21700 バッテリーと 18650 バッテリーの違いは何ですか?

懐中電灯、ノートパソコンのバッテリーパック、さらには電気自動車といった充電式ガジェットは、通常、特殊なバッテリーを搭載しています。これらのバッテリーは多くの場合、リチウムイオンバッテリーです。バッテリーには様々な形状やサイズがあります。長い間、18650というサイズが一般的でした。しかし最近では、特に新しいデバイスや車両で、21700という別のサイズが非常に人気になっています。 

デバイス内部で使用されるバッテリーセルのサイズと種類は、設計において非常に重要な選択です。それは以下の点に影響します。

1. デバイスの電力はどれくらいですか?

2. どれくらいの期間実行されますか?

3. 大きさや重さはどれくらいですか?

簡単に言えば、適切なバッテリーセルを選ぶことは非常に重要です。これは、電子機器を組み立てたり使用したりするすべての人にとって重要な点です。

まず、18650 と 21700 のバッテリー セルを比較して、違いは何で、なぜ両方が使用されるのかを見てみましょう。

18650 および 21700 バッテリーとは何ですか?

まず、これらの数字は何を意味するのでしょうか？単なるランダムなコードではありません。エンジニアたちは、これがバッテリーセルのサイズを示す簡単な方法であることを知っています。

18650

 この名前は次元に分解されます。 

•  18 は、バッテリーの直径が 18 ミリメートル (mm) であることを意味します。 

•  65 はバッテリーの長さが 65 ミリメートル (mm) であることを意味します。 

•  末尾の 0 は通常、円筒形のバッテリー形状を意味します。 

18650バッテリーは、直径18mm、高さ65mmの円筒形です。長年にわたり、高エネルギー充電式セルの標準でした。ノートパソコンから初期の電動自転車まで、あらゆるものに使われてきました。 

21700

 これも同様のパターンに従います。

•  21 は、バッテリーの直径が 21 ミリメートル (mm) であることを意味します。 

•  70 はバッテリーの長さが 70 ミリメートル (mm) であることを意味します。

•  0 は円筒形であることを意味します。 

21700バッテリーは円筒形で、直径21mm、高さ70mmです。基本的に18650よりも少し太くて少し長いです。 

確かに、21700 は 18650 よりも物理的に大きいです。このサイズの違いは小さいように見えますが、パフォーマンスに大きな影響を与えます。

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主な違い：サイズ、容量、パワーなど

これら2つのサイズを比較すると、メーカーがなぜどちらか一方を選ぶのかが分かります。この点は、スペックを見ればすぐに分かります。

1.    サイズと寸法

前述の通り、21700は3よりも幅が5mm、長さが18650mmあります。これらの違いは小さいですが、一方向けに設計されたデバイスは、バッテリーホルダーと内部レイアウトを変更しなければ、もう一方に適合させることができません。見た目が似ているからといって互換性があるわけではありません。初心者が簡単に交換できると思い込んでしまうのは、よくある「間違い」と言えるでしょう。しかし、慌てる必要はありません。これは単純な物理的なサイズの問題です。

2.    容量（蓄えられるエネルギー量）

 これは大きな違いです。21700はサイズが大きいため、内部容積が大きくなっています。この余裕のあるスペースにより、メーカーはセル内にエネルギーを蓄える活性物質をより多く配置することができます。一般的な18650セルの容量は、約2000mAhから3500mAh（mAhはミリアンペア時間、充電容量の単位）です。一方、21700セルは3000mAhから5000mAh、あるいはそれ以上の容量を持つことがよくあります。この点は重要です。21700セル18650個で、通常、XNUMXセルXNUMX個よりもはるかに多くのエネルギーを蓄えることができます。 

3.    出力（どれだけの電流を供給できるか）

 21700はサイズが大きいため、出力も向上します。電流を流す内部部品が大きく、セルの設計はより高い放電レートに対応できる場合が多いです。つまり、21700セルは、電動工具の高負荷時や電気自動車の急加速時など、必要な時にデバイスにより多くの電力を供給できる場合が多いということです。同時に、同様の18650と比較して、負荷時でも高い電圧を維持できる場合が多いです。ベンチマークテストでは、この電力効率の優位性が、要求の厳しいアプリケーションで実証されています。

4.    エネルギー密度

 これは、単位体積または単位重量あたりにどれだけのエネルギーを蓄えられるかを表します。21700はサイズが大きいため、活物質と包装材料（金属ケース、安全機能など）の比率が優れています。つまり、一般的に21700セルはより高いエネルギー効率を達成できます。 エネルギー密度 18650セルよりも（体積あたりまたは重量あたりのエネルギー）優れています。セルあたりの材料費とパッケージングコストはほぼ同じですが、より多くのエネルギーを得ることができます。軽量で長寿命のポータブルデバイスやEVを設計する際には、あらゆる要素が重要です。 

5.    費用

21700は18650セルあたり21700よりも若干高価であることが多い。しかし、1.5は2セルで18650～XNUMXセル分のXNUMXを総エネルギーで置き換えることができるため、コストは ワット時あたり（Wh） 場合によっては、21700 個のセルに蓄えられるエネルギーは実際には少なくなることがあります。 

21700 はなぜ出現したのか?

21700サイズの開発と普及は、単に誰かが新しいサイズを望んだからという理由だけで実現したわけではありません。それは主に、特に電気自動車（EV）をはじめとする新技術のニーズによって推進されました。EVを製造する企業は、車の航続距離を延ばし、性能を向上させるために、バッテリーパックからより多くのエネルギーと電力を必要としていました。

18650セルを使用すると、数千個のセルからなる非常に大きなバッテリーパックを作る必要がありました。21700のような少し大きめのセルに切り替えれば、セルあたりのエネルギー容量が大きく、より高い出力が得られるため、より大容量のバッテリーパックを作ることができます。 より少ない 同じセルを取得するか よ 総エネルギーとパワー。

セル数が少ないということは、配線や接続箇所が少なくなり、パック全体の製造と熱管理が容易になることを意味します。これにより、設計者は標準的な18650の枠にとらわれない発想が可能になり、バッテリーパックの設計と性能に新たな可能性を切り開くことができました。EVにおける航続距離の延長と充電速度の高速化への追求は、21700のような大型バッテリーへの移行の大きな根本原因でした。

アプリケーション: どこで使用されるか?

18650 バッテリーと 21700 バッテリーの両方が、さまざまなデバイスに電力を供給しています。

18650

ノートパソコンのバッテリーパック（ただし、新型ではあまり一般的ではありません）、モバイルバッテリー、多くのLED懐中電灯、ポータブルファン、ベイプデバイス、旧型の電気自動車など、依然として広く使用されています。これは成熟した技術であり、多様なサプライヤーが参入しています。PCBおよびPCBA企業は、中程度の電力とエネルギーを必要とする製品を設計しており、長年にわたり18650電池を使用しています。 

21700

 新型電気自動車（テスラは早期に大規模導入した）、高出力コードレス電動工具、新型でより強力なLED懐中電灯、一部の電動自転車、家庭用蓄電システムなどに、ますます多くの用途で採用されています。また、サイズを大きく変更することなく、エネルギーや電力の増強を必要とする機器の新たなプロトタイプにも、これらの技術が組み込まれています。 

バッテリー寿命とパフォーマンスが重要な要素であるというお客様のご意見は、まさにその通りです。多くの製品で21700チップを採用することで、より長い駆動時間とより多くの電力を求めるお客様のニーズに直接応えています。 

互換性とシステム設計

21700バッテリーは18650バッテリー用に設計されたデバイスには適合しないことを覚えておくことが非常に重要です。逆もまた同様です。両者の物理的な寸法は異なります。バッテリーホルダー、充電クレードル、そしてデバイスの内部レイアウトは、どちらかのサイズに合わせて特別に作られています。

設計者は新製品を開発する際に、電力とエネルギーの要件を検討します。また、利用可能なスペースとコスト目標も考慮します。これらの要素に基づいて、最適なセルサイズを選択します。例えば、小型で薄型のデバイスであれば、より小型で低出力のセル、あるいは薄型のポーチ型バッテリーが使用されることもあります。

大型電動工具やEVでは、最大のエネルギーと電力を蓄えるために、18650または21700（あるいはそれ以上の大型セル）が採用されます。適切なセルサイズと種類の選択は、バッテリー駆動製品の製造性を考慮した設計（DFM）において非常に重要な要素です。性能、サイズ、コスト、そして組み立てやすさのバランスを見つける必要があります。

どちらが良いですか？

どちらのバッテリーサイズも、一概に「優れている」とは言えません。用途によって大きく異なります。

できるだけ小型のデバイスと適度な電力／エネルギーが必要な場合は、18650、あるいはさらに小型のセルが最適な選択肢となるかもしれません。21700の方が新しく、より多くのエネルギーを蓄えられるからといって、必ずしも最適な選択肢とは限りません。

比較的コンパクトな円筒形で最大限のエネルギーとパワーが必要な場合は、21700が最適です。パフォーマンスが一段と向上します。

選択または比較する際には、アプリケーションの要件に焦点を絞ってください。個々のバッテリーセルの仕様（容量、最大放電電流、電圧、寿命）を確認し、デバイスのニーズと比較してください。異なるセルの選択肢を検討する際には、忍耐強く検討してください。同じサイズでも仕様が異なる場合があるからです。

結論

つまり、18650と21700は、リチウムイオン電池セルの一般的なサイズであるということです。21700は18650よりわずかに大きいです。このサイズが大きいため、21700は一般的に容量が高く、より多くの電力を供給できます。18650は多くの旧型や小型のガジェットに搭載されていますが、21700はEVや電動工具などの需要の高い用途でますます多く使用されています。どちらを選ぶかは、エネルギー、電力、サイズ、コストのバランスを考えることが重要です。