Denk aan oplaadbare gadgets zoals een zaklamp, een laptopaccu en zelfs een elektrische auto. Die zijn over het algemeen afhankelijk van speciale batterijen. Dit zijn vaak lithium-ionbatterijen. Ze zijn er in verschillende soorten en maten. Lange tijd was één maat heel gebruikelijk: de 18650. De laatste tijd is er echter een andere maat erg populair geworden, vooral in nieuwere apparaten en voertuigen: de 21700.
De grootte en het type batterijcel die in een apparaat wordt gebruikt, zijn namelijk erg belangrijke ontwerpkeuzes. Ze hebben invloed op:
1. Hoeveel vermogen heeft het apparaat?
2. Hoe lang duurt het?
3. En hoe groot of zwaar is het?
Simpel gezegd, de keuze van de juiste batterijcel is van groot belang. Dit punt is belangrijk voor iedereen die elektronica bouwt en gebruikt.
Laten we ergens beginnen en de 18650- en 21700-batterijcellen met elkaar vergelijken om te zien wat het verschil is en waarom beide worden gebruikt.
Wat zijn 18650 en 21700 batterijen?
Allereerst, wat betekenen deze getallen? Het zijn niet zomaar willekeurige codes. Ingenieurs weten dat het eigenlijk een simpele manier is om de grootte van de batterijcel te bepalen.
18650
Deze naam is op te delen in dimensies.
• 18 betekent dat de batterij een diameter heeft van 18 millimeter (mm).
• 65 betekent dat de batterij 65 millimeter (mm) lang is.
• Een 0 aan het einde betekent meestal dat het een cilindrische batterijvorm heeft.
Een 18650-batterij is dus een cilinder met een diameter van 18 mm en een hoogte van 65 mm. Jarenlang was dit de standaard voor oplaadbare cellen met hoge energie. Weet je, het is in alles gebruikt, van laptops tot veel vroege elektrische fietsen.
21700
Dit volgt hetzelfde patroon.
• 21 betekent dat de batterij een diameter heeft van 21 millimeter (mm).
• 70 betekent dat de batterij 70 millimeter (mm) lang is.
• 0 betekent wederom dat het cilindrisch is.
Een 21700-batterij is dus een cilinder met een diameter van 21 mm en een hoogte van 70 mm. Hij is in principe iets dikker en iets langer dan een 18650.
De 21700 is absoluut fysiek groter dan de 18650. Dit verschil in grootte, ook al lijkt het klein, heeft een groot effect op de prestaties.
Over PCBasic
Tijd is geld in uw projecten – en PCB-basis begrijpt het. PCBasic is een PCB-assemblagebedrijf: die elke keer snelle, vlekkeloze resultaten levert. Onze uitgebreide PCB-assemblagediensten: bieden deskundige technische ondersteuning bij elke stap, waardoor topkwaliteit in elk bord wordt gegarandeerd. Als toonaangevend Fabrikant van PCB-assemblage:, Wij bieden een totaaloplossing die uw toeleveringsketen stroomlijnt. Werk samen met onze geavanceerde PCB-prototypefabriek voor snelle doorlooptijden en superieure resultaten waarop u kunt vertrouwen.
Belangrijkste verschillen: grootte, capaciteit, vermogen en meer
Een vergelijking van deze twee maten laat zien waarom fabrikanten voor de ene boven de andere kiezen. Dit is duidelijk te zien aan de specificaties.
1. Omvang en afmetingen
Zoals we al aangaven, is de 21700 3 mm breder en 5 mm langer dan de 18650. Hoewel deze verschillen klein zijn, betekenen ze dat een apparaat dat voor de ene ontworpen is, niet op de andere past zonder de batterijhouder en interne lay-out aan te passen. Ze zijn niet onderling verwisselbaar, alleen al omdat ze op elkaar lijken. Je zou kunnen zeggen dat dit de meest voorkomende "fout" is die beginners misschien maken door te denken dat ze ze zomaar kunnen verwisselen, maar geen paniek, het is simpelweg een kwestie van fysieke afmetingen.
2. Capaciteit (hoeveel energie ze opslaan)
Dit is een groot verschil. Omdat de 21700 groter is, heeft hij meer intern volume. Deze extra ruimte stelt fabrikanten in staat om meer actieve materialen in de cel te plaatsen die energie opslaan. U zult zien dat typische 18650-cellen een capaciteit hebben van ongeveer 2000 mAh tot 3500 mAh (mAh staat voor milliampère-uur, een eenheid voor laadcapaciteit). 21700-cellen daarentegen variëren vaak van 3000 mAh tot 5000 mAh of zelfs hoger. Dit is belangrijk: één 21700-cel kan doorgaans aanzienlijk meer energie opslaan dan één 18650-cel.
3. Vermogen (hoeveel stroom ze kunnen leveren)
Het grotere formaat van de 21700 draagt ook bij aan het vermogen. De interne onderdelen die stroom geleiden, zijn groter en het ontwerp van de cel kan vaak hogere ontladingssnelheden aan. Dit betekent dat een 21700-cel vaak meer vermogen kan leveren aan een apparaat wanneer dat nodig is, bijvoorbeeld wanneer een elektrisch gereedschap hard werkt of een elektrische auto snel optrekt. Tegelijkertijd kan hij vaak een hogere spanning handhaven onder belasting in vergelijking met een vergelijkbare 18650. Benchmarktests tonen dit vermogensvoordeel aan in veeleisende toepassingen.
4. Energiedichtheid
Dit heeft betrekking op de hoeveelheid energie die per volume- of gewichtseenheid wordt opgeslagen. Omdat de 21700 groter is, heeft deze een betere verhouding tussen actief materiaal en verpakkingsmateriaal (de metalen behuizing, veiligheidsvoorzieningen, enz.). Dit betekent dat 21700-cellen over het algemeen hogere prestaties kunnen leveren. energiedichtheid (energie per volume of per gewicht) dan 18650 cellen. Je krijgt meer energie voor ongeveer dezelfde hoeveelheid materiaal en verpakkingsoverhead per cel. Alles telt mee bij het ontwerpen van lichtgewicht, duurzame draagbare apparaten of elektrische voertuigen.
5. Kosten
Per cel is een 21700 vaak iets duurder dan een 18650. Omdat één 21700 echter qua totale energie misschien 1.5 of 2 kleinere 18650-cellen kan vervangen, zijn de kosten per wattuur (Wh) van de opgeslagen energie kan in sommige gevallen zelfs lager zijn voor 21700 cellen.
Waarom ontstond de 21700?
De ontwikkeling en brede acceptatie van het 21700-formaat gebeurde niet zomaar omdat iemand een nieuw formaat wilde. Het werd grotendeels gedreven door de behoeften van nieuwe technologieën, met name elektrische voertuigen (EV's). Bedrijven die EV's bouwden, hadden meer energie en vermogen uit hun accupakketten nodig om auto's een groter bereik en betere prestaties te geven.
Het gebruik van 18650-cellen betekende dat er zeer grote batterijpakketten met duizenden cellen gebouwd moesten worden. Door over te schakelen op een iets grotere cel zoals de 21700, die meer energie per cel vasthoudt en een hoger vermogen biedt, konden ze batterijpakketten bouwen met minder cellen om hetzelfde te krijgen of meer totale energie en vermogen.
Minder cellen betekent eenvoudigere bedrading, minder aansluitingen en mogelijk eenvoudigere productie en thermisch beheer voor het hele pakket. Dit stelde ontwerpers in staat om buiten de gebaande paden van de standaard 18650 te denken en nieuwe mogelijkheden te ontsluiten voor het ontwerp en de prestaties van accupakketten. De zoektocht naar meer actieradius en sneller opladen in elektrische auto's was een belangrijke reden voor de overstap naar grotere formaten zoals de 21700.
Toepassingen: Waar worden ze gebruikt?
U zult zowel 18650- als 21700-batterijen tegenkomen in een breed scala aan apparaten.
18650
Nog steeds veel gebruikt in zaken als laptopaccu's (hoewel minder gebruikelijk in nieuwere, slankere modellen), powerbanks, veel ledzaklampen, draagbare ventilatoren, vape-apparaten en oudere elektrische automodellen. Het is een volwassen technologie met een breed scala aan leveranciers. PCB- en PCBA-bedrijven ontwerpen producten die een gematigd vermogen en energie verbruiken en gebruiken al lang 18650-batterijen.
21700
Ze worden steeds vaker aangetroffen in nieuwere elektrische voertuigen (Tesla was een vroege, grootschalige gebruiker), krachtige draadloze gereedschappen, nieuwere en krachtigere ledzaklampen, sommige e-bikes en energieopslagsystemen voor thuis. Ze worden ontworpen in nieuwe prototypes voor apparaten die net dat beetje extra energie of vermogen nodig hebben zonder een enorme sprong in omvang.
Klanten hebben volkomen gelijk als ze zeggen dat batterijduur en prestaties belangrijke kenmerken zijn. De overstap naar 21700 in veel producten speelt direct in op de vraag van klanten naar een langere gebruiksduur en meer vermogen.
Compatibiliteit en systeemontwerp
Het is erg belangrijk om te onthouden dat een 21700-batterij niet past in een apparaat dat ontworpen is voor een 18650-batterij, en vice versa. Hun fysieke afmetingen verschillen. Batterijhouders, oplaadstations en de interne indeling van apparaten zijn specifiek voor het ene of het andere formaat gemaakt.
Wanneer ontwerpers een nieuw product ontwikkelen, kijken ze naar het vermogen en de energiebehoefte. Ze houden ook rekening met de beschikbare ruimte en de kostendoelstelling. Op basis van deze factoren kiezen ze welke celgrootte het meest zinvol is. Een klein, dun apparaat kan bijvoorbeeld kleinere, minder krachtige cellen of zelfs platte pouch-batterijen gebruiken.
Een groot elektrisch gereedschap of een elektrische auto zal 18650 of 21700 (of zelfs grotere) cellen gebruiken om de meeste energie en vermogen te leveren. Het kiezen van de juiste celgrootte en -type is een cruciaal onderdeel van Design for Manufacturability (DFM) voor accugevoede producten. U moet een balans vinden tussen prestaties, grootte, kosten en montagegemak.
Wat is beter?
Beide batterijformaten zijn niet per definitie 'beter'. Het hangt er volledig vanaf waarvoor je ze nodig hebt.
Als je het kleinst mogelijke apparaat en een gematigd vermogen/energieverbruik nodig hebt, is een 18650 wellicht nog steeds de juiste keuze, of zelfs kleinere cellen. Dat de 21700 nieuwer is en meer energie vasthoudt, betekent niet dat hij altijd de beste keuze is.
Als je maximale energie en vermogen nodig hebt in een relatief compact cilindrisch formaat, is de 21700 vaak de beste keuze. Deze biedt een prestatieverbetering.
Houd bij het kiezen of vergelijken rekening met de vereisten van de toepassing. Kijk naar de specificaties van de afzonderlijke batterijcellen (capaciteit, maximale ontlaadstroom, spanning, levensduur) en vergelijk deze met de vereisten van uw apparaat. Wees geduldig bij het onderzoeken van verschillende celopties; specificaties kunnen zelfs binnen dezelfde grootte variëren.
Conclusie
Het komt er dus op neer dat 18650 en 21700 twee veelvoorkomende formaten lithium-ionbatterijcellen zijn. De 21700 is iets groter dan de 18650. Dit grotere formaat betekent dat de 21700 over het algemeen een hogere capaciteit biedt en meer vermogen kan leveren. Je ziet 18650's in veel oudere en kleinere gadgets, terwijl 21700's steeds vaker worden aangetroffen in veeleisende toepassingen zoals elektrische voertuigen en elektrisch gereedschap. De keuze tussen beide is een afweging van de behoeften aan energie, vermogen, formaat en kosten.
