Quando pensamos em dispositivos recarregáveis como uma lanterna, uma bateria de laptop e até mesmo um carro elétrico, eles geralmente dependem de baterias especiais em seu interior. Geralmente, são baterias de íons de lítio. Elas vêm em diferentes formatos e tamanhos. Por muito tempo, um tamanho era realmente comum: o 18650. Ultimamente, porém, outro tamanho se tornou muito popular, especialmente em dispositivos e veículos mais novos: o 21700.
Veja bem, o tamanho e o tipo de célula de bateria usada dentro de um dispositivo são escolhas de design realmente importantes. Isso afeta:
1. Quanta potência o dispositivo tem?
2. Quanto tempo dura?
3. E quão grande ou pesado ele é?
Em palavras simples, escolher a célula de bateria certa é extremamente importante. Este ponto é crucial para quem constrói e usa eletrônicos.
Vamos começar em algum lugar e comparar as células de bateria 18650 e 21700 para ver o que é diferente e por que ambas são usadas.
O que são baterias 18650 e 21700?
Primeiramente, o que esses números significam? Eles não são apenas códigos aleatórios. Os engenheiros sabem que, na verdade, é uma maneira simples de informar o tamanho da célula da bateria.
18650
Este nome se divide em dimensões.
. 18 significa que a bateria tem 18 milímetros (mm) de diâmetro.
. 65 significa que a bateria tem 65 milímetros (mm) de comprimento.
. O 0 no final geralmente significa que a bateria tem formato cilíndrico.
Então, uma bateria 18650 é um cilindro com 18 mm de diâmetro e 65 mm de altura. Por muitos anos, esse foi o padrão para células recarregáveis de alta energia. Sabe, ele tem sido usado em tudo, desde laptops até muitas das primeiras bicicletas elétricas.
21700
Isso segue o mesmo padrão.
. 21 significa que a bateria tem 21 milímetros (mm) de diâmetro.
. 70 significa que a bateria tem 70 milímetros (mm) de comprimento.
. 0 novamente significa que é cilíndrico.
Então, uma bateria 21700 é um cilindro com 21 mm de largura e 70 mm de altura. É basicamente um pouco mais grossa e comprida que uma 18650.
Definitivamente, o 21700 é fisicamente maior que o 18650. Essa diferença de tamanho, embora pareça pequena, tem um grande efeito no desempenho.
Sobre PCBasic
Tempo é dinheiro em seus projetos – e PC Basic recebe-lo. PCBasico é um empresa de montagem de placas que oferece resultados rápidos e impecáveis sempre. Nossa abrangente Serviços de montagem de PCB incluem suporte de engenharia especializada em cada etapa, garantindo a mais alta qualidade em cada placa. Como líder fabricante de montagem de PCB, Oferecemos uma solução completa que otimiza sua cadeia de suprimentos. Faça parceria com nossos avançados Fábrica de protótipos de PCB para entregas rápidas e resultados superiores nos quais você pode confiar.
Principais diferenças: tamanho, capacidade, potência e muito mais
Comparar esses dois tamanhos revela por que os fabricantes escolhem um em vez do outro. Esse ponto fica evidente ao analisar as especificações.
1. Tamanho e dimensões
Como mencionamos, o 21700 é 3 mm mais largo e 5 mm mais comprido que o 18650. Embora essas diferenças sejam pequenas, elas significam que um dispositivo projetado para um não pode se adaptar ao outro sem alterar o suporte da bateria e o layout interno. Eles não são intercambiáveis apenas por serem parecidos. Pode-se dizer que este é o "erro" mais comum; iniciantes podem presumir que podem simplesmente trocá-los, mas não se preocupe, é um simples problema de tamanho físico.
2. Capacidade (quanta energia eles armazenam)
Esta é uma diferença significativa. Como a 21700 é maior, ela tem mais volume interno. Esse espaço extra permite que os fabricantes coloquem mais materiais ativos dentro da célula, que armazenam energia. Você verá que as células 18650 típicas têm capacidades que variam de 2000mAh a 3500mAh (mAh significa miliampere-hora, uma unidade de capacidade de carga). Em contraste, as células 21700 geralmente variam de 3000mAh a 5000mAh ou até mais. Este ponto é importante: uma única célula 21700 geralmente pode armazenar significativamente mais energia do que uma única célula 18650.
3. Potência de saída (quanta corrente eles podem fornecer)
O tamanho maior da célula 21700 também contribui para a potência de saída. As peças internas que conduzem a corrente são maiores e o design da célula pode frequentemente suportar taxas de descarga mais altas. Isso significa que uma célula 21700 pode frequentemente fornecer mais energia a um dispositivo quando ele precisa, como quando uma ferramenta elétrica está trabalhando intensamente ou um carro elétrico está acelerando rapidamente. Ao mesmo tempo, ela pode frequentemente manter uma tensão mais alta sob carga em comparação com uma célula 18650 similar. Testes de benchmark demonstram essa vantagem de potência em aplicações exigentes.
4. Densidade Energética
Isso se refere à quantidade de energia armazenada por unidade de volume ou peso. Como a 21700 é maior, ela tem uma melhor proporção de material ativo em relação ao material de embalagem (invólucro metálico, recursos de segurança, etc.). Isso significa que, geralmente, as células 21700 podem atingir valores mais altos. densidade de energia (energia por volume ou por peso) do que 18650 células. Você obtém mais energia com aproximadamente a mesma quantidade de material e embalagem por célula. Tudo conta ao projetar dispositivos portáteis ou veículos elétricos leves e duráveis.
5. Custo
Por célula, uma 21700 costuma ser um pouco mais cara do que uma 18650. No entanto, como uma 21700 pode substituir talvez 1.5 ou 2 células 18650 menores em termos de energia total, o custo por watt-hora (Wh) de energia armazenada pode ser menor para células 21700 em alguns casos.
Por que surgiu o 21700?
O desenvolvimento e a ampla adoção do tamanho 21700 não aconteceram apenas porque alguém queria um novo tamanho. A adoção foi amplamente impulsionada pelas necessidades de novas tecnologias, especialmente veículos elétricos (VEs). As empresas que fabricavam VEs precisavam de mais energia e potência de suas baterias para oferecer aos carros maior autonomia e melhor desempenho.
Usar células 18650 significava construir baterias muito grandes com milhares de células. Ao mudar para uma célula um pouco maior, como a 21700, que armazena mais energia por célula e oferece maior potência, eles conseguiram construir baterias com menos células para obter o mesmo ou mais energia e potência total.
Menos células significam fiação mais simples, menos conexões e, potencialmente, fabricação e gerenciamento térmico mais fáceis para todo o conjunto. Isso permitiu que os designers pensassem fora da caixa do padrão 18650 e desvendassem novas possibilidades para o design e o desempenho das baterias. A busca por maior autonomia e carregamento mais rápido em veículos elétricos foi uma causa significativa para a mudança para formatos maiores, como o 21700.
Aplicações: onde são usadas?
Você verá baterias 18650 e 21700 alimentando uma ampla variedade de dispositivos.
18650
Ainda amplamente utilizado em itens como baterias de laptop (embora menos comum em modelos mais novos e elegantes), carregadores portáteis, muitas lanternas de LED, ventiladores portáteis, dispositivos de vaporização e modelos mais antigos de veículos elétricos. É uma tecnologia madura com uma ampla variedade de fornecedores. Empresas de PCB e PCBA estão projetando produtos que exigem potência e energia moderadas e já utilizam circuitos 18650 há muito tempo.
21700
Cada vez mais presentes em veículos elétricos mais novos (a Tesla foi uma das primeiras a adotá-los em larga escala), ferramentas elétricas sem fio de alta potência, lanternas de LED mais novas e potentes, algumas bicicletas elétricas e sistemas de armazenamento de energia residencial. Eles estão sendo projetados em novos protótipos para dispositivos que precisam daquele impulso extra de energia ou potência sem um grande aumento de tamanho.
Os clientes estão certos em sua opinião de que a duração da bateria e o desempenho são características essenciais. A mudança para 21700 em muitos produtos atende diretamente à demanda dos clientes por maior autonomia e mais potência.
Compatibilidade e Design do Sistema
É muito importante lembrar que uma bateria 21700 não caberá em um dispositivo projetado para uma bateria 18650, e vice-versa. Suas dimensões físicas são diferentes. Suportes de bateria, bases de carregamento e o layout interno dos dispositivos são feitos especificamente para um tamanho ou outro.
Ao criar um novo produto, os designers consideram os requisitos de potência e energia. Consideram também o espaço disponível e o custo-alvo. Com base nesses fatores, escolhem o tamanho de célula mais adequado. Por exemplo, um dispositivo pequeno e fino pode optar por células menores e menos potentes ou até mesmo por baterias do tipo bolsa plana.
Uma ferramenta elétrica de grande porte ou um veículo elétrico (VE) precisa de células 18650 ou 21700 (ou até maiores) para armazenar o máximo de energia e potência. Escolher o tamanho e o tipo corretos de célula é uma parte crucial do Design for Manufacturability (DFM) para produtos alimentados por bateria. Você precisa encontrar um equilíbrio entre desempenho, tamanho, custo e facilidade de montagem.
Qual é melhor?
Nenhum dos tamanhos de bateria é universalmente "melhor". Depende inteiramente para que você precisa dela.
Se você precisa do menor dispositivo possível e de potência/energia moderada, uma 18650 ainda pode ser a escolha certa, ou até mesmo células menores. Só porque a 21700 é mais nova e armazena mais energia não significa que seja sempre a melhor opção.
Se você precisa do máximo de energia e potência em um formato cilíndrico relativamente compacto, o 21700 costuma ser a melhor opção. Ele oferece um aumento no desempenho.
Ao escolher ou comparar, concentre-se nos requisitos da aplicação. Consulte as especificações de cada célula da bateria (capacidade, corrente máxima de descarga, voltagem, vida útil) e compare-as com as necessidades do seu dispositivo. Seja paciente ao pesquisar diferentes opções de células; as especificações podem variar mesmo dentro do mesmo tamanho.
Conclusão
Portanto, o ponto básico é que 18650 e 21700 são dois tamanhos comuns de células de bateria de íons de lítio. A 21700 é ligeiramente maior que a 18650. Esse tamanho maior significa que a 21700 geralmente oferece maior capacidade e pode fornecer mais energia. Você verá baterias 18650 em muitos aparelhos menores e mais antigos, enquanto as 21700 são cada vez mais encontradas em aplicações de alta demanda, como veículos elétricos e ferramentas elétricas. Escolher entre elas envolve equilibrar as necessidades de energia, potência, tamanho e custo.
