När man tänker på laddningsbara prylar som en ficklampa, ett batteri till en bärbar dator och till och med en elbil, är de i allmänhet beroende av speciella batterier inuti. Dessa är ofta litiumjonbatterier. De finns i olika former och storlekar. Under lång tid var en storlek väldigt vanlig: 18650. På senare tid har dock en annan storlek blivit mycket populär, särskilt i nyare enheter och fordon: 21700.
Du förstår, storleken och typen av battericell som används inuti en enhet är verkligen viktiga designval. Det påverkar:
1. Hur mycket ström har enheten?
2. Hur länge pågår den?
3. Och hur stor eller tung är den?
Enkelt uttryckt spelar det stor roll att välja rätt battericell. Denna punkt är viktig för alla som bygger och använder elektronik.
Låt oss börja någonstans och jämföra 18650- och 21700-battericellerna för att se vad som skiljer dem åt och varför båda används.
Vad är 18650- och 21700-batterier?
Först och främst, vad betyder dessa siffror? De är inte bara slumpmässiga koder. Ingenjörer vet att det faktiskt är ett enkelt sätt att avgöra battericellens storlek.
18650
Detta namn är uppdelat i dimensioner.
• 18 betyder att batteriet är 18 millimeter (mm) i diameter.
• 65 betyder att batteriet är 65 millimeter (mm) långt.
• 0 i slutet betyder vanligtvis att det är en cylindrisk batteriform.
Så, ett 18650-batteri är en cylinder, 18 mm i diameter och 65 mm hög. Under många år var detta standarden för högenergiuppladdningsbara celler. Det har använts i allt från bärbara datorer till många tidiga elcyklar.
21700
Detta följer samma mönster.
• 21 betyder att batteriet är 21 millimeter (mm) i diameter.
• 70 betyder att batteriet är 70 millimeter (mm) långt.
• 0 betyder återigen att den är cylindrisk.
Så ett 21700-batteri är en cylinder, 21 mm i diameter och 70 mm högt. Det är i grunden lite tjockare och lite längre än ett 18650-batteri.
21700 är definitivt fysiskt större än 18650. Denna skillnad i storlek, även om den verkar liten, har stor effekt på prestandan.
Om PCBasic
Tid är pengar i dina projekt – och PCBasic får det. PCGrundläggande är en PCB monteringsföretag som ger snabba, felfria resultat varje gång. Vår omfattande PCB monteringstjänster inkludera expertkunskapsstöd i varje steg, vilket säkerställer högsta kvalitet på varje kretskort. Som en ledande Tillverkare av PCB-montage, Vi erbjuder en komplett lösning som effektiviserar din leveranskedja. Samarbeta med våra avancerade PCB-prototypfabrik för snabba leveranser och överlägsna resultat du kan lita på.
Viktiga skillnader: Storlek, kapacitet, effekt och mer
Att jämföra dessa två storlekar avslöjar varför tillverkare väljer den ena framför den andra. Denna punkt är märkbar när man tittar på specifikationerna.
1. Storlek och mått
Som vi nämnde är 21700 3 mm bredare och 5 mm längre än 18650. Även om dessa skillnader är små, innebär de att en enhet som är designad för den ena inte kan passa den andra utan att byta batterihållare och interna layout. De är inte utbytbara bara för att de ser lika ut. Man kan säga att det är det vanligaste "misstaget" som nybörjare kanske antar att de bara kan byta ut dem, men få inte panik, det är ett enkelt fysiskt storleksproblem.
2. Kapacitet (hur mycket energi de lagrar)
Detta är en stor skillnad. Eftersom 21700-batteriet är större har det mer intern volym. Detta extra utrymme gör det möjligt för tillverkare att placera mer av de aktiva materialen inuti cellen som lagrar energi. Du kommer att se att typiska 18650-celler har kapaciteter från cirka 2000 mAh till 3500 mAh (mAh står för milliampere-timme, en enhet för laddningskapacitet). Däremot varierar 21700-celler ofta från 3000 mAh upp till 5000 mAh eller ännu högre. Denna punkt är viktig: en enda 21700-cell kan vanligtvis lagra betydligt mer energi än en enda 18650-cell.
3. Uteffekt (hur mycket ström de kan leverera)
Den större storleken på 21700 bidrar också till effektuttaget. De interna delarna som leder ström är större, och cellens design kan ofta hantera högre urladdningshastigheter. Det betyder att en 21700-cell ofta kan ge mer ström till en enhet när den behöver det, till exempel när ett elverktyg arbetar hårt eller en elbil accelererar snabbt. Samtidigt kan den ofta bibehålla en högre spänning under belastning jämfört med en liknande 18650. Riktmärkestester visar denna effektfördel i krävande applikationer.
4. Energi densitet
Detta relaterar till hur mycket energi som lagras per volym- eller viktenhet. Eftersom 21700 är större har den ett bättre förhållande mellan aktivt material och förpackningsmaterial (metallhölje, säkerhetsfunktioner etc.). Detta innebär att 21700-celler generellt kan uppnå högre energi densitet (energi per volym eller per vikt) än 18650 celler. Du får mer energi för ungefär samma mängd material och förpackningsomkostnader per cell. Allt räknas när man designar lätta, hållbara bärbara enheter eller elbilar.
5. Pris
Per cell är en 21700 ofta något dyrare än en 18650. Men eftersom en 21700 kan ersätta kanske 1.5 eller 2 mindre 18650-celler sett till total energi, är kostnaden per wattimme (Wh) av lagrad energi kan faktiskt vara lägre för 21700 XNUMX celler i vissa fall.
Varför uppstod 21700?
Utvecklingen och den utbredda användningen av storlek 21700 skedde inte bara för att någon ville ha en ny storlek. Den drevs till stor del av behoven från ny teknik, särskilt elbilar. Företag som byggde elbilar behövde mer energi och kraft från sina batteripaket för att ge bilar längre räckvidd och bättre prestanda.
Att använda 18650-celler innebar att bygga mycket stora batteripaket med tusentals celler. Genom att byta till en något större cell som 21700, som innehåller mer energi per cell och erbjuder högre effekt, kunde de bygga batteripaket med färre celler för att få samma eller mer total energi och kraft.
Färre celler innebär enklare kabeldragning, färre anslutningar och potentiellt enklare tillverkning och värmehantering för hela batteripaketet. Det gjorde det möjligt för konstruktörer att tänka utanför ramarna för standarden 18650 och öppna upp nya möjligheter för batteripaketdesign och prestanda. Strävan efter längre räckvidd och snabbare laddning i elbilar var en viktig grundorsak till övergången till större format som 21700.
Applikationer: Var används de?
Du kommer att se både 18650- och 21700-batterier som driver en mängd olika enheter.
18650
Används fortfarande flitigt i saker som batteripaket till bärbara datorer (men mindre vanligt i nyare, elegantare modeller), powerbanks, många LED-ficklampor, bärbara fläktar, vape-enheter och äldre elfordonsmodeller. Det är en mogen teknik med en mängd olika leverantörer. PCB- och PCBA-företag designar produkter som behöver måttlig effekt och energi och har länge använt 18650-batterier.
21700
Allt oftare förekommer de i nyare elfordon (Tesla var en tidig storskalig användare), högpresterande sladdlösa elverktyg, nyare och kraftfullare LED-ficklampor, vissa elcyklar och energilagringssystem för hemmet. De designas till nya prototyper för enheter som behöver den där extra energi- eller effektökningen utan att behöva öka i storlek.
Kunderna har så rätt i sin åsikt att batteritid och prestanda är viktiga egenskaper. Övergången till 21700 i många produkter tillgodoser direkt kundernas efterfrågan på längre drifttid och mer kraft.
Kompatibilitet och systemdesign
Det är mycket viktigt att komma ihåg att ett 21700-batteri inte passar i en enhet som är designad för ett 18650-batteri, och vice versa. Deras fysiska dimensioner är olika. Batterihållare, laddningsvaggor och enheternas interna layout är specifikt tillverkade för en eller annan storlek.
När konstruktörer skapar en ny produkt tittar de på effekt- och energibehovet. De tar också hänsyn till tillgängligt utrymme och kostnadsmålet. Baserat på dessa faktorer väljer de vilken cellstorlek som är mest lämplig. Till exempel kan en liten, tunn enhet hålla sig till mindre, mindre kraftfulla celler eller till och med platta batterier av påsetyp.
Ett stort elverktyg eller en elbil kommer att använda 18650 eller 21700 (eller ännu större celler) för att få mest energi och kraft. Att välja rätt cellstorlek och typ är en viktig del av Design for Manufacturability (DFM) för batteridrivna produkter. Du måste hitta en balans mellan prestanda, storlek, kostnad och enkel montering.
Vilket är bättre?
Ingen av batteristorlekarna är universellt "bättre". Det beror helt på vad du behöver det till.
Om du behöver minsta möjliga enhet och måttlig effekt/energi kan ett 18650-batteri fortfarande vara rätt val, eller till och med mindre celler. Bara för att 21700 är nyare och innehåller mer energi betyder det inte att det alltid är den bästa lösningen.
Om du behöver maximal mängd energi och kraft i ett relativt kompakt cylindriskt format vinner ofta 21700. Den erbjuder ett prestandasteg.
När du väljer eller jämför, fokusera på applikationens krav. Titta på specifikationerna för de enskilda battericellerna (kapacitet, maximal urladdningsström, spänning, livslängd) och jämför dem med vad din enhet behöver. Ha tålamod när du undersöker olika cellalternativ; specifikationerna kan variera även inom samma storlek.
Slutsats
Så den grundläggande poängen är att 18650 och 21700 är två vanliga storlekar av litiumjonbatterier. 21700 är något större än 18650. Denna större storlek innebär att 21700 generellt erbjuder högre kapacitet och kan leverera mer kraft. Du kommer att se 18650 i många äldre och mindre prylar, medan 21700 i allt högre grad finns i högpresterande applikationer som elbilar och elverktyg. Att välja mellan dem innebär att balansera behov av energi, kraft, storlek och kostnad.
