A indústria de baterias de lítio fez progressos significativos para atender às crescentes demandas de energia de eletrônicos e equipamentos, incluindo ferramentas elétricas, carros e dispositivos médicos. Nas últimas duas décadas, vários tamanhos e formatos de baterias de lítio foram produzidos em resposta à demanda flutuante. Os modelos de células cilíndricas tiveram um crescimento maciço, com os modelos 18650 e 21700 competindo por tamanho e capacidade.
Noções básicas sobre células de bateria 18650
A célula de bateria 18650, lançada pela Panasonic em 1994 e otimizada em 2013, mede 18 mm de diâmetro e 65 mm de comprimento. Possui capacidades que variam de 1.200 mAh a 3.600 mAh e opera em cerca de 3,6 a 3,7 volts.
A demanda atingiu o pico por volta de 2011 devido ao aumento de veículos elétricos como Tesla, drones e dispositivos médicos, resultando em quase 2,55 bilhões de células produzidas naquele ano.
No entanto, a demanda diminuiu à medida que os eletrônicos avançam para designs mais finos que exigem maior potência. As preocupações com a potencial escassez de baterias para veículos elétricos levaram os fabricantes a fornecer células em excesso.
Para atender à crescente necessidade de baterias de maior capacidade, podem ser necessários modelos mais novos, como o 21700.
Noções básicas sobre células de bateria 21700
As células 21700, lançadas em 2017 pela Panasonic e Tesla, medem 21 mm de diâmetro e 70 mm de comprimento.
Eles são maiores que as células 18650 e oferecem capacidade de 4.000 a 5.000 mAh com tensão nominal de 3,6 a 3,7 volts.
Disponíveis protegidas (com recursos de segurança) ou desprotegidas (sem segurança), essas baterias cilíndricas podem ser descarregadas ou ter um design de botão, projetadas especificamente para substituir a 18650 em veículos elétricos.
Comparação de células 18650 vs 21700
Capacidade celular
A capacidade da bateria de 18.650 células é limitada a cerca de 3.600mAh devido ao seu tamanho.
Em contrapartida, a bateria do 21700 pode atingir capacidade máxima de 5.000mAh, representando um aumento de 42%.
Custo
As informações oficiais da Tesla indicam que o sistema de bateria de lítio 21700 custa US$ 155/kWh, enquanto o sistema 18650 custa US$ 171/kWh, resultando em uma redução de custos de cerca de 9%.
O custo mais elevado do 18650 se deve à necessidade de mais matéria-prima para atingir a mesma capacidade. Por exemplo, uma bateria de 100Ah requer 20 unidades de 5.000mAh 21700 células, mas precisa de 30 unidades de 3.300mAh 18650 células.
Densidade de Energia
A bateria 21700 tem um densidade de energia de quase 300 Wh/kg, enquanto o 18650 atinge apenas 250 Wh/kg. Isso significa que a densidade de energia do 21700 é quase 20% maior que a do 18650.
Aplicativo
- 21700: veículos elétricos, ferramentas elétricas, eletrônicos de alto desempenho, drones
- 18650: lanternas, dispositivos vaping, carregadores portáteis
Antecipando Tendências Futuras na Indústria de Baterias
Os setores eletrônico e automotivo estão migrando para células de lítio 21700 devido à sua eficiência de fabricação e maior capacidade.
Embora as células em bolsa possam ter custos de produção mais elevados, tanto as células 18650 como as 21700 oferecem caminhos para redução de custos. Espera-se que os avanços tecnológicos reduzam os custos de fabricação de células em bolsa ao longo do tempo.
O maior tempo de execução do 21700 o posiciona como um substituto adequado para o 18650; no entanto, os fabricantes ainda usarão células 18.650 quando forem necessários tamanhos menores ou capacidades mais baixas.
À medida que a indústria evolui, as baterias leves com designs adaptáveis continuarão a ser procuradas, provocando uma mudança para células de maior capacidade e permitindo transições suaves de 18650 para 21700 sem reformulações completas.
Conclusão
Os fabricantes de células de primeira linha estão mudando do modelo de células 18650 para o modelo de células 21700. À medida que esse design se torna mais comum, surgirão variações com base nas necessidades da aplicação. Uma consideração importante é o potencial para células planas; se uma célula plana corresponder ao desempenho de uma 21700 cilíndrica, a demanda aumentará.
No entanto, a demanda por células 18.650 continuará em aplicações militares, médicas e automotivas. À medida que o mercado satura com designs 21.700, os fabricantes podem reduzir a produção de baterias 18.650. Consultando um fabricante de baterias como a Holo Battery podem ajudar as empresas a avaliar as necessidades atuais de baterias e antecipar mudanças futuras à medida que as tecnologias evoluem.
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