Lityum pil endüstrisi, elektrikli el aletleri, arabalar ve tıbbi cihazlar da dahil olmak üzere elektronik ve ekipmanların artan güç taleplerini karşılamak için önemli ilerleme kaydetti. Son yirmi yılda, çeşitli boyutlarda ve şekillerde lityum piller Değişen talebe yanıt olarak üretildi. Silindirik hücre modelleri, 18650 ve 21700 modellerinin boyut ve kapasite açısından rekabet etmesiyle büyük bir büyüme kaydetti.
18650 Pil Hücresi Temelleri
Panasonic tarafından 1994 yılında piyasaya sürülen ve 2013 yılında optimize edilen 18650 pil hücresi, 18 mm çapında ve 65 mm uzunluğundadır. 1.200 mAh ila 3.600 mAh arasında değişen kapasitelere sahiptir ve yaklaşık 3,6 ila 3,7 voltta çalışır.
Tesla gibi elektrikli araçların, dronların ve tıbbi cihazların yükselişi nedeniyle talep 2011 civarında zirveye ulaştı ve o yıl yaklaşık 2,55 milyar hücre üretildi.
Ancak elektronik cihazların daha yüksek güç gerektiren daha ince tasarımlara yönelmesiyle talep azaldı. Elektrikli araçlarda olası pil kıtlığı konusundaki endişeler, üreticilerin pilleri fazla tedarik etmesine yol açtı.
Artan yüksek kapasiteli pil ihtiyacını karşılamak için 21700 gibi daha yeni modeller gerekli olabilir.
21700 Pil Hücresi Temelleri
Panasonic ve Tesla tarafından 2017 yılında tanıtılan 21700 hücrenin çapı 21 mm, uzunluğu ise 70 mm'dir.
18650 hücrelerinden daha büyüktürler ve 3,6 ila 3,7 volt nominal voltajla 4.000 ila 5.000 mAh kapasite sunarlar.
Korumalı (güvenlik özellikleriyle) veya korumasız (güvenliksiz) olarak sunulan bu silindirik piller, düz veya düğmeli tasarıma sahip olabilir ve elektrikli araçlarda 18650'nin yerini almak üzere özel olarak tasarlanmıştır.
18650 ve 21700 Hücre Karşılaştırması
Hücre Kapasitesi
18650 hücrenin pil kapasitesi boyutları nedeniyle yaklaşık 3.600mAh ile sınırlıdır.
Buna karşılık 21700 pil, B'lik bir artışı temsil eden maksimum 5.000 mAh kapasiteye ulaşabilir.
Maliyet
Tesla'nın resmi bilgileri, 21700 lityum pil sisteminin maliyetinin 155 $/kWh, 18650 sisteminin maliyetinin ise 171 $/kWh olduğunu ve bunun da yaklaşık %9'luk bir maliyet düşüşü sağladığını gösteriyor.
18650'nin daha yüksek maliyeti, aynı kapasiteye ulaşmak için daha fazla hammaddeye ihtiyaç duymasından kaynaklanmaktadır. Örneğin, 100Ah'lik bir batarya, 20 adet 5.000mAh 21700 hücreye ihtiyaç duyarken, 30 adet 3.300mAh 18650 hücreye ihtiyaç duyar.
Enerji Yoğunluğu
21700 pilin bir özelliği vardır. enerji yoğunluğu yaklaşık 300 Wh/kg iken 18650 yalnızca 250 Wh/kg'a ulaşıyor. Bu, 21700'ün enerji yoğunluğunun 18650'den neredeyse daha yüksek olduğu anlamına gelir.
Başvuru
- 21700: elektrikli araçlar, elektrikli el aletleri, yüksek performanslı elektronik cihazlar, dronlar
- 18650: el fenerleri, elektronik sigara cihazları, taşınabilir şarj cihazları
Pil Sektöründe Gelecekteki Trendleri Tahmin Etmek
Elektronik ve otomotiv sektörleri, üretim verimliliği ve artırılmış kapasitesi nedeniyle 21700 lityum hücreye geçiş yapıyor.
Kese hücrelerinin üretim maliyetleri daha yüksek olsa da, hem 18650 hem de 21700 hücreleri maliyet azaltma yolları sağlar. Teknolojik gelişmelerin zamanla kese hücre üretim maliyetlerini düşürmesi bekleniyor.
21700'ün daha uzun çalışma süresi, onu 18650'nin yerine uygun bir alternatif olarak konumlandırıyor; ancak üreticiler daha küçük boyutlara veya daha düşük kapasiteye ihtiyaç duyulan yerlerde 18650 hücreyi kullanmaya devam edecek.
Endüstri geliştikçe, uyarlanabilir tasarımlara sahip hafif piller talep görmeye devam edecek ve bu da daha yüksek kapasiteli hücrelere doğru bir geçişi teşvik ederken, tamamen yeniden tasarım gerektirmeden 18650'den 21700'e yumuşak geçişlere olanak tanıyacak.
Çözüm
Üst düzey hücre üreticileri 18650 hücre modelinden 21700 hücre modeline geçiş yapıyor. Bu tasarım yaygınlaştıkça uygulama ihtiyaçlarına göre farklılıklar ortaya çıkacaktır. Önemli bir husus, düz hücrelerin potansiyelidir; Düz bir hücre silindirik bir 21700'ün performansıyla eşleşirse talep artacaktır.
Ancak askeri, tıbbi ve otomotiv uygulamalarında 18650 hücreye olan talep devam edecek. Pazar 21700 tasarımla dolduğundan üreticiler 18650 pillerin üretimini azaltabilirler. Bir kişiyle istişarede bulunmak pil paketi üreticisi Holo Battery gibi, şirketlerin mevcut pil ihtiyaçlarını değerlendirmelerine ve teknolojiler geliştikçe gelecekteki değişiklikleri tahmin etmelerine yardımcı olabilir.
İlgili Makale:
