Batteria 21700 e 18650: dimensioni, capacità, velocità di scarica e compatibilità del dispositivo

Quando si confronta una batteria 21700 con una batteria 18650, le differenze principali riguardano le dimensioni fisiche, la capacità, la capacità di corrente e la compatibilità del dispositivo.

Una cella 21700 è più grande di una cella 18650 e spesso fornisce una capacità maggiore e una maggiore corrente di scarica assoluta. Una cella 18650 è più piccola, più leggera e compatibile con una gamma più ampia di dispositivi compatti e di modelli di pacchi batteria esistenti.

Entrambi i formati sono comunemente disponibili come celle standard agli ioni di litio con una tensione nominale di 3,6 V o 3,7 V e una tensione di carica completa di circa 4,2 V. Tuttavia, una tensione simile non significa che una batteria 21700 possa sostituire direttamente una batteria 18650.

La scelta corretta dipende dall'involucro del dispositivo, dall'autonomia richiesta, dalla corrente continua, dalla corrente di picco, dalla struttura del pacco batteria e dalle condizioni termiche.

Batteria 21700 vs. 18650: confronto rapido

I dati relativi alla capacità e alla corrente riportati in questa tabella sono intervalli generali piuttosto che specifiche universali. Le prestazioni effettive di una batteria 21700 o 18650 devono essere confermate dalla scheda tecnica della cella selezionata.

21700 rispetto a 18650 Dimensioni e dimensioni

Cosa significano 18650 e 21700?

I numeri 18650 e 21700 descrivono principalmente le dimensioni approssimative della cella cilindrica.

• 18650: circa 18 mm di diametro e 65 mm di lunghezza

• 21700: circa 21 mm di diametro e 70 mm di lunghezza

Le dimensioni possono variare leggermente tra produttori e modelli di celle. Una cella protetta può anche essere più lunga a causa del circuito di protezione aggiunto, della struttura terminale o dei componenti esterni. In un dispositivo finito, il diametro, la lunghezza, lo stile del terminale, i componenti di protezione e lo spazio circostante influiscono tutti sull'adattamento; IL Le dimensioni della batteria 18650 e la guida all'installazione del dispositivo soddisfano questi requisiti.

Il nome del formato non indica la capacità, la velocità di scarica, la chimica o la qualità della cella. Due celle 18650 possono avere prestazioni elettriche molto diverse, così come due celle 21700 possono essere progettate per applicazioni diverse.

Quale batteria è più grande?

Il formato 21700 è più grande sia nel diametro che nella lunghezza.

Rispetto ad una tipica cella 18650, una cella 21700 è:

• Circa 3 mm più largo

• Circa 5 mm più lungo

• Circa il 46% più grande nel volume cilindrico

Il volume aggiuntivo offre ai produttori più spazio per i materiali degli elettrodi attivi e i componenti per la raccolta di corrente. Questo è uno dei motivi per cui molti modelli 21700 offrono una capacità maggiore o una capacità di corrente più elevata.

Tuttavia, una dimensione fisica maggiore non garantisce automaticamente prestazioni migliori. Un 21700 ad alta capacità e un 21700 ad alto consumo possono avere specifiche molto diverse. Lo stesso vale per 18650 celle.

In che modo le dimensioni influiscono sulla progettazione della batteria

La differenza di dimensioni ha un effetto diretto sulla struttura meccanica del pacco batteria.

Un pacco batteria 21700 potrebbe richiedere:

• Un portacelle più grande

• Più spazio tra le celle e l'alloggiamento

• Una disposizione diversa della striscia di nichel

• Un recinto più grande

• Posizionamento BMS rivisto

• Instradamento diverso di cavi e connettori

• Gestione termica aggiuntiva

Un pacco batteria 18650 può essere una scelta migliore quando l'apparecchiatura ha un vano batteria stretto o quando il design esistente utilizza già supporti 18650.

Capacità e autonomia di 21700 rispetto a 18650

Quale batteria ha una capacità maggiore?

Una cella 21700 fornisce solitamente una capacità maggiore rispetto a una cella 18650 di una generazione tecnologica simile.

Esempi tipici includono:

• Celle 18650: da circa 2,0 Ah a 3,5 Ah

• 21700 celle: da circa 3,0 Ah a 5,0 Ah

Queste sono solo le gamme generali del mercato. Alcune celle 18650 ad alto consumo possono avere una capacità inferiore ma una capacità di corrente più elevata. Alcune celle 21700 potrebbero anche dare priorità alla produzione di energia rispetto allo stoccaggio di energia. Le etichette di capacità dovrebbero comunque essere separate dalla capacità attuale; La capacità di 18650 in mAh e Ah spiega come dovrebbero essere interpretate le valutazioni di capacità comuni.

Quando si confrontano due celle, la capacità deve essere rivista insieme a:

• Corrente di scarica continua

• Resistenza interna

• Ciclo di vita

• Temperatura operativa

• Corrente di carica

• Tensione di interruzione consigliata

• Condizioni di prova

In che modo la capacità influisce sul runtime?

L’energia della batteria può essere stimata con la seguente formula:

Energia del pacco = Voltaggio nominale × Capacità del pacco

Ad esempio, considera due pacchi batteria con la stessa struttura 3S2P:

Il calcolo utilizza una tensione nominale del pacco di 11,1 V:

Per una stima preliminare di 18650 pacchi, il Il calcolatore del pacco batteria 18650 può essere utilizzato per verificare il conteggio in serie, il conteggio parallelo, la capacità e l'energia nominale.

• Confezione 18650: 11,1 V × 6 Ah = 66,6 Wh

• Confezione 21700: 11,1 V × 8 Ah = 88,8 Wh

In questo esempio il pacchetto 21700 fornisce più energia nominale, ma l'autonomia effettiva dipenderà dal carico dell'apparecchiatura, dall'efficienza di conversione, dalla temperatura, dall'invecchiamento della batteria e dalle impostazioni di protezione BMS. Una stima completa dovrebbe includere anche l’energia utilizzabile e l’efficienza di conversione; La capacità del pacco batteria 18650 e i calcoli sull'autonomia mostrano come questi fattori influiscono sull'autonomia effettiva.

Una batteria 21700 dura sempre più a lungo?

No. Una batteria 21700 ha spesso una capacità per cella maggiore, ma l'autonomia dipende dal pacco batteria completo.

I fattori importanti includono:

• Capacità della cella

• Configurazione in serie e in parallelo

• Consumo energetico del dispositivo

• Corrente di scarica continua

• Temperatura operativa

• Gamma di scarico utilizzabile

• Efficienza di conversione DC-DC

• Età e condizioni della batteria

Un pacco 18650 più piccolo può essere sufficiente per un dispositivo a basso consumo, mentre un pacco 21700 può essere preferibile quando lo stesso contenitore può ospitare celle più grandi ed è necessaria una maggiore autonomia.

Velocità di scarica e capacità di corrente 21700 rispetto a 18650

Quale batteria fornisce più corrente?

Molte celle 21700 possono fornire una corrente assoluta più elevata rispetto a molte celle 18650. Il formato più grande può consentire una maggiore area dell'elettrodo attivo, una resistenza inferiore e una migliore dissipazione del calore.

Tuttavia, il formato da solo non può determinare la capacità attuale.

Una cella 18650 ad alto consumo può fornire più corrente di una cella 21700 ad alta capacità. Per questo motivo, il confronto dovrebbe concentrarsi sul modello di cella specifico piuttosto che solo sull'etichetta 18650 o 21700. La stessa distinzione è importante nelle applicazioni ad alta corrente, dove La selezione della batteria 18650 ad alto consumo dovrebbe basarsi sulla corrente continua, sulla corrente di picco, sull'abbassamento di tensione e sui limiti termici piuttosto che sul solo formato della cella.

La scheda tecnica dovrebbe essere controllata per:

• Corrente di scarica continua

• Corrente impulsiva massima

• Temperatura di scarico consigliata

• Resistenza interna

• Condizioni di prova termica

• Tensione di interruzione

• Requisiti di raffreddamento

Velocità C e corrente assoluta

Il tasso C viene calcolato utilizzando:

Velocità C = Corrente di scarica ÷ Capacità della cella

Per esempio:

• Una cella da 3000mAh che si scarica a 15A funziona a circa 5°C.

• Una cella da 4000mAh che si scarica a 20A funziona anche a circa 5°C.

La velocità C è la stessa in entrambi gli esempi, ma la seconda cella fornisce una corrente assoluta più elevata.

Un pacco batteria non dovrebbe essere selezionato solo in base al suo tasso C. La corrente continua, la corrente di picco, la temperatura della cella, i limiti BMS e la resistenza della connessione influiscono tutti sulle prestazioni effettive.

Quando è meglio il 21700 per le apparecchiature ad alto consumo?

Una batteria 21700 può essere un'opzione migliore quando:

• Il dispositivo richiede un'elevata corrente continua

• L'apparecchiatura necessita di una maggiore autonomia

• La custodia ha abbastanza spazio

• Sono preferibili meno celle parallele

• Le prestazioni termiche sono importanti

• Il modello 21700 selezionato ha una corrente nominale adeguata

Un 18650 ad alto consumo potrebbe comunque rappresentare l'opzione migliore per apparecchiature compatte o prodotti con una struttura 18650 esistente. La valutazione attuale della cella selezionata deve essere sempre confrontata con il profilo di carico reale.

Insieme a ZERNE è possibile valutare anche applicazioni con requisiti attuali impegnativi soluzioni per batterie ad alto scaricamento.

Compatibilità dei dispositivi 21700 e 18650

Una batteria 21700 può sostituire una batteria 18650?

Nella maggior parte dei casi, una batteria 21700 non può sostituire direttamente una batteria 18650.

Il motivo principale è la compatibilità fisica. Una cella 21700 è più larga e più lunga, quindi potrebbe non adattarsi a:

• Il portabatterie

• L'involucro del dispositivo

• La guida cellulare

• Il vano batteria

• La struttura di protezione esistente

Anche l'interfaccia elettrica potrebbe richiedere modifiche. Il BMS, il connettore, la disposizione dei cavi e il sistema di ricarica devono essere rivisti quando si cambia il formato della cella. Anche per il pacco finale va scelto il sistema di ricarica e non solo la singola cella; come caricare le batterie 18650 in modo sicuro copre la tensione del caricabatterie, la corrente e le fasi di ricarica.

Le batterie 21700 e 18650 sono elettricamente compatibili?

Le versioni standard agli ioni di litio di entrambi i formati hanno spesso caratteristiche di tensione simili:

• Voltaggio nominale: circa 3,6 V o 3,7 V

• Voltaggio a piena carica: circa 4,2 V

Tuttavia, una tensione cellulare simile è solo una parte della compatibilità. Il design completo deve inoltre corrispondere a:

• Conteggio delle serie

• Tensione di carica

• Corrente di carica

• Corrente di scarica

• Parametri di protezione BMS

• Intervallo di tensione in ingresso del dispositivo

• Chimica cellulare

• Dimensioni meccaniche

Entrambi i formati spesso condividono lo stesso quadro di tensione nominale e di carica completa, ma la scheda tecnica della cella selezionata rimane decisiva; IL La guida alla tensione della batteria 18650 stabilisce come interpretare i valori nominali, di carica completa e di interruzione.

Quale formato è migliore per i dispositivi compatti?

Le celle 18650 sono generalmente più facili da usare in apparecchiature compatte perché occupano meno spazio.

Potrebbero essere adatti per:

• Localizzatori GPS

• Dispositivi indossabili

• Attrezzature mediche

• Strumenti portatili

• Dispositivi industriali compatti

• Piccole apparecchiature di monitoraggio

Le celle 21700 potrebbero essere più adatte per:

• Attrezzature per la robotica

• Dispositivi portatili ad alta potenza

• Strumenti industriali più grandi

• Apparecchiature che richiedono tempi di funzionamento più lunghi

• Pacchi batteria con più spazio disponibile

La scelta finale dovrebbe basarsi sulle dimensioni dell'apparecchiatura e sui requisiti di carico piuttosto che solo sul formato della batteria.

Design del pacco batteria 21700 rispetto a 18650

Entrambi i formati possono utilizzare le stesse serie e strutture parallele?

Entrambi i formati possono essere organizzati in serie simili e configurazioni parallele, come ad esempio:

• 3S1P

• 3S2P

• 4S2P

• 6S2P

• Configurazioni 10S

Il conteggio in serie stabilisce la classe di tensione, mentre il conteggio in parallelo influisce sulla capacità e sulla capacità di corrente. Configurazioni come 3S2P e 4S2P seguono gli stessi principi descritti in come collegare le batterie 18650 in serie e in parallelo.

Anche quando viene utilizzata la stessa configurazione, le dimensioni, il peso, la capacità e la capacità di corrente totali del pacco batteria potrebbero essere diversi.

In che modo il formato delle celle influisce sul layout del pacchetto?

Il passaggio da 18650 a 21700 richiede solitamente un nuovo design meccanico.

Potrebbe essere necessario modificare i seguenti elementi:

• Spaziatura delle celle

• Portacellulari

• Dimensioni della striscia di nichel o della barra collettrice

• Posizione di montaggio del BMS

• Posizionamento del sensore di temperatura

• Instradamento dei cavi

• Posizione del connettore

• Dimensioni della custodia

• Ventilazione e percorsi termici

Il BMS viene selezionato principalmente in base al numero di serie, alla chimica della batteria, alle funzioni di protezione e ai requisiti attuali. Tuttavia, la modifica del formato della cella può modificare le condizioni attuali e termiche del pacco, pertanto il BMS dovrebbe essere comunque rivalutato. Tale rivalutazione dovrebbe includere limiti di corrente, soglie di protezione, bilanciamento e monitoraggio termico, che ne fanno parte Design BMS del pacco batteria 18650.

Per i progetti OEM, ZERNE's Le soluzioni di pacchi batteria 18650 forniscono un riferimento per valutare la disposizione delle celle, la protezione, i connettori e i requisiti dell'involucro. Se il progetto seleziona il formato 18650, le soluzioni personalizzate di batterie 18650 e LiPo possono essere configurate in base alle esigenze di capacità, corrente, dimensioni e protezione richieste.

Quale batteria dovresti scegliere?

Per un nuovo prodotto, non è necessario selezionare nessuno dei due formati prima di esaminare i requisiti effettivi dell'attrezzatura. Il confronto dovrebbe poi essere portato avanti nella fase di progettazione OEM, dove tensione, autonomia, spazio di installazione, ricarica, protezione, comportamento termico e convalida del prototipo devono essere controllati insieme; La selezione della batteria 18650 per un dispositivo OEM risolve questi fattori a livello di progetto. Una cella 21700 può ridurre il numero di celle parallele, ma può anche aumentare le dimensioni del contenitore. Una cella 18650 potrebbe adattarsi meglio all'apparecchiatura, ma potrebbe richiedere più celle per raggiungere la capacità o la corrente desiderata.

Errori comuni nel confronto delle batterie 21700 e 18650

Diversi errori possono portare ad una progettazione inadeguata della batteria:

1. Supponendo che una batteria 21700 sia sempre migliore di una batteria 18650.

2. Confronto della capacità senza controllare la corrente di scarica continua.

3. Ignorando il diametro e la lunghezza maggiori di una cella 21700.

4. Trattare una tensione simile come prova di compatibilità diretta.

5. Utilizzando la corrente di picco come corrente operativa continua.

6. Riutilizzo di un portabatteria 18650 per una cella 21700.

7. Modifica del formato della cella senza rivedere il BMS e la progettazione termica.

8. Miscelazione di 21700 e 18650 celle nello stesso gruppo parallelo. Le celle utilizzate nello stesso pacco devono essere abbinate anche per capacità, resistenza interna, voltaggio, età e lotto; la corrispondenza delle celle in un pacco batteria 18650 spiega perché queste differenze influiscono sulla sicurezza e sulle prestazioni del pacco.

9. Ignorando le dimensioni delle celle protette.

10. Selezione delle celle senza testare il pacco batteria completo sotto il carico effettivo.

Domande frequenti

Una batteria 21700 è migliore di una batteria 18650?

Non in tutte le applicazioni. Una batteria 21700 offre solitamente una capacità maggiore e può fornire una corrente assoluta maggiore, mentre una batteria 18650 è più piccola e più facile da installare in apparecchiature compatte.

Qual è la differenza di dimensioni tra una batteria 21700 e una 18650?

Una tipica cella 18650 ha un diametro di circa 18 mm e una lunghezza di 65 mm. Una tipica cella 21700 ha un diametro di circa 21 mm e una lunghezza di 70 mm.

Posso sostituire una batteria 18650 con una batteria 21700?

Di solito non come sostituto diretto. La cella 21700 è più grande, quindi potrebbe essere necessario riprogettare il supporto, l'involucro, il cablaggio e la struttura di protezione della batteria.

Quale batteria ha una capacità maggiore?

Una cella 21700 ha generalmente una capacità maggiore di una cella 18650 di una generazione tecnologica simile. La capacità effettiva dipende dal modello e dal produttore della cella.

Quale batteria ha una velocità di scarica più elevata?

Alcune celle 21700 hanno valori di corrente continua più elevati rispetto a molte celle 18650. Tuttavia, un 18650 ad alto consumo può superare un 21700 ad alta capacità. La scheda tecnica della cella deve essere utilizzata per il confronto.

Le batterie 21700 e 18650 hanno la stessa tensione?

Le versioni standard agli ioni di litio hanno generalmente caratteristiche di tensione simili, spesso intorno a 3,6 V o 3,7 V nominali e 4,2 V quando sono completamente cariche. I limiti precisi di carica e interruzione dipendono dal modello di cella.

Quale batteria è migliore per le apparecchiature ad alto consumo?

Entrambi i formati possono essere adatti. Un 21700 può fornire maggiore corrente e capacità, mentre un 18650 può essere preferibile quando lo spazio è limitato o l'apparecchiatura utilizza già un design del pacco 18650.

È possibile utilizzare le celle 21700 e 18650 nello stesso pacco batteria?

Non dovrebbero essere mescolati nello stesso gruppo parallelo. Differenze di capacità, resistenza interna, dimensioni fisiche e comportamento della corrente possono creare problemi di bilanciamento e sicurezza.

Quale batteria è migliore per un localizzatore GPS compatto?

Una batteria 18650 è spesso più facile da integrare in un localizzatore GPS compatto grazie alle sue dimensioni ridotte. La scelta finale dipende dal tempo di esecuzione richiesto, dalla domanda attuale e dallo spazio disponibile.

Quale batteria dovrebbe essere selezionata per un nuovo pacchetto OEM?

La decisione dovrebbe basarsi su requisiti energetici, corrente continua e di picco, autonomia, dimensioni, peso, prestazioni termiche, costi e disponibilità delle celle. Entrambi i formati dovrebbero essere valutati rispetto ai requisiti effettivi delle apparecchiature.

Conclusione

Le batterie 21700 e 18650 sono entrambi formati di celle cilindriche agli ioni di litio ampiamente utilizzati, ma soddisfano priorità di progettazione diverse.

Una batteria 21700 è più grande e spesso fornisce una capacità maggiore e una maggiore capacità di corrente assoluta. Una batteria 18650 è più compatta e compatibile con una gamma più ampia di dispositivi esistenti e strutture di pacchi batteria.

La scelta migliore dipende da:

• Dimensioni fisiche

• Capacità richiesta

• Corrente continua e di picco

• Durata

• Compatibilità del dispositivo

• Requisiti del BMS

• Condizioni termiche

• Disposizione del pacco batteria

• Considerazioni sulla produzione e sui costi

Per un nuovo progetto OEM, il formato della cella selezionato deve essere convalidato tramite test del prototipo nelle effettive condizioni elettriche e meccaniche dell'apparecchiatura.