Kennen Sie dieses Wissen über zylindrische Lithium-Batterien?

Zylindrische Lithiumbatterien werden in verschiedene Systeme aus Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltat, Lithiummanganat, gemischtem Kobalt und Mangan und ternären Materialien unterteilt. Die Schale ist in zwei Typen unterteilt: Stahlschale und Polymer. Unterschiedliche Materialsysteme haben unterschiedliche Vorteile.

Liste der zylindrischen Modelle von Lithiumbatterien

A. Was ist eine zylindrische Lithiumbatterie?

1、Definition einer zylindrischen Batterie

Zylindrische Lithiumbatterien werden in verschiedene Systeme aus Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltat, Lithiummanganat, gemischtem Kobalt und Mangan und ternären Materialien unterteilt. Die Schale ist in zwei Typen unterteilt: Stahlschale und Polymer. Unterschiedliche Materialsysteme haben unterschiedliche Vorteile. Derzeit ist der Zylinder hauptsächlich eine zylindrische Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie mit Stahlgehäuse. Die Leistung dieser Batterie ist hohe Kapazität, hohe Ausgangsspannung, gute Lade- und Entladezyklusleistung, stabile Ausgangsspannung, Hochstromentladung, stabile elektrochemische Leistung, sichere Verwendung, breiter Arbeitstemperaturbereich und umweltfreundlich. Es wird häufig in Solarlampen, Rasenlampen, Notstromquellen, Elektrowerkzeugen und Spielzeugmodellen verwendet.

2、Zylindrische Zellstruktur

Eine typische zylindrische Batterie hat eine Struktur, die ein Gehäuse, eine Kappe, eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator, einen Elektrolyten, ein PTC-Element, eine Dichtung, ein Sicherheitsventil usw. umfasst. Im Allgemeinen ist die Batteriehülle die negative Elektrode der Batterie, die Kappe ist die positive Elektrode der Batterie, und das Batteriegehäuse besteht aus einer vernickelten Stahlplatte.

3. Vorteile zylindrischer Lithiumbatterien

Im Vergleich zu Polymer- und quadratischen Lithiumbatterien hat die zylindrische Lithiumbatterie die längste Entwicklungszeit, einen höheren Standardisierungsgrad, eine ausgereiftere Technologie, eine hohe Ausbeute und niedrige Kosten.

• Ausgereifter Produktionsprozess, niedrige PACK-Kosten, hohe Ausbeute an Batterieprodukten, gute Wärmeableitungsleistung
• Zylindrische Batterien haben eine Reihe von international einheitlichen Standardspezifikationen und -modellen gebildet, eine ausgereifte Technologie, die für die kontinuierliche Produktion in großem Maßstab geeignet ist.
• Die spezifische Oberfläche des Zylinders ist groß und der Wärmeableitungseffekt ist gut.
• Zylindrische Batterien sind im Allgemeinen versiegelte Batterien, und es gibt keine Wartungsprobleme während des Gebrauchs.
• Die Batteriehülle hat eine hohe Druckfestigkeit, und es treten keine Phänomene wie eine quadratische oder weiche Batterieausdehnung während des Gebrauchs auf.

4. Zylindrisches Batteriekathodenmaterial

Gegenwärtig sind die gängigen kommerziellen zylindrischen Batteriekathodenmaterialien hauptsächlich Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithiummanganat (LiMn2O4), ternäres (NMC), Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) usw., verschiedene Materialsystembatterien haben unterschiedliche Eigenschaften verglichen mit folgt:

5. Anodenmaterialien für zylindrische Batterien

Anodenmaterialien für zylindrische Batterien werden grob in sechs Typen unterteilt: Anodenmaterialien aus Kohlenstoff, Anodenmaterialien aus Legierungen, Anodenmaterialien auf Zinnbasis, Anodenmaterialien aus Lithium enthaltendem Übergangsmetallnitrid, Materialien im Nanomaßstab und Nanoanodenmaterialien.

• Anodenmaterialien aus Kohlenstoff-Nanomaterialien: Derzeit sind die Anodenmaterialien, die tatsächlich in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, im Wesentlichen Kohlenstoffmaterialien, wie z. usw.
• Anodenmaterialien auf Legierungsbasis: einschließlich Legierungen auf Zinnbasis, Legierungen auf Siliziumbasis, Legierungen auf Germaniumbasis, Legierungen auf Aluminiumbasis, Legierungen auf Antimonbasis, Legierungen auf Magnesiumbasis und andere Legierungen, und es gibt derzeit keine kommerziellen Produkte.
• Anodenmaterialien auf Zinnbasis: Anodenmaterialien auf Zinnbasis können in Zinnoxide und Verbundoxide auf Zinnbasis unterteilt werden. Das Oxid bezieht sich auf ein Oxid von metallischem Zinn in verschiedenen Wertigkeitszuständen. Derzeit gibt es keine kommerziellen Produkte.
• Lithiumhaltige Übergangsmetallnitrid-Anodenmaterialien, derzeit gibt es kein kommerzielles Produkt.
• Nanoskalige Materialien: Kohlenstoffnanoröhren, Nanolegierungsmaterialien.
• Nanoanodenmaterialien: Nanooxidmaterialien

B. Zylindrische Lithiumbatteriezelle

1. Kernmarke für zylindrische Lithium-Ionen-Batterien

Zylindrische Lithiumbatterien sind in Japan und Südkorea beliebter, und auch in China gibt es Großunternehmen, die zylindrische Lithiumbatterien herstellen. Die früheste zylindrische Lithiumbatterie wurde 1992 von der japanischen Firma SONY erfunden.

Bekannte Marken von zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bick, Lishen, CATL, Gove, EVE usw.

2. Arten von zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen

Zylindrischer Lithium-Ionen-Batteriekern wird normalerweise durch die 5-Ziffer dargestellt. Von links beziehen sich die erste und die zweite Ziffer auf den Durchmesser der Batterie, die dritte und die 4. Ziffer auf die Höhe der Batterie und die fünfte Ziffer auf den Kreis. Es gibt viele Arten von zylindrischen Lithiumbatterien, die gebräuchlicheren sind 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650, 32140, 33140 usw.

① 10440-Akku

10440 Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 44 mm. Es entspricht der Größe, die wir oft als „Batterie Nr. 7“ bezeichnen. Die Batteriekapazität ist im Allgemeinen sehr klein, nur wenige hundert mAh, und wird hauptsächlich in Mini-Elektronikprodukten verwendet. Zum Beispiel Taschenlampen, Minilautsprecher, Lautsprecher usw.

② 14500-Akku

14500 Akku ist eine Art Lithium-Akku mit einem Durchmesser von 14 mm und einer Höhe von 50 mm. Diese Batterie hat im Allgemeinen 3,7 V oder 3,2 V. Die Nennkapazität ist relativ gering, etwas größer als 10440-Batterien, im Allgemeinen 1600 mAh, mit überlegener Entladeleistung. Die Hauptanwendungsgebiete sind Unterhaltungselektronik, wie drahtloses Audio, elektrisches Spielzeug, Digitalkameras usw.

③ 16340-Akku

Die 16340-Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Höhe von 34 mm. Diese Art von Akku wird aufgrund seiner geringeren Höhe und nicht sehr geringen Kapazität häufig in starken Taschenlampen, LED-Taschenlampen, Scheinwerfern, Laserlichtern, Beleuchtungslampen usw. verwendet.

④ 18650-Akku

18650 Akku ist eine Art Lithium-Akku mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 65 mm. Sein größtes Merkmal ist seine sehr hohe Energiedichte, die fast 170 Wh/kg erreicht. Daher ist diese Art von Batterie eine Batterie mit guter Kostenleistung. Die meisten Batterien, die wir normalerweise oft sehen, sind diese Art von Batterien, da es sich um eine relativ ausgereifte Lithiumbatterie mit guter Qualitätsstabilität in allen Aspekten handelt und für Batteriekapazitäten von etwa 10 kW-Stunden, beispielsweise bei kleinen Geräten, weit verbreitet ist wie Handys und Laptops.

⑤ 21700-Akku

Die 21700-Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Höhe von 70 mm. Da ihr Volumen zunimmt, wird die Raumnutzungsrate größer, die Energiedichte der Batteriezelle und des Systems kann verbessert werden, und ihre Volumenenergiedichte ist viel höher als die der 18650-Batterie. Es ist weit verbreitet in digitalen Elektrofahrzeugen, Ausgleichsfahrzeugen, Solarenergie-Lithiumbatterie-Straßenlaternen, LED-Leuchten, Elektrowerkzeugen usw.

⑥ 26650 Akku

26650 Batterie ist eine Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 26 mm und einer Höhe von 65 mm, mit einer Nennspannung von 3,2 V und einer Nennkapazität von 3200 mAh. Diese Batterie zeichnet sich durch hervorragende Kapazität und hohe Konsistenz aus und ist allmählich zu einem Trend geworden, 18650-Batterien zu ersetzen. Viele Produkte in Power-Batterien werden es allmählich bevorzugen.

⑦ 32650 Akku

Die 32650-Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 32 mm und einer Höhe von 65 mm. Diese Art von Batterie hat eine starke kontinuierliche Entladekapazität und ist daher besser geeignet für elektrisches Spielzeug, Notstromversorgung, USV-Batterie, Windkrafterzeugungssystem und ergänzendes Wind-Solar-Stromerzeugungssystem.

⑧ 32140 Batterie

32140 allpolige große zylindrische Batterie ist die kostengünstige Power-Batterie mit hoher Energiedichte. Die Verwendung einer Vollpol-Ohrstruktur löst das Problem der unzureichenden Ratenleistung herkömmlicher zylindrischer Batterien und hat eine breite Perspektive auf dem zukünftigen Markt für neue Energiefahrzeuge.

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C. Entwicklung des Marktes für zylindrische Lithiumbatterien

Der technologische Fortschritt von zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien resultiert hauptsächlich aus der innovativen Erforschung und Anwendung von Schlüsselbatteriematerialien. Durch die Entwicklung neuer Materialien wird die Batterieleistung weiter verbessert, die Qualität verbessert, die Kosten gesenkt und die Sicherheit verbessert. Um den Anforderungen nachgelagerter Anwendungen zur batteriespezifischen Energieverbesserung gerecht zu werden, können einerseits durch Verwendung von Materialien mit hoher spezifischer Kapazität, andererseits durch Erhöhung der Ladespannung, Hochvoltmaterialien verwendet werden.

Bei der kurz- und mittelfristigen Entwicklung zylindrischer Lithium-Ionen-Batterien bei gleichzeitiger Optimierung des bestehenden Systems Lithium-Ionen-Power-Batterietechnologie, um die Anforderungen der groß angelegten Entwicklung neuer Energiefahrzeuge zu erfüllen, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer Lithium-Ionen-Batterien liegt. Ionen-Power-Batterien, die ihre Sicherheit, Konsistenz und Lebensdauer und andere Schlüsseltechnologien verbessern, führen gleichzeitig zukunftsweisende Forschung und Entwicklung neuer System-Power-Batterien durch.

Für die mittel- und langfristige Entwicklung von zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien, bei kontinuierlicher Optimierung und Aufrüstung neuer Lithium-Ionen-Power-Batterien, liegt der Fokus auf der Entwicklung neuer System-Power-Batterien, deutliche Verbesserung der spezifischen Energie, deutliche Reduzierung der Kosten, und Realisierung der praktischen und groß angelegten Anwendung neuer Systemleistungsbatterien.

D. Vergleich von zylindrischen Lithiumbatterien und quadratischen Lithiumbatterien

1. Batterieform: Die quadratische Größe kann beliebig gestaltet werden, während zylindrische Batterien nicht verglichen werden können.

2. Rateneigenschaften: Einschränkungen des mehrpoligen Prozesses beim Schweißen von zylindrischen Batterien, Rateneigenschaften etwas schlechter als bei der quadratischen mehrpoligen Batterie.

3. Entladeplattform: Lithiumbatterien mit denselben positiven und negativen Materialien und Elektrolyten, theoretisch sollte die Entladeplattform gleich sein, aber die Entladeplattform in der quadratischen Lithiumbatterie ist etwas höher.

4. Produktqualität: Der Herstellungsprozess der zylindrischen Batterie ist relativ ausgereift, die Wahrscheinlichkeit, dass der Polschuh den zweiten Schnittfehler aufweist, ist gering, und die Reife und der Automatisierungsgrad des Wickelprozesses sind relativ hoch.

5. Ohrschweißen: zylindrisches Batterieohr ist einfacher zu schweißen als quadratische Lithiumbatterie; Quadratische Lithiumbatterie ist einfach zu erzeugen virtuelles Schweißen, um die Qualität der Batterie zu beeinflussen.

6. PACK-Gruppe: Zylindrische Batterien sind einfacher zu verwenden, daher ist die PACK-Technologie einfach und der Wärmeableitungseffekt ist gut. Quadratischer Lithium-Batterie-PACK sollte das Problem der Wärmeableitung lösen.

7. strukturelle Merkmale: Quadratische Lithium-Batterie-Ecke mit schlechter chemischer Aktivität, langfristige Nutzung der Energiedichte der Batterie ist leicht zu zerfallen, kürzere Lebensdauer der Batterie.

E. Vergleich von zylindrischen Lithium-Batterien und Polymer- Lithium-Batterien

1. Die Polymerbatterie hat eine gute Sicherheitsleistung. Die Polymerbatterie ist in der Struktur mit einer Aluminium-Kunststofffolie verpackt. Wenn ein Sicherheitsproblem auftritt, wird die Polymerbatterie im Allgemeinen explodieren und brechen, anstatt wie eine Batterie mit Stahlhülle oder Aluminiumhülle zu explodieren. Die Sicherheitsleistung ist zylindrischen Lithiumbatterien überlegen.

2. Das Gewicht der Polymerbatterie ist relativ gering. Das Gewicht des Polymer- Akkus ist 40 % geringer als das des Lithium-Stahlmantel-Akkus mit gleicher Kapazität und 20 % geringer als das des zylindrischen Aluminium-Schale-Lithium-Akkus. Der Innenwiderstand ist klein und der Innenwiderstand der Polymerbatterie ist kleiner als der der Lithiumbatterie, was den Eigenverbrauch der Batterie stark reduzieren kann;

3. Die Polymerbatterie hat eine gute Zyklusleistung, die Zykluslebensdauer der Polymerbatterie ist länger und die 100-Zyklen-Dämpfung ist 4% ~ 7% geringer als die der zylindrischen Aluminiumgehäusebatterie;

4. Das Design der Softpack-Batterie ist flexibler, die Form kann in jeder Form geändert werden, kann dünner sein, kann an die Kundenbedürfnisse angepasst werden, die Entwicklung neuer Zellmodelle. Die zylindrische Lithiumbatterie weist diesen Zustand nicht auf.

5. Die Nachteile von Polymerbatterien im Vergleich zu zylindrischen Lithiumbatterien sind schlechte Konsistenz, hohe Kosten und Anfälligkeit für Auslaufen. Die hohen Kosten können durch Massenproduktion gelöst werden, und das Auslaufen kann durch Verbesserung der Qualität der Aluminiumkunststofffolie gelöst werden.

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