Le batterie 18650 se distingue parmi de nombreux types de cellules de batterie par sa taille standard précise de 18650 mm et son apparence cylindrique classique. Ce type de noyau de batterie a été largement utilisé dans divers équipements électroniques en raison de sa technologie de production mature et de ses performances fiables.
En tant que composant clé de la technologie des nouvelles énergies, les batteries 18650 améliorent non seulement l'efficacité globale des systèmes de stockage d'énergie, mais favorisent également le développement innovant d'industries telles que les produits électroniques portables et les véhicules électriques. Ensuite, explorons les caractéristiques de la cellule de batterie 18650 et ses perspectives d'application dans le monde de l'énergie en constante évolution.
La cellule 18650 est une batterie lithium-ion cylindrique rechargeable largement utilisée. La batterie est nommée d'après ses caractéristiques de taille, qui sont d'environ 18 mm de diamètre et 65 mm de longueur, le "0" à la fin indiquant qu'elle est cylindrique.
Les cellules de batterie 18650 sont privilégiées dans de nombreux domaines en raison de leur haute densité énergétique, de leur longue durée de vie et de leurs caractéristiques de décharge stables.
Historique du développement :
1991 : Sony commercialise la première batterie lithium-ion, marquant le début de l'ère moderne des batteries rechargeables.
1996 : Panasonic lance la première cellule de batterie 18650, qui est ensuite devenue le courant dominant du marché des batteries lithium-ion.
2006 : Tesla Motors a sorti sa première voiture électrique, la Roadster, qui utilisait un bloc-batterie de grande capacité composé de milliers de cellules 18650.
2010 : Tesla a lancé la Model S, qui utilisait un bloc-batterie composé de cellules 18650 de plus grande capacité pour obtenir une plus grande autonomie.
2013 : Il a été annoncé que Panasonic et Tesla coopéreraient pour établir la Gigafactory, spécialisée dans la production de cellules de batterie 18650 pour répondre aux besoins des véhicules électriques Tesla.
2015 : Des fabricants tels que LG Chem et Samsung SDI ont commencé à lancer des batteries 18650 de plus grande capacité, offrant une plus grande autonomie et une densité énergétique plus élevée.
2017 : Il a été annoncé que Tesla coopérerait avec Panasonic pour développer une cellule de batterie 21700 de plus grande capacité et l'utiliserait pour la première fois dans la Model 3.
2018 : Tesla a annoncé qu'elle construirait sa propre Gigafactory à Shanghai, en Chine, pour produire des cellules de batterie 18650 et 21700 afin de répondre à la demande du marché.
2020 : Avec la croissance rapide du marché des véhicules électriques et la popularité des énergies renouvelables, les cellules 18650 continuent d'être largement utilisées dans les véhicules électriques, les systèmes de stockage d'énergie et les appareils électroniques portables.
2021 : Certains fabricants de batteries commencent à lancer des batteries 18650 avec une capacité et une densité énergétique plus élevées pour répondre à la demande croissante et améliorer les performances des batteries.
Système de matériaux
En tant que forme dominante des batteries lithium-ion cylindriques, les batteries 18650 ont un riche système de matériaux. Le système de matériaux des batteries au lithium implique principalement des matériaux d'électrode positive, des matériaux d'électrode négative, des électrolytes et des séparateurs. Voici les systèmes de matériaux utilisés dans ces parties principales :
Matériau de cathode
Oxyde de lithium-cobalt (LiCoO2) : un matériau largement utilisé dans les premières batteries lithium-ion, offrant une densité énergétique plus élevée, mais un coût plus élevé et une faible stabilité thermique.
Oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (LiNiMnCoO2, appelé NMC) : équilibre la densité énergétique, le coût et la sécurité, et est largement utilisé dans les véhicules électriques et les appareils électroniques portables.
Oxyde de lithium-nickel-cobalt-aluminium (LiNiCoAlO2, NCA en abrégé) : Fournit une densité énergétique élevée et est souvent utilisé dans les applications nécessitant des performances élevées, telles que certains modèles de véhicules électriques.
Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4, appelé LFP) : Il a une bonne stabilité thermique et une longue durée de vie, mais a une densité énergétique relativement faible et convient aux applications avec des exigences de sécurité élevées.
Oxyde de lithium-manganèse (LiMn2O4, appelé LMO) : a de meilleures caractéristiques de puissance et une meilleure stabilité thermique, mais une durée de vie plus courte.
matériau d'électrode négative
Graphite : Le matériau d'électrode négative le plus couramment utilisé, il est largement utilisé en raison de sa bonne stabilité et de son faible coût.
Carbone dur : A une efficacité de premier passage plus élevée et de meilleures caractéristiques de puissance que le graphite et est souvent utilisé dans des applications spéciales.
Oxyde de lithium-titane (Li4Ti5O12, appelé LTO) : Fournit une excellente stabilité cyclique et une sécurité, mais a une faible densité énergétique.
Électrolyte :
électrolyte
Il est composé de sel de lithium (tel que l'hexafluorophosphate de lithium LiPF6) dissous dans un ou plusieurs solvants organiques (tels que EC : carbonate d'éthylène, DEC : carbonate de diéthyle, DMC : carbonate de diméthyle, etc.).
diaphragme
Principalement fabriqué à partir de matériaux polyoléfiniques, tels que le polypropylène (PP) et le polyéthylène (PE), ils existent sous des formes multicouches ou monocouches pour isoler les électrodes positive et négative tout en permettant aux ions lithium de passer.
Ces différents systèmes de matériaux affectent les performances des cellules 18650, notamment la densité énergétique, la densité de puissance, la durée de vie en cycle, la sécurité et le coût. Différentes applications ont des exigences différentes pour ces paramètres, il est donc nécessaire de peser divers facteurs lors de la conception des cellules pour répondre à des besoins spécifiques. Au fur et à mesure que la technologie se développe, de nouveaux matériaux et composés sont étudiés pour améliorer encore les performances et la sécurité des cellules de batterie.
Domaines d'application :
outils électriques
Les batteries 18650 sont largement utilisées dans les outils électriques, tels que les perceuses électriques, les tournevis électriques, les scies électriques, etc. Sa haute densité énergétique et sa puissance de décharge élevée permettent aux outils électriques de fournir une durée d'utilisation prolongée et des performances de travail efficaces.
appareils électroniques portables
Les cellules de batterie 18650 sont largement utilisées dans les appareils électroniques portables, tels que les ordinateurs portables, les tablettes, les banques d'alimentation pour téléphones portables, etc. Leur capacité relativement importante et leur nature rechargeable permettent à ces appareils de fournir une utilisation de longue durée et peuvent être rechargés pour être réutilisés.
système de stockage d'énergie
Avec le développement rapide des énergies renouvelables, les systèmes de stockage d'énergie sont devenus un élément clé. Les cellules de batterie 18650 sont largement utilisées dans les systèmes de stockage d'énergie pour stocker l'énergie électrique provenant de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne pour une utilisation pendant la journée ou pendant les périodes sans fenêtre.
Électronique grand public
Les cellules de batterie 18650 sont également utilisées dans d'autres produits électroniques grand public, tels que les consoles de jeux portables, les cigarettes électroniques, les drones, etc. Leur haute densité énergétique et leur nature rechargeable permettent à ces produits de fournir une utilisation de longue durée et des performances stables.
Résumer :
Les cellules de batterie 18650 sont toujours un type avec une part très élevée sur le marché des batteries au lithium, jouant un rôle important dans les véhicules à énergie nouvelle et d'autres domaines émergents tels que le stockage d'énergie.
Au fur et à mesure que la technologie progresse, il est prévisible que les cellules de batterie 18650 seront encore optimisées et innovées à l'avenir. En tant que batterie cylindrique classique typique, elle ne sera pas éliminée par le marché à court terme.
Cependant, une densité énergétique plus élevée et une durée de vie en cycle plus longue sont ses principales orientations de développement. Cela apportera une alimentation électrique plus durable à des domaines tels que les appareils électroniques portables, les outils électriques et les véhicules électriques, et favorisera le développement de nouveaux domaines énergétiques.
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