소프트백과 스퀘어 리튬배터리에 비해 18650원주형 리튬배터리는 상용화가 가장 빨리 되고 생산 자동화도가 가장 높아 현재 원가가 가장 낮은 동력 배터리다.또 테슬라는 여러 해 동안 엇나가면서 소프트백과 스퀘어 배터리와의 3분천하를 유지하고 있다.테슬라가 모델3를 21700으로 발표한 이후 원주 배터리 패밀리에도 스타 멤버가 한 명 더 생겼다.본 문서에서는 원기둥 배터리와 관련된 몇 가지 기술점을 살펴보겠습니다.아래 문장에서 특별히 성명하지 않는 것은 원기둥 배터리를 특별히 지칭하는 것이다.
원기둥 배터리 구조
동력 배터리에 주목해 보면 원기둥 18560 배터리가 연구된 것 중 가장 많고 기술적으로 논의된 가장 충분한 배터리 품목이다.단체는 주로 양극, 음극, 분리막, 양극 음극집 전극, 안전밸브, 과류보호장치, 절연재 및 쉘로 구성된다.쉘은, 초기의 스틸 케이스가 많아, 현재는 알루미늄 케이스가 주를 이루고 있습니다.이중 안전 밸브, PTC는 아래 그림에 나와 있습니다.
단체 과류 보호장치는 제조업체마다 설계가 동일하지 않으며 안전성에 대한 요구사항에 따라 가격이 달라야 하며 맞춤화가 가능하다.일반적인 안전장치는 주로 PTC 정온도계수 저항과 퓨즈결합장치의 두 가지 종류가 있다.
PTC는, 큰 전류, 저항 발열, 온도 축적이 나타났을 때 PTC 저항값의 상승을 더욱 촉진하고 온도가 阈값을 하나 초과한 후에 갑자기 커지면, 고장 전심지를 전체 회로로부터 격리시켜, 추가 열 손실을 피한다.
퓨즈가 끊어지면 원리적으로 퓨즈가 하나 있는데, 큰 전류를 만나 퓨즈가 끊어지면 회로가 끊어집니다.
두 가지 보호 장치의 차이점은 전자가 복구 가능하고 후자의 보호가 일회성이며, 일단 고장이 발생하면 시스템은 문제의 전기 코어를 교체해야 제대로 작동한다고 간주해야 한다는 것입니다.
원기둥 전심 특성
원기둥 전심은, 특히 18650으로, 자체 구조 특성 때문에, 또한 그 모델의 표준화로 인해 원기둥 전심 생산의 자동화 수준이 3가지 주요 전심 형식 중 가장 높다.이것으로 고도의 일치성이 가능해지고 완성품률이 그만큼 높아진다.삼성파나소닉 등 해외 주요 메이커의 양품률이 98%에 이르고, 우리도 90%를 넘을 수 있다는 통계도 있다.
장점, 1)은 앞에서 서술한 바와 같이 단체 일치성이 좋다;
2)단체 자체 역학적 성능이 우수하며, 사각형 및 소프트백 배터리에 비해 폐쇄된 원주체는 근사치에서 가장 높은 굽힘 강도를 얻을 수 있다.
3) 기술이 성숙하고 원가는 낮지만 동시에 원가 최적화를 위한 공간도 거의 소모되고 있다.
4)일체 에너지가 작아 사고가 나면 형식이 통제하기 쉽지만, 그 점이 대체되는 이유가 되고 있다(그 유행이라면 어떻게 해서든 너를 파멸시킬 것이며, 너를 죽이지 않을 수 없는 것도 반드시 너를 강하게 할 것이다).
단점은, 1) 전기자동차라는 어경에서 배터리 시스템의 원주단체 수는 매우 크며, 이는 배터리 시스템의 복잡도를 크게 증가시켜, 기관이나 관리 시스템에 관계없이, 다른 두 배터리에 비해 시스템 레벨의 원가 원주 배터리가 높습니다.
2) 온도환경 불균일한 조건에서 대량의 전기심 특성이 이화될 확률이 높아지는 것은 물론 테슬라가 설계 초기에 18650을 선택한 것은 10년 전만 해도 대량생산이 가능한 적격 동력 배터리, 원주만 있었기 때문이다.오히려 배터리의 안전과 열 관리 수요는 강력한 전기 제어 시스템의 개발 동력이다.
3) 에너지밀도의 상승공간은 이미 작으며 2016년의 뉴스, 초위도 단일체 용량을 4050mAh로 하여 전기심은 에너지 306Wh/kg보다 더 높은 기록을 볼 수 없다.정해진 공간에 사타구니만 있을 뿐 공인은 어려운 길이다.
Tesila의 Model 3 배터리 시스템은 21700에 불이 붙었다.
테슬라 모드 3는 리튬배터리 217003원을 전면 도입하여 원주 배터리의 용량을 높이는 새로운 단계를 열었다.테슬라 모델3의 21700형 배터리 시스템은 에너지 밀도가 300Wh/kg 정도로 기존 모델S에서 사용하던 18650 배터리보다 에너지 밀도가 20% 이상, 싱글 용량은 35% 향상되고 시스템 원가는 9%가량 낮아진다.
21700 관련 메이커와 차종
현재 국제적으로 21700 배터리를 양산할 수 있는 업체는 손에 꼽을 정도로 파나소닉과 테슬라가 공동 개발한 21700 배터리 양산 외에 앞서 삼성SDI도 관련 제품 21700을 선보인 바 있어 아직 양산이 진행되지 않은 것으로 알려졌다.
국내 21700개 업체의 뉴스 자료에 따르면 21700개 업체는 빅, 리선, 억위 리튬에너지, 톈펑전원, 극동 포스터, 맹사자 신에너지 등이다.
난징(南京) 김용(金龍)과 베이기(北。)의 제품 2개 제품이 공시되면서 16일 국가공신부는 '도로기동차량 생산업체 및 제품 고시'(299회) 차량 신제품을 발표했다.이 중 난징진룽버스제조유한공사와 베이시(상주)자동차유한공사가 생산한 순수 전동상차 2종(모델명 NJL5040XXYBEV25와 BJ5040XXYCJ06EV)
18650에서 21700까지 승용이를 어떻게 생각합니까?
인터넷에서 이 그림을 보고 난 후부터, 항상 그것을 글에 넣을 기회를 찾으려고 했는데, 그 이유는 다름아닌 것이다.그림의 발상을 따라 화학적인 방법에서 전심비 에너지를 높인다면 18650의 전도는 밝지 않다.
18650 리튬이온배터리 발전이 당면한 도전, 에너지 대비 향상된 현재의 상황에 직면하여 외형 사이즈를 일정하게 유지하되 에너지 밀도를 높이려면 18650은 많은 도전에 직면합니다:
1) NCA, 실리콘 카본 등 신소재 공급사슬이 미숙하고 원가가 높아 안정적으로 공급하기 어려운 에너지 밀도가 높은 소재 811, 자체 안정성과 프로그램 제어거리 양산유단 성능의 차이, 그 결과 단기간 811의 차이
2) 신소재제정은 환경요구가 높고, 고정자산 투자는 높고, 에너지 소모가 크다.
3) 싱글셀 배터리 용량은 낮고, PACK성 유닛 기술 요구사항과 원가는 높은 편임;
4) 모노코크는 최대 정단, 음양극의 구성에 적응하며 에너지 밀도에 영향을 미칩니다.
5) 고에너지 밀도와 고배율 충전이 동시에 요구되는 경우, 설계 공간은 매우 작으며, 18650용 523+흑연 체계는 새로운 국표에 따라 1C에서 2.4AH까지 설계의 한계에 도달했다.
더 큰 지름의 원통 리튬이온배터리가 필연적인 추세가 될 것이며, 아래 그림과 같이 더 큰 치수의 심과 18650은 극이 설계와 곡률 두 각도에서 비교했을 때 큰 치수의 심이 현저한 우세를 보인다.
요약하면, 치수가 18650에서 21700으로 향상되어 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다.
1) 에너지밀도를 적절하게 높인 경우, 재래식 재료를 선택할 수 있고, 성능은 안정적이고, 가격 대비 성능은 높습니다.
2) 다극귀기관 설계를 적절하게 하여 내저항을 낮출 수 있다.
3) 동일한 에너지 밀도에서 빠른 충전 특성 흑연을 선택하여 빠른 충전 성능을 개선할 수 있습니다;
4) 적당히 지름과 높이를 늘려서 더 많은 유효 부피를 얻을 수 있다.
5) 모노코크는 용량이 커지고 보조부재 비율이 낮아져 Pack 원가가 낮아집니다.
대신, 공신부가 새로 공포한 국가 표준 'GB/T 34013-2017 전기자동차용 동력 축전지 제품 규격 치수'에서는 의견 수렴 원고 중 18650과 32650만을 총 21700을 포함한 4개 규격으로 수정하였다.
하지만 용량을 높이는 경로는 작은 싱글 등가가 안전성이 높다는 초기의 시각과 상충된다.소형 리튬이온배터리(<3Ah) 및 배터리 모듈(<150Ah)의 열 안전성은 PTC에 가입하고 전류 차단 메커니즘이나 압력 센서를 도입하는 등 비교적 성숙한 방법으로 제어되고 있다.대형 리튬이온 단체 전지(>6Ah)나 모듈(>200Ah)의 안전성 제어 문제는 여전히 도전적이다.대형 동력 리튬 이온 배터리는 소형 배터리에 비해 그 자체의 에너지가 높기 때문에열 안전성 문제가 생겼을 때배터리의 부피가 커지면 배터리 면적이 표면적보다 줄어 배터리 단위의 열 방출 면적이 줄어든다.배터리 내부 온도의 불일치도 리튬이온 배터리의 대형화와 성조화에 따라 나타날 수 있으며, 이러한 배터리 본체 간의 온도 차이로 인해 배터리 열 제어 불능 위험이 증가하여 배터리에 일련의 문제가 발생할 수 있다.
일반적으로 제조업자가 보다 진보된 안전관리 기술을 보유하면 리스크를 자체 시스템의 제어 가능한 범위 내에 머물게 할 수 있으며, 이는 배터리 본체를 매핑하는 데 따른 리스크에 대한 대안이 될 수 있다고 생각합니다.역설적으로 더 큰 용량의 셀을 사용하여 시스템을 구축하는 것은 이론적으로는 싱글 디자인이나 배터리 팩 설계의 리스크 관리 기술 수준의 향상을 전제로 하고 있다고 할 수 있습니다.
용량 향상에 따른 리스크와 수익은, 업계의 현지식이며, 메인프레임이 이를 전면적으로 수용하고 있는지, 안전성을 어느 정도 양보할 것인지가 21700의 한 단계 발전의 관건이며, 개인적으로는 이것이 오랜 시간이 걸릴 것으로 생각하고 있습니다.21700을 생산하는 데 필요한 장비의 조정과 갱신은 장비 공급업체의 관점에 의해 영향을 받는다.
원주 배터리의 강점은 대부분 규모화에서 비롯됐고, 21700년 실제 규모가 되기 전까지 B급 제품의 처리 문제가 남아 있어 격하 없이 사용되는 사이즈도 제조사의 의지와 자금력을 시험하는 것이다.
기술 축적만 놓고 보면 18650은 기업과 학술 단위에 의해 여러 해 동안 연구되어 왔으며, 열 관리 모델, 예를 들어 열 제어 불능 예측과 같은 많은 공개 데이터와 자료가 있다.자체 연구개발 능력이 미비한 소기업으로선 자원인 셈이다.21700은 상대적으로 공백이 많았다.
21700의 미래 성장에 대해서는 이익도 적지 않고 이익도 함께 나열할 수 있다.하지만 이것은 모두 원기둥 배터리 내부 비교입니다.사각형 배터리와 소프트백 배터리의 경쟁을 더 고려한다면, 21700의 큰 발전은 그리 빨리 오지 않을지도 모른다.
본 문서는 리튬전지와 연료전지 관찰(원제 아화컨설팅-배터리 소재), 흥업전력 신, 제일전기우설 신에너지창객, 고공리튬전지 , 리튬배터리.나머지 사진은 인터넷 자료 공개에서 나왔다.학습 교류 용도로만 사용하오니, 전달하시려면 출처를 밝히십시오.
