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同台竞技:锂葡京注册18650VS 21700

来源:新能源Leader 作者:葡京注册资讯网 人气: 发布时间:2019-06-29
摘要:同台竞技:锂葡京注册18650VS 21700,近日,德国Zentrumfu ?rSonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Wu?rttemberg研究所的Jason B. Quinn(第一作者,通讯作者)和Karsten Richter(通讯作...,国际新能源网

近日,德国Zentrumfu ?rSonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Wu?rttemberg研究所的Jason B. Quinn(第一作者,通讯作者)和Karsten Richter(通讯作者)详细对比了18650葡京注册和21700葡京注册在能量、容量、能量密度、内阻和热特性、成本上的差异(参与对比的葡京注册信息如下表所示)。

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下图为葡京注册能量密度与负极的涂布厚度之间的关系,从图中我们能够注意到葡京注册的能量密度与负极的涂布厚度之间存在明显的线性相关,负极的涂布量越高则葡京注册的能量密度越高。同时我们还注意到在相同的负极厚度下,几种不同结构的葡京注册能量密度是比较接近的,葡京注册的结构对于能量密度的影响比较小。

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下图为18650、20700和21700三种葡京注册的内阻与葡京注册能量之间的关系,从图中我们能够注意到葡京注册的内阻明显分为了两大阵营,18650葡京注册阵营,20700和21700阵营,18650葡京注册的内阻要明显高于21700和20700葡京注册。在相同类型的葡京注册中,葡京注册的内阻随着葡京注册能量的增加而逐渐增加,这主要是因为更高的能量意味着更厚的电极,从而导致电子和离子的扩散难度增加,同时随着电极厚度的增加,葡京注册内能够卷入的电极长度也会缩短,导致电极面积的降低,这都会显著的增加葡京注册的内阻。

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下图为软包葡京注册、18650、20700和21700葡京注册的内阻与电极面积之间的关系,从图中能够看到几种葡京注册的内阻与电极面积之间的关系曲线都是相同的,也就是电极面积越大葡京注册的内阻越小,因此21700葡京注册内阻较低主要是因为其电极面积比较大。

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下图为功率型和能量型的18650、21700葡京注册的倍率性能曲线,功率型和能量型21700葡京注册的电极厚度分别为65um和91um,功率型和能量型的18650葡京注册电极厚度分别为34um和101um。从下图能够看到由于能量型葡京注册的电极厚度较厚,因此在大倍率下性能急剧衰降。而电极厚度较薄的功率型锂离子葡京注册在较大的倍率下性能表现则要好的多,放电能量衰降不大,仅仅是葡京注册的极化出现了一定成的增加。

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下图为功率型和能量型的18650、21700葡京注册在不同放电倍率下的温升,从图中能够看到能量型的葡京注册由于放电过程中损失在极化、欧姆阻抗上的能量比较多,因此葡京注册的温度升高也要明显大于功率型的葡京注册。21700葡京注册由于电芯体积比较大,葡京注册比散热面积较小,因此温升比较大,18650葡京注册由于葡京注册本身体积比较小,比散热面积较大,因此在放电的过程中温升要明显少于21700葡京注册。

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下图为不同类型的葡京注册在不同放电倍率下的最大温升,从图中能够看到随着葡京注册尺寸的增大(18650到21700)和葡京注册能量的提升,不同倍率下的最大温升曲线的斜率也出现了明显的增加,表明大尺寸和高容量的葡京注册在放电过程中的产热也更大。

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接下来就是两种葡京注册的成本分析了,我们首先从单体葡京注册层面来看一下葡京注册的成本:

1)两种葡京注册的电极生产都是相同的,因此在电极生产、电芯卷绕这一部分都是相同;

2)葡京注册壳体,由于21700葡京注册的直径更大,能够容纳更多的电芯,因此每Wh所需要的外壳,21700葡京注册要比18650葡京注册少33%,因此21700葡京注册的外壳成本低于18650。

3)由于同样的Wh数的葡京注册数量减少33%,因此对注液、封口过程的需求也有所减少,成本有所降低。

4)同样由于葡京注册总体数量的降低,对于化成设备的需求也大大减少,提升了效率,降低了成本。

在Pack层面21700同样具有优势:

1)首先是采用21700葡京注册替代18650葡京注册后,在葡京注册包电量相同的情况下,葡京注册包内的单体葡京注册数量将会大幅减少,降低了葡京注册包结构的复杂程度和pack难度。

2)更少的葡京注册数量也降低了BMS的监控难度。

3)21700葡京注册替换18650葡京注册后并不会降低葡京注册模块内的孔隙率,因此葡京注册包的体积和冷却结构的数量是相同。

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通过对比18650、20700和21700葡京注册,我们发现

1)每个21700单体葡京注册包含的能量比18650高50%左右,因此在使用中单体葡京注册的数量可以大幅的降低;

2)由于21700葡京注册的能量更多,因此生产同样Wh的葡京注册需要的零部件和设备的数量减少,有利于降低生产成本;

3)21700葡京注册并不会显著的提高葡京注册的能量密度,锂离子葡京注册的能量密度主要还是与电极的涂布量有关。


责任编辑:葡京注册资讯网