리튬 배터리 원통형 모델의 완전한 컬렉션, 원통형 리튬 배터리에 대한 지식

 

셀 모델	공칭전압(V)	공칭 용량(mAh)	충전 온도(도)	방전온도(도)	충전 전류(A)	방전전류(A)
ICR18650(3항)	3.7V	2200mAh	0~45도	-40도 ~+60도	2.2A(상온1C)	10A(상온5C)
ICR18650(3항)	3.7V	2500mAh	0~45도	-40도 ~+60도	2.5A(상온1C)	25A(상온10C)
ICR18650(3항)	3.7V	3000mAh	0~45도	-40도 ~+60도	3.0A(상온1C)	15A(상온5C)
ICR21700(3항)	3.7V	4000mAh	0~45도	-40도 ~+60도	4.0A(상온1C)	40A(상온10C)
NCR18650B(삼진)	3.6V	3350mAh	0~45도	-20~60도	1.625A	4.875A
INR18650-30Q(3원)	3.6V	3000mAh	0~45도	-20~75도	0.5C	15A
IFR26650(리튬철인산염)	3.2V	3200mAh	-20도 ~+45도	-40도 ~+60도	3.2A(상온1C)	10A(상온3C)
IFR32700(리튬철인산염)	3.2V	5000mAh	-20도 ~+45도	-40도 ~+60도	5.0A(상온1C)	25A(상온5C)
IFR26650 E3400(리튬철인산염)	3.2V	3400mAh	0~60도	-10~60도	2.0V	10.2A

 

1, 원통형 리튬 배터리 란 무엇입니까?

1. 원통형 배터리의 정의

원통형 리튬 배터리는 인산철리튬, 산화코발트리튬, 산화망간리튬, 망간코발트 혼합물 및 삼원 물질의 세 가지 시스템으로 구분됩니다. 외부 쉘은 강철 쉘과 폴리머의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 다양한 재료 시스템은 배터리의 장점이 다릅니다. 현재 주요 배터리 유형으로는 강철 쉘 원통형 리튬인산철 배터리가 주로 사용됩니다. 이 배터리는 고용량, 고출력 전압, 우수한 충전 방전주기 성능, 안정적인 출력 전압, 고전류 방전, 안정적인 전기 화학적 성능, 안전한 사용, 넓은 작동 온도 범위 및 환경 친 화성을 갖추고 있습니다. 태양광 램프, 잔디 램프, 백업 에너지, 전동 공구 및 장난감 모델에 널리 사용됩니다.

2. 원통형 배터리 구조

일반적인 원통형 배터리 구조에는 쉘, 캡, 양극, 음극, 다이어프램, 전해질, PTC 요소, 개스킷, 안전 밸브 등이 포함됩니다. 일반 배터리 케이스는 배터리의 음극이고 캡은 양극입니다. 배터리와 배터리 케이스는 니켈 도금 강판으로 만들어졌습니다.

3. 원통형 리튬전지의 장점

소프트 팩 및 정사각형 리튬 배터리와 비교할 때 원통형 리튬 배터리는 개발 시간이 가장 길고 표준화가 높으며 프로세스가 성숙하고 수율이 높으며 비용이 저렴합니다.

· 성숙한 생산 공정, 낮은 PACK 비용, 높은 배터리 제품 수율 및 우수한 방열 성능

·원통형 배터리는 국제적으로 통일된 일련의 표준 사양 및 모델을 형성했으며 성숙한 기술을 바탕으로 대규모 연속 생산에 적합합니다.

·원통의 비표면적이 크고 방열효과가 좋습니다.

·원통형 배터리는 일반적으로 밀폐형 배터리이므로 사용 중 유지 관리 문제가 없습니다.

·배터리 케이스는 내압성이 뛰어나 사용 중에 사각형 또는 소프트 패키지 배터리 팽창과 같은 현상이 발생하지 않습니다.

4. 원통형 전지용 양극재

현재 원통형 배터리의 주류 상용 양극 재료에는 주로 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 망간 산화물(LiMn2O4), 삼원계(NMC), 리튬 철 인산염(LiFePO4) 등이 포함됩니다. 재료 시스템에 따라 배터리 특성도 다릅니다. , 비교는 다음과 같습니다.

프로젝트	리튬코발트산화물	리튬니켈코발트망간삼원(LiNiCoMnO2)	망간산리튬(LiMn2O4)	리튬인산철(LiFePO4)
탭밀도(g/cm3)	(리튬알코올농도(LiCoO2))	2.0-2.3	2.2-2.4	1.0-1.4
비표면적(m2/g)	2.8-3.0	0.2-0.4	0.4-0.8	12-20
그램 용량(mAh/g)	0.4-0.6	140-180	90-100	130-140
전압 플랫폼(V)	135-140	3.5	3.8	3.2
사이클링 성능	3.7	500order 이상	300order 이상	2000order 이상
전이금속	500order 이상	가난한	풍요	매우 부자
원자재 비용	가난한	높은	낮은	낮은
환경 보호	매우 높음	니켈, 코발트 함유	무독성	무독성
안전	코발트 함유	즐겨	좋은	훌륭한
애플리케이션	가난한	소형 배터리/소형 배터리	전원 배터리, 저가형 배터리	전원 배터리/초대용량 전원 공급 장치
이점	중소형 배터리	안정적인 전기화학적 성능과 우수한 사이클링 성능	망간 자원은 풍부하고 가격이 저렴하며 안전 성능이 우수합니다.	높은 안전성, 환경 보호 및 긴 수명
불리	"안정적인 충방전, 간단한 생산공정, 비싼 코발트 가격, 낮은 사이클 수명"	코발트는 비싸다	낮은 에너지 밀도 및 열악한 전해질 호환성	저온 성능이 낮고 방전 전압이 낮음

 

5. 원통형 전지용 음극재

원통형 배터리용 음극 재료에는 탄소 음극 재료, 합금 음극 재료, 주석 기반 음극 재료, 리튬 함유 전이 금속 질화물 음극 재료, 나노스케일 재료, 나노스케일 음극 재료 등 대략 6가지 유형이 있습니다.

·탄소나노스케일 음극재: 현재 리튬이온전지에 사용되는 음극재는 대부분 인조흑연, 천연흑연, 메조페이즈 탄소미소구, 석유코크스, 탄소섬유, 열분해수지탄소 등 탄소재료이다.

·합금 음극 재료: 주석 기반 합금, 실리콘 기반 합금, 게르마늄 기반 합금, 알루미늄 기반 합금, 안티몬 기반 합금, 마그네슘 기반 합금 및 기타 합금을 포함하며 현재 상용 제품이 없습니다.

·주석계 음극재료: 주석계 음극재료는 주석산화물과 주석계 복합산화물, 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 산화물은 다양한 원자가 금속 주석의 산화물을 말합니다. 현재 상용화된 제품이 없습니다.

·현재 리튬 함유 전이금속 질화물 음극재에 대한 상용 제품은 없습니다.

·나노스케일 소재: 탄소나노튜브, 나노합금 소재.

·나노 음극 소재: 나노 산화물 소재.

2, 원통형 리튬 배터리 셀

1. 원통형 리튬이온 배터리 셀 브랜드

원통형 리튬 배터리는 일본과 한국의 리튬 배터리 회사에서 인기가 있으며, 중국에도 원통형 리튬 배터리를 생산하는 기업이 상당수 있습니다. 최초의 원통형 리튬 배터리는 1992년 일본 SONY가 개발했습니다.

유명한 원통형 리튬 이온 배터리 브랜드: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bike, Lishen 등

2. 원통형 리튬이온 배터리의 종류

원통형 리튬 이온 셀은 일반적으로 다섯 자리 숫자로 표시됩니다. 왼쪽부터 첫 번째와 두 번째 숫자는 배터리 직경, 세 번째와 네 번째 숫자는 배터리 높이, 다섯 번째 숫자는 원을 나타냅니다. 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650 등 원통형 리튬 배터리 모델이 많이 있습니다.

① 10440 배터리

10440 배터리는 직경 10mm, 높이 44mm의 리튬 배터리 종류입니다. 일반적으로 "7호 배터리"라고 불리는 것과 동일한 크기이며 용량은 일반적으로 수백 mAh에 불과할 정도로 매우 작습니다. 주로 소형 전자제품에 사용됩니다. 예를 들어 손전등, 미니 스피커, 앰프 등이 있습니다.

② 14500 배터리

14500 배터리는 직경 14mm, 높이 50mm의 리튬 배터리 유형입니다. 이 유형의 배터리는 일반적으로 3.7V 또는 3.2V이며 공칭 ​​용량이 상대적으로 작고 10440 배터리보다 약간 크며 일반적으로 1600mAh입니다. 방전 성능이 뛰어나 무선 오디오, 전자완구, 디지털카메라 등 가전제품에 주로 사용됩니다.

③ 16340 배터리

16340 배터리는 직경 16mm, 높이 34mm의 리튬 배터리 유형입니다. 높이가 짧고 용량이 상대적으로 작기 때문에 고광도 손전등, LED 손전등, 헤드라이트, 레이저 조명, 조명기구 및 기타 응용 분야에 자주 사용됩니다.

④ 18650 배터리

18650 배터리는 직경 18mm, 높이 65mm의 리튬 배터리 유형입니다. 가장 큰 특징은 에너지 밀도가 거의 170와트시/kg에 달할 정도로 매우 높다는 점이다. 따라서 이러한 유형의 배터리는 비용 효율적인 배터리입니다. 이러한 유형의 배터리는 모든 측면에서 우수한 시스템 품질 안정성을 갖춘 비교적 성숙한 리튬 배터리이기 때문에 자주 볼 수 있습니다. 휴대폰, 노트북 등 소형 가전제품과 같이 약 10kWh의 배터리 용량 시나리오에 널리 사용됩니다.

⑤ 21700 배터리

21700 배터리는 직경 21mm, 높이 70mm의 리튬 배터리 유형입니다. 부피가 커짐에 따라 공간 활용 효율이 높아지며, 배터리 셀과 시스템의 에너지 밀도도 향상될 수 있습니다. 체적 에너지 밀도는 18650 배터리보다 훨씬 높으며 디지털, 전기 자동차, 밸런스 카, 태양열 리튬 배터리 가로등, LED 조명, 전동 공구 등에 널리 사용됩니다.

⑥ 26650 배터리

26650 배터리는 직경 26mm, 높이 65mm, 공칭 전압 3.2V, 공칭 용량 3200mAh의 리튬 배터리 유형입니다. 이러한 유형의 배터리는 용량이 뛰어나고 일관성이 높으며 점차 18650 배터리를 대체하는 추세가 되었습니다. 전원 배터리 분야의 많은 제품도 점차적으로 이를 선호하게 될 것입니다.

⑦ 32650 배터리

32650 배터리는 직경 32mm, 높이 65mm의 리튬 배터리 유형입니다. 이러한 유형의 배터리는 강력한 연속 방전 용량을 갖추고 있어 전기 장난감, 백업 전원, UPS 배터리, 풍력 발전 시스템 및 풍력 태양광 보완 발전 시스템에 적합합니다.

3. 원통형 리튬전지 시장의 발전

원통형 리튬이온 배터리의 기술 발전은 주로 배터리 핵심 소재의 혁신 연구와 응용 발전에서 비롯됩니다. 신소재 개발을 통해 배터리 성능은 더욱 향상되고, 품질은 향상되며, 비용은 절감되고, 안전성은 향상됩니다. 배터리의 비에너지 향상을 위한 다운스트림 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해, 한편으로는 고용량 재료를 사용할 수 있고, 다른 한편으로는 충전 전압을 높여 고전압 재료를 사용할 수 있습니다.

원통형 리튬이온 배터리는 14500에서 테슬라 21700으로 진화했다. 중장기적으로는 기존 리튬이온 파워 배터리 기술을 최적화해 신에너지 자동차의 대규모 개발 요구를 충족시키는 동시에 배터리 개발에 중점을 두고 있다. 새로운 리튬이온 파워 배터리의 안전성, 일관성, 수명을 향상시키고 새로운 시스템 파워 배터리에 대한 미래 지향적인 연구 개발을 수행하고 있습니다.

원통형 리튬이온 배터리의 중장기적 발전을 달성하기 위해 새로운 리튬이온 동력전지를 지속적으로 최적화하고 개선하는 동시에 비에너지를 대폭 향상시키는 새로운 시스템 동력전지의 연구개발에 주력하겠습니다. 비용을 절감하고 새로운 시스템 전원 배터리의 실용적이고 대규모 적용을 달성합니다.

4, 원통형 리튬 배터리와 각형 리튬 배터리의 비교

1. 배터리 모양: 사각형의 크기는 임의로 디자인할 수 있지만 원통형 배터리는 비교할 수 없습니다.

2. 증배 특성: 원통형 배터리의 다극 이어를 용접하는 공정 제한으로 인해 증배 특성은 각형 다극 이어 배터리보다 약간 나쁩니다.

3. 방전 플랫폼: 동일한 양극 및 음극 재료와 전해질을 사용하는 리튬 배터리는 이론적으로 일관된 방전 플랫폼을 가져야 하지만 사각형 리튬 배터리 내부의 방전 플랫폼은 약간 더 높습니다.

4. 제품 품질: 원통형 배터리의 제조 공정은 상대적으로 성숙되어 전극의 2차 절단 결함 가능성이 낮습니다. 또한 와인딩 공정의 성숙도와 자동화 수준도 상대적으로 높다. 현재 라미네이션 공정은 여전히 ​​반수작업으로 이루어져 배터리 품질에 부정적인 영향을 미칩니다.

5. 극 이어 용접: 원통형 배터리의 극 이어는 사각형 리튬 배터리보다 용접하기 쉽습니다. 정사각형 리튬 배터리는 잘못된 납땜이 발생하기 쉬우며 이는 배터리 품질에 영향을 미칩니다.

6. PACK 그룹화: 원통형 배터리는 사용자 친화적인 기능을 가지므로 PACK 기술은 간단하고 열 방출 효과가 좋습니다. 각형 리튬 배터리를 포장할 때는 열 방출 문제를 해결해야 합니다.

7. 구조적 특징: 각형 리튬 배터리 모서리의 화학적 활성이 좋지 않으며 장기간 사용하면 배터리의 에너지 밀도가 저하되기 쉬워 배터리 수명이 짧아집니다.

5, 원통형 리튬 배터리와 소프트 팩 리튬 배터리의 비교

1. 소프트 팩 배터리는 안전 성능이 우수합니다. 소프트 팩 배터리의 구조는 알루미늄 플라스틱 필름으로 포장되어 있습니다. 안전 문제가 발생하면 폭발할 수 있는 강철 또는 알루미늄 쉘 셀과 달리 소프트 팩 배터리는 일반적으로 터지거나 갈라집니다. 안전 성능 측면에서는 원통형 리튬 배터리보다 우수합니다.

2. 소프트 팩 배터리는 상대적으로 가볍습니다. 동일한 용량의 강철 쉘 리튬 배터리보다 무게가 40% 가볍고 원통형 알루미늄 쉘 리튬 배터리보다 20% 가볍습니다. 낮은 내부 저항, 소프트 팩 배터리의 내부 저항은 리튬 배터리의 내부 저항보다 작으므로 배터리 자체 소비를 크게 줄일 수 있습니다.

3. 소프트 팩 배터리는 사이클링 성능이 우수하고 사이클링 수명이 더 깁니다. 100사이클 후 감쇠는 원통형 알루미늄 쉘 배터리보다 4~7% 적습니다.

4. 소프트 팩 배터리의 디자인은 상대적으로 유연하며 모양이 다양하여 더 얇아질 수 있습니다. 고객의 요구에 따라 맞춤화할 수 있으며, 새로운 배터리 셀 모델을 개발할 수 있습니다. 그러나 원통형 리튬 배터리는 이 조건을 충족하지 않습니다.

원통형 리튬 배터리에 비해 소프트 팩 배터리의 단점은 일관성이 좋지 않고 비용이 높으며 누출이 쉽다는 것입니다. 대량 생산을 통해 높은 비용을 해결할 수 있으며, 알루미늄-플라스틱 필름의 품질을 향상시켜 누출을 해결할 수 있습니다.