18650和21700電池的性能對比哪種更好？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-30 20:13
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近日，德國Zentrumfu ?rSonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Wu ?rttemberg研究所的Jason B. Quinn（第一作者，通訊作者）和Karsten Richter（通訊作者）詳細(xì)對比了18650電池和21700電池在能量、容量、能量密度、內(nèi)阻和熱特性的差異。
電池能量密度與負(fù)極的涂布厚度之間的關(guān)系，從圖中我們能夠注意到電池的能量密度與負(fù)極的涂布厚度之間存在明顯的線性相關(guān)，負(fù)極的涂布量越高則電池的能量密度越高。同時我們還注意到在相同的負(fù)極厚度下，幾種不同結(jié)構(gòu)的電池能量密度是比較接近的，電池的結(jié)構(gòu)對于能量密度的影響比較小。
18650、20700和21700三種電池的內(nèi)阻與電池能量之間的關(guān)系，從圖中我們能夠注意到電池的內(nèi)阻明顯分為了兩大陣營，18650電池陣營，20700和21700陣營，18650電池的內(nèi)阻要明顯高于21700和20700電池。在相同類型的電池中，電池的內(nèi)阻隨著電池能量的增加而逐漸增加，這主要是因為更高的能量意味著更厚的電極，從而導(dǎo)致電子和離子的擴(kuò)散難度增加，同時隨著電極厚度的增加，電池內(nèi)能夠卷入的電極長度也會縮短，導(dǎo)致電極面積的降低，這都會顯著的增加電池的內(nèi)阻。
軟包電池、18650、20700和21700電池的內(nèi)阻與電極面積之間的關(guān)系，從圖中能夠看到幾種電池的內(nèi)阻與電極面積之間的關(guān)系曲線都是相同的，也就是電極面積越大電池的內(nèi)阻越小，因此21700電池內(nèi)阻較低主要是因為其電極面積比較大。
功率型和能量型的18650、21700電池的倍率性能曲線，功率型和能量型21700電池的電極厚度分別為65um和91um，功率型和能量型的18650電池電極厚度分別為34um和101um。從下圖能夠看到由于能量型電池的電極厚度較厚，因此在大倍率下性能急劇衰降。而電極厚度較薄的功率型鋰離子電池在較大的倍率下性能表現(xiàn)則要好的多，放電能量衰降不大，僅僅是電池的極化出現(xiàn)了一定成的增加。
功率型和能量型的18650、21700電池在不同放電倍率下的溫升，從圖中能夠看到能量型的電池由于放電過程中損失在極化、歐姆阻抗上的能量比較多，因此電池的溫度升高也要明顯大于功率型的電池。21700電池由于電芯體積比較大，電池比散熱面積較小，因此溫升比較大，18650電池由于電池本身體積比較小，比散熱面積較大，因此在放電的過程中溫升要明顯少于21700電池。
不同類型的電池在不同放電倍率下的最大溫升，從圖中能夠看到隨著電池尺寸的增大（18650到21700）和電池能量的提升，不同倍率下的最大溫升曲線的斜率也出現(xiàn)了明顯的增加，表明大尺寸和高容量的電池在放電過程中的產(chǎn)熱也更大。
