円筒形リチウム電池に関するこれらの知識を知っていますか？

円筒形リチウム電池は、リン酸鉄リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、コバルトとマンガンの混合物、および三元材料のさまざまなシステムに分けられます。シェルは、スチールシェルとポリマーの 2 種類に分けられます。異なる材料システムには、異なる利点があります。

リチウム電池の円筒形モデル一覧

A. 円筒型リチウム電池とは何ですか?

1、円筒形電池の定義

円筒形リチウム電池は、リン酸鉄リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、コバルトとマンガンの混合物、および三元材料のさまざまなシステムに分けられます。シェルは、スチールシェルとポリマーの 2 種類に分けられます。異なる材料システムには、異なる利点があります。現在、シリンダーは主にスチールシェルの円筒形リン酸鉄リチウム電池です。このバッテリーの性能は、大容量、高出力電圧、優れた充放電サイクル性能、安定した出力電圧、大電流放電、安定した電気化学的性能、安全な使用、広い動作温度範囲、および環境に優しいです。ソーラーランプ、芝生ランプ、バックアップエネルギー源、電動工具、おもちゃのモデルなどに広く使用されています。

2、円筒セル構造

典型的な円筒型電池は、ケース、キャップ、正極、負極、セパレータ、電解質、PTC素子、ガスケット、安全弁などを含む構造を有しています。一般に、電池シェルは負極です。バッテリーのキャップはバッテリーの正極で、バッテリーシェルはニッケルメッキ鋼板でできています。

3. 円筒型リチウム電池のメリット

ポリマーおよび角型リチウム電池と比較して、円筒形リチウム電池は、開発期間が最も長く、標準化の程度が高く、技術がより成熟しており、歩留まりが高く、コストが低い。

• 成熟した生産プロセス、低パックコスト、バッテリー製品の高歩留まり、優れた放熱性能
• 円筒形電池は、国際的に統一された一連の標準仕様とモデル、成熟した技術を形成しており、大規模な連続生産に適しています。
• シリンダーの比表面積が大きく、放熱効果が良い。
• 円筒形電池は、一般的に密閉型電池であり、使用中のメンテナンス上の問題はありません。
• バッテリーシェルは耐圧性が高く、使用中に角型やソフトパッケージのバッテリーが膨張するなどの現象はありません。

4. 円筒形電池正極材

現在、主流の市販の円筒形電池の正極材料は、主にコバルト酸リチウム（LiCoO2）、マンガン酸リチウム（LiMn2O4）、三元系（NMC）、リン酸鉄リチウム（LiFePO4）などであり、異なる材料系の電池は異なる特性を持っています。次のとおりです。

5、円筒形電池の負極材

円筒形電池の負極材料は、炭素負極材料、合金負極材料、スズ系負極材料、リチウム含有遷移金属窒化物負極材料、ナノスケール材料、ナノ負極材料の 6 種類に大別されます。

• カーボンナノ材料アノード材料：現在、リチウムイオン電池で実際に使用されているアノード材料は、基本的に人造黒鉛、天然黒鉛、中間相炭素微小球、石油コークス、炭素繊維、熱分解樹脂炭素、等
• 合金ベースの陽極材料: スズベースの合金、シリコンベースの合金、ゲルマニウムベースの合金、アルミニウムベースの合金、アンチモンベースの合金、マグネシウムベースの合金、およびその他の合金を含み、現在、商用製品はありません。
• スズ系陽極材：スズ系陽極材は、酸化スズとスズ系複合酸化物に分けられます。酸化物とは、様々な原子価状態の金属スズの酸化物をいう。現在、商用製品はありません。
• リチウム含有遷移金属窒化物負極材料で、現在市販品はありません。
• ナノスケール材料：カーボンナノチューブ、ナノ合金材料。
• ナノ陽極材料：ナノ酸化物材料

B. 円筒形リチウム電池セル

1. 円筒形リチウムイオン電池のコアブランド

円筒形リチウム電池は日本と韓国でより普及しており、中国にも円筒形リチウム電池を製造する大企業があります。最初の円筒型リチウム電池は、1992 年に日本の SONY 社によって発明されました。

有名な円筒形リチウム イオン セル ブランド: ソニー、パナソニック、サンヨー、サムスン、LG、Wanxiang A123、Bick、Lishen、CATL、Gove、EVE など。

2. 円筒型リチウムイオン電池の種類

円筒形のリチウム イオン バッテリー コアは、通常 5 桁で表されます。左から1桁目と2桁目は電池の直径、3桁目と4桁目は電池の高さ、5桁目は円を表しています。円筒形リチウム電池には多くの種類があり、より一般的なものは 10400、14500、16340、18650、21700、26650、32650、32140、33140 などです。

①10440バッテリー

10440バッテリーは、直径10mm、高さ44mmのリチウム電池の一種です。いわゆる「7号電池」と同じサイズです。バッテリー容量は一般的に非常に小さく、わずか数百 mAh であり、主に小型電子製品に使用されます。たとえば、懐中電灯、ミニスピーカー、拡声器など。

②14500バッテリー

14500バッテリーは、直径14mm、高さ50mmのリチウム電池の一種です。このバッテリーは一般的に 3.7V または 3.2V です。公称容量は比較的小さく、10440 バッテリーより少し大きく、通常は 1600mAh で、優れた放電性能を備えています。主な応用分野は、ワイヤレス オーディオ、電気玩具、デジタル カメラなどの家庭用電化製品です。

③16340バッテリー

16340バッテリーは、直径16mm、高さ34mmのリチウム電池の一種です。この種のバッテリーは、高さが短く、容量がそれほど小さくないため、強力な懐中電灯、LED懐中電灯、ヘッドライト、レーザーライト、照明ランプなどでよく使用されます。

④18650バッテリー

18650バッテリーは、直径18mm、高さ65mmのリチウム電池の一種です。その最大の特徴は、エネルギー密度が非常に高く、170 WHr/kg 近くに達することです。したがって、この種の電池はコストパフォーマンスの良い電池です。普段目にする電池のほとんどはこの種の電池です。これは、あらゆる面で品質の安定性が高く、比較的成熟したリチウム電池であり、小型家電などの 10 kW 時前後の電池容量の場合に広く適用できるためです。携帯電話やノートパソコンなど。

⑤21700バッテリー

21700 バッテリーは、直径 21mm、高さ 70mm のリチウム電池の一種です。その体積が増加するため、スペース利用率が大きくなり、バッテリーセルとシステムのエネルギー密度を向上させることができ、その体積エネルギー密度は18650バッテリーのエネルギー密度よりもはるかに高くなります。デジタル、電気自動車、バランス車、太陽エネルギー リチウム電池街路灯、LED ライト、電動工具などで広く使用されています。

⑥ 26650 バッテリー

26650 バッテリーは、直径 26mm、高さ 65mm、公称電圧 3.2V、公称容量 3200mAh のリチウム電池です。このバッテリーは、優れた容量と高い安定性を特徴としており、18650 バッテリーを置き換える傾向が徐々に高まっています。パワーバッテリーの多くの製品は、徐々にそれを支持します。

⑦32650バッテリー

32650 バッテリーは、直径 32mm、高さ 65mm のリチウム電池の一種です。この種のバッテリーは強力な連続放電容量を備えているため、電気玩具、バックアップ電源、アップバッテリー、風力発電システム、風力太陽光補完発電システムにより適しています。

⑧32140バッテリー

32140 全極大型円筒形バッテリーは、高エネルギー密度、低コストのパワー バッテリーです。全極耳構造の使用は、従来の円筒形バッテリーの不十分なレート性能の問題を解決し、将来の新エネルギー車市場に幅広い展望を持っています。

⑨その他

C. 円筒形リチウム電池市場の発展

円筒形リチウム イオン電池の技術的進歩は、主に主要な電池材料の革新的な研究と応用に由来します。新しい材料の開発により、電池の性能がさらに向上し、品質が向上し、コストが削減され、安全性が向上します。一方では高比容量材料を使用することによって、他方では充電電圧を高めることによって、バッテリー固有のエネルギー改善のための下流用途の要件を満たすために、高電圧材料を使用することができます。

短中期の円筒形リチウムイオン電池の開発では、新エネルギー車の大規模開発のニーズを満たすために、既存のシステムリチウムイオン動力電池技術を最適化しながら、新しいリチウムの開発に焦点を当てています。安全性、安定性、寿命を向上させたイオンパワー電池などのキーテクノロジーと並行して、新しいシステムパワー電池の研究開発を進めています。

円筒型リチウム イオン電池の中長期的な開発では、新しいリチウム イオン パワー バッテリーを継続的に最適化およびアップグレードする一方で、新しいシステム パワー バッテリーの開発に焦点を当て、比エネルギーを大幅に改善し、コストを大幅に削減します。新しいシステム電源バッテリーの実用化と大規模なアプリケーションの実現。

D. 円筒型リチウム電池と角型リチウム電池の比較

1. 電池の形状: 正方形は任意に設計できますが、円筒形の電池は比較できません。

2.レート特性：円筒形バッテリー溶接多極プロセスの制限、角形多極バッテリーよりもレート特性がわずかに悪い。

3.放電プラットフォーム：同じ正極材料と負極材料および電解質を使用するリチウム電池、理論的に言えば、放電プラットフォームは同じである必要がありますが、正方形のリチウム電池の放電プラットフォームはわずかに高くなります。

4.製品の品質：円筒形電池の製造工程は比較的成熟しており、ポールピースに二次切断欠陥が発生する可能性は低く、巻線工程の成熟度と自動化度は比較的高い。

5.耳の溶接：円筒形の電池の耳は、角形のリチウム電池よりも溶接が容易です。角型リチウム電池は、電池の品質に影響を与える仮想溶接を簡単に作成できます。

6.PACK グループ: 円筒型電池は使いやすいため、PACK 技術はシンプルで、放熱効果は良好です。角型リチウム電池パックは、放熱の問題を解決するはずです。

7. 構造上の特徴: 四角形のリチウム電池のコーナーは化学活性が低く、電池のエネルギー密度を長期間使用すると減衰しやすく、電池の寿命が短くなります。

E. 円筒型リチウム電池とポリマーリチウム電池の比較

1.ポリマー電池は安全性能に優れています。ポリマー電池は、構造上アルミニウムプラスチックフィルムでパッケージ化されています。安全上の問題が発生すると、ポリマー電池は通常、スチール シェルやアルミニウム シェルの電池のように爆発するのではなく、爆発してひびが入ります。安全性能は円筒型リチウム電池よりも優れています。

2.ポリマー電池の重量は比較的軽いです。ポリマー電池の重量は、同じ容量のスチールシェル リチウム電池よりも 40% 軽く、円筒形のアルミシェル リチウム電池よりも 20% 軽量です。内部抵抗が小さく、ポリマー電池の内部抵抗はリチウム電池の内部抵抗よりも小さいため、電池の自己消費を大幅に削減できます。

3.ポリマーバッテリーは優れたサイクル性能を持ち、ポリマーバッテリーのサイクル寿命は長く、100サイクルの減衰は円筒形のアルミニウムシェルバッテリーよりも4％〜7％少ないです。

4.ソフトパックバッテリーの設計はより柔軟で、形状を任意の形状に変更でき、より薄くすることができ、顧客のニーズに応じてカスタマイズでき、新しいセルモデルの開発が可能です。円筒型リチウム電池にはこの条件がありません。

5. 円筒型リチウム電池と比較したポリマー電池の欠点は、一貫性が低く、コストが高く、漏れやすいことです。高コストは大量生産によって解決でき、漏れはアルミニウムプラスチックフィルムの品質を向上させることで解決できます。

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