18650锂电池 飞机 新突破!能量密度达389Whkg的18650电池研制成功

小编 2024-10-07 聚合物锂电池 23 0

新突破!能量密度达389Whkg的18650电池研制成功

近日,恩力动力(Enpower Greentech, 包括在中国、日本、美国的固态电池公司)成功研制出了容量达到4095mAh的18650圆柱电池,达到了行业领先的能量密度(389Wh/kg和888Wh/L)。这一开发成果创造了可充电18650圆柱形电池的新能量密度记录;与目前市场上的电池相比,恩力的电池至少轻20%,能量密度至少提高15%,这将为包括无人机、电动飞机及电动汽车等提供更轻、更节能的电池。

恩力动力研发的18650圆柱锂金属电池(4.1Ah)

18650圆柱电池(指直径为18mm,高度为65mm的电池尺寸)是锂离子电池电芯的行业标准。它由索尼公司于1991年发明并产业化,广泛用于便携式电子产品。2008年,特斯拉的首款电动跑车 “Roadster”上市,采用了松下生产的18650电池,首次将圆柱形锂离子电池导入了车用动力电池市场,2020年9月特斯拉在“电池日”上公布了4680大圆柱电池技术,更是将电动汽车行业对圆柱电池的关注推上了新的高度。

虽然索尼公司的18650锂离子电池是一款划时代的产品,但其容量只有900mAh(如图1A所示)。在过去的30年里,18650电池的容量逐年提升,2015年,日本松下公司推出了容量为3450mAh的18650电池。此后,18650电池的容量似乎遇到了瓶颈,在此期间韩国和中国的圆柱电池制造商也先后推出了容量接近3500mAh的18650产品。直到2021年,美国初创公司NanoGraf宣布使用硅基负极推出自己的18650电池,容量高达3800mAh(3.8Ah)。今年10月,NanoGraf进一步宣布将容量增加至4000mAh(4.0Ah)。另外,近年来“下一代”电池(包括锂金属电池及固态电池)的大多数发展多以软包电池的形态出现,鲜有圆柱形的电池。

在过去的三年里,恩力动力成功地开发了破纪录的高比能锂金属软包电池。公司利用在锂金属负极上的专利技术,又一款破纪录的高容量18650圆柱电池应运而生。与使用硅基负极的18650圆柱电池相比,恩力动力的18650圆柱锂金属电池标称电压提升了100-200mV,电池容量提高到了4095mAh(图2),电池重量减少了近20%,重量能量密度得到了大幅提升(图1B)。此外,如表1所示,恩力动力的LMB18650-4.1Ah电池在容量、标称电压和能量密度上均达到了新的里程碑。

图1A:18650锂离子电池容量的逐年提升

图1B:18650电池能量密度比较

图2:恩力动力18650锂金属电池充放电曲线

另外,在使用富硅基负极及锂金属负极的下一代电池中,大多数都有充放电期间电池膨胀的问题。为了确保最佳性能,它们需要施加外部压力。恩力动力的这款18650电池利用了圆柱形电池结构的优势,可在不施加外部压力的情况下实现稳定的充放电循环。

目前,恩力动力研发的这款18650锂金属电池处在试制阶段,恩力动力将与包括车企在内的各种电池应用端客户展开积极合作,共同将圆柱形的“下一代”电池推向商业化应用,并将超高比能圆柱电池产品的型号逐步扩展到21700和4680等型号。按照目前恩力动力18650电池的电芯设计,如果把电池尺寸放大到4680时,预计电池容量可达32Ah,重量能量密度可达400Wh/kg以上(特斯拉目前的4680电池容量约为27.5Ah,重量能量密度约为300Wh/kg)。

来源: 中国财经报

无人机电池知识详细介绍

无人机电池知识主要分几个主要的方面,一个是电池类型,一个是电池参数,还有一个就是电池出线的接口;了解这些基础知识,可以让你快速选择到合适的电池。

无人机电池 带智能保护板

1、无人机电池线材插头介绍

无人机电池线材和插头有很多种规格型号,主要是根据电池放电大小来做搭配,而线材大小却有一定的标准规律的,比较常见的线材规格是8/10/12/14/18/20/22AWG等,至于使用的插头类型和形状就多些,主要是根据实际放电情况而定,比如常见的分XT60和T接口,推荐XT60XT60,一般额定电流60A,T型就像他的名字,长得就是T型,一般额定电流20A等等;

2、无人机电池类型

应用在无人机上的电池类型主要有镍氢电池、钢壳圆柱形锂离子电池、聚合物锂电池、磷酸铁锂电池(钢壳、铝壳或软包)这些,具体使用什么电池,主要看是什么类型的无人机或者玩家喜欢使用什么电池。比如有些航模飞机对电池重量要求不高,放电电流要求也不高,很多玩家使用的就有可能是圆柱形18650锂电池,或者镍氢电池也有可能,但是不管怎么样,现在无人机使用的电池大多数是软包聚合物锂电池。

因为这个类型的电池重量轻,能量密度大,容量也大,而且支持大电流放电,可以让玩家很好的体验无人机高速飞行表演的快感和快乐。

3、无人机电池参数

无人机电池参数主要是包括容量大小、电压大小、放电电流大小和几个电芯串联和并联这些,这些方面的数据代表的含义清楚之后,对自己选择电池不仅有很好的帮助,而且如果会diy无人机了,那选择电池就更如鱼得水了。我们来看一下下面的无人机电池标签上所有标示的内容:

无人机电池 不带智能保护板

355.2WH是说这个电池满电具有的总功率,也就是说,如果你的航模电机总功率按照355.2W稳定飞行的话,可以飞一小时,但是实际上我们玩航模时的平均功率会大过这个功率,所以一般飞行时间都会在1个小时内,如果是爆发式飞行的话,也就是持续高速飞行,可能几分钟就没电了,这个还是要看最大飞行时的功率是多大吧。

航拍摄影无人机用的电池

16000mAh是代表这个电池的容量,如果说按照航模总体放电电流大小来说,假如航模电机工作最大电流270A,最小工作电流16A,平均飞行40A,那么这个电池的大概工作时间就是0.4小时,也就是24分钟左右。6S1P中的4S是指这个电池是由6颗电芯串联而成的,1P是指没有并联的电芯。合起来就是说这个电池是4颗电芯单排串联组成的电池组。

25.2V是指这个电池充满电后的满电电压,因为单颗锂电芯满电电压一般是4.2V,4.2V×4=16.8V;以上就是例举tattu无人机电池标签上面的数字和字母所代表的含义,其实很多航模电池品牌上面的数字和字母所代表的含义基本都是一样的。

这里需要指出的是,航模电池追求的是电池容量高,可以支持大电流放电,同时体积和重量越小越好,目前能够满足这些条件的,比较好的选择是聚合物锂电池中的高倍率电池类型。

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