باتری تمام زبانه 21700: تغذیه نسل بعدی پاوربانک های با وات بالا

در چند سال گذشته، چشم انداز شارژ سریع به طور چشمگیری تغییر کرده است. خروجی‌های برقی که زمانی 10 تا 18 وات 'بالاترین' به نظر می‌رسیدند به سرعت با شارژ سریع 60 وات، 100 وات و حتی 140 وات USB-C PD در دستگاه‌های روزمره مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها جایگزین شدند. مصرف کنندگان مدرن اکنون انتظار دارند که یک پاوربانک واحد برای شارژ سریع لپ تاپ، روشن نگه داشتن تبلت و شارژ یک گوشی هوشمند - همه از یک بسته باتری جمع و جور و قابل حمل.

در پس این تغییر در انتظارات کاربران، یک تحول تکنولوژیکی کمتر قابل مشاهده اما به همان اندازه مهم است: سلول های باتری در قلب این محصولات. سلول‌های استوانه‌ای معمولی که در پاوربانک‌های قبلی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، برای ارائه جریان‌های پیوسته بالا بدون گرمای بیش از حد، کاهش ولتاژ یا پیری سریع تلاش می‌کنند. دقیقاً همان جایی است که باتری فول تب 21700 وارد می شود.

این سلول‌ها با ترکیب فرمت بزرگتر 21700 با طراحی الکترود پیشرفته تمام تب (بدون جدول)، مقاومت داخلی کمتر، نرخ تخلیه بالاتر، شارژ سریع‌تر و رفتار حرارتی بهتر را ارائه می‌کنند – که با پاوربانک‌های پرقدرت، ابزارهای برقی، دستگاه‌های کوچک حمل و نقل الکترونیکی و سیستم‌های ذخیره انرژی قابل حمل سازگار است.

غذای آماده کلیدی

باتری تمام تب 21700 یک سلول لیتیوم یون استوانه ای است که از طراحی الکترود تمام زبانه (یا میز) برای کوتاه کردن مسیر جریان در داخل سلول استفاده می کند. این به طور قابل توجهی مقاومت داخلی را کاهش می دهد، از جریان های تخلیه مداوم بالا و شارژ سریع پشتیبانی می کند، تولید گرما را کاهش می دهد و عمر چرخه را در شرایط کار با استرس بالا بهبود می بخشد.

برای پاوربانک‌های با وات بالا (60 تا 140 وات) و سایر برنامه‌های کاربردی، انتخاب باتری تمام تب مناسب 21700 - همراه با طراحی بسته مناسب، حفاظت BMS و مدیریت حرارتی - می‌تواند تفاوت بین یک محصول متوسط ​​و یک راه‌حل قابل اعتماد و برجسته باشد.

از 18650 تا 21700: چرا صنعت در حال افزایش است

قبل از بررسی فناوری تمام تب، درک اینکه چرا سلول های 21700 در وهله اول بسیار محبوب شدند کمک می کند.

• اندازه و چگالی انرژی
  یک سلول 21700 دارای قطر 21 میلی متر و طول 70 میلی متر است، در مقایسه با 18 × 65 میلی متر برای یک 18650 کلاسیک.

• طراحی بهتر در سطح سیستم
  سلول های کمتری برای رسیدن به ظرفیت یکسان مورد نیاز است که طراحی بسته را ساده می کند، تعداد جوش ها و اتصالات را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان کلی را بهبود می بخشد.

هنگامی که این قالب بزرگتر و توانمندتر را با طراحی الکترود تمام زبانه ترکیب می کنید، سلولی با انرژی و توان بالا به دست می آورید - ایده آل برای پاوربانک های مدرن با وات بالا.

باتری تمام زبانه 21700 چیست؟

نقش زبانه ها در یک سلول استوانه ای

در داخل هر سلول لیتیوم یون استوانه ای، الکترودهای مثبت و منفی روی فویل های فلزی نازکی به نام کلکتور جریان پوشانده می شوند. این ورقه های بلند در یک 'ژله رول' پیچیده می شوند. برای خروج برق از رول ژله ای، زبانه های فلزی به کلکتورهای جریان جوش داده شده و به پایانه های سلول متصل می شوند.

در طراحی سنتی تک زبانه :

• جریان در طول کلکتور جریان جریان دارد تا به زبانه منفرد برسد.

• این به معنی مسیرهای جریان طولانی، تلفات مقاومتی بالاتر و توزیع غیر یکنواخت جریان است.

• تحت بار زیاد، برخی از قسمت‌های الکترود می‌توانند بیش از سایرین گرم شوند و خطر کاهش عملکرد و تسریع پیری را افزایش دهند.

طراحی تمام تب / میز

از باتری 21700 تمام تب (میزی) رویکرد متفاوتی استفاده می کند:

• به جای یک زبانه باریک و منفرد، الکترود در یک منطقه بسیار بزرگتر متصل می شود - به طور موثر لبه کلکتور جریان را به یک 'tab' پیوسته تبدیل می کند.

• مسیر جریان درون الکترود بسیار کوتاه تر و یکنواخت تر است.

• این طراحی مقاومت داخلی را کاهش می دهد، توزیع جریان را بهبود می بخشد و نقاط داغ محلی را در هنگام شارژ و دشارژ با سرعت بالا کاهش می دهد.

از نظر عملی، یک باتری فول تب 21700 می تواند جریان بالاتری را با گرمای کمتر و افت ولتاژ کمتر نسبت به یک طراحی معمولی با همان اندازه و شیمی ارائه دهد.

21700 Full-Tab در مقابل 21700 معمولی: چه تغییراتی می کند؟

از بیرون، یک سلول تمام تب 21700 بسیار شبیه به باتری استاندارد 21700 به نظر می رسد. تفاوت در پارامترهای عملکرد الکتریکی ظاهر می شود:

• مقاومت داخلی (IR)
  طرح‌های تمام زبانه معمولاً IR کمتری را به دست می‌آورند - اغلب در محدوده 3-5 mΩ برای سلول‌های با عملکرد بالا - در مقایسه با مقادیر بالاتر در بسیاری از طرح‌های استاندارد.

• قابلیت تخلیه
  باتری های 21700 تمام تب بالا می توانند موارد زیر را پشتیبانی کنند:

• جریان تخلیه مداوم 40-70A یا بیشتر، بسته به مدل خاص.

• جریان تخلیه پالسی بیش از 100-125A در سلول های خاصی که برای ابزارهای برقی و حمل و نقل الکترونیکی طراحی شده اند.

• تولید گرما و افزایش دما
  برای همان توان خروجی، یک سلول تمام زبانه گرمای داخلی کمتری تولید می‌کند که در نتیجه دمای سطح پایین‌تر و عملکرد پایدارتر در دوره‌های تخلیه طولانی‌تر می‌شود.

• قابلیت شارژ سریع
  بسیاری از سلول‌های 21700 تمام تب برای شارژ سریع 2 درجه سانتی‌گراد یا بالاتر رتبه‌بندی شده‌اند که امکان شارژ مجدد جزئی یا تقریباً کامل را در محدوده 10 تا 20 دقیقه در شرایط کنترل‌شده فراهم می‌کنند.

این تفاوت‌ها دقیقاً همان چیزی است که باتری فول تب 21700 را برای پاوربانک‌های مدرن با قدرت بالا جذاب می‌کند.

روند بازار: چرا 21700 باتری تمام زبانه در حال خاموش شدن هستند

تقاضای رو به رشد برای پاوربانک های 60 تا 140 واتی

USB-C PD، PPS و سایر استانداردهای شارژ سریع سطح قدرت را بالا می برند:

• 60 وات و 65 وات برای لپ تاپ ها و شارژرهای چند دستگاهی رایج شده اند.

• خروجی های 100 وات و 140 وات اکنون در پاوربانک های پیشرفته و شارژرهای داک چند پورت یافت می شوند.

برای پشتیبانی از چنین خروجی ها، به خصوص زمانی که چندین پورت به طور همزمان استفاده می شود، بسته باتری نیاز دارد:

• قابلیت تخلیه مداوم بالا

• ولتاژ پایدار تحت بار

• رفتار حرارتی کارآمد

یک بسته باتری 21700 تمام تب در موقعیت خوبی برای ارائه این ترکیب قرار دارد.

فراتر از پاور بانک ها: ابزار، تحرک الکترونیکی و موارد دیگر

مزایای فنی مشابه در سایر بخش ها ارزشمند است:

• ابزار برقی و ابزار باغبانی - درایورهای ضربه ای، اره ها، دمنده ها و ماشین های اصلاح به جریان های اوج بالا و عمر چرخه قوی نیاز دارند.

• دوچرخه های الکترونیکی و حمل و نقل الکترونیکی سبک – بسته های جمع و جور با قدرت بالا و برد خوب از 21700 سلول تمام تب در محدوده 4.0-5.5Ah بهره می برند.

• هواپیماهای بدون سرنشین، روباتیک، لوازم هوشمند – به تعادل وزن سبک، سرعت تخلیه بالا و عملکرد قابل اعتماد در طیف وسیعی از دما نیاز دارند.

از آنجایی که تعداد بیشتری از تولیدکنندگان سلولی خطوط 21700 full-tab تولید انبوه را عرضه می کنند، این فناوری از 'niche' به 'mainstream' در حال حرکت است. مدل های با نرخ بالا مانند INR21700 RS50 و به عنوان مثال، INR21700 50PL به طور گسترده در جوامع فنی به دلیل ترکیبی از ظرفیت بالا، سرعت تخلیه بالا و طراحی جداول مورد بحث قرار می گیرد.

مزایای اصلی 21700 باتری تمام زبانه در پاوربانک های پرقدرت

1. مقاومت داخلی بسیار کم و قدرت خروجی بالاتر

مقاومت داخلی کمتر به این معنی است:

• افت ولتاژ کمتر تحت بار سنگین

• قدرت قابل استفاده بالاتر از همان ظرفیت اسمی

• گرمای کمتری در سلول برای جریان معین تولید می شود

برای یک پاور بانک 60 تا 140 وات، این اجازه می دهد:

• سلول های کمتری برای ارائه ایمن برق مورد نیاز

• خروجی پایدارتر در وات بالا حتی با کاهش وضعیت شارژ

• راندمان کلی بهتر و زمان اجرا طولانی تر در بار بالا

2. مدیریت حرارتی و ایمنی بهتر

زیرا جریان به طور یکنواخت در ناحیه الکترود پخش می شود:

• نقاط داغ کاهش می یابد

• افزایش دما کمتر است، به خصوص در نرخ تخلیه + 10 درجه سانتیگراد

• خطر فرار حرارتی از طریق شرایط کنترل شده بهتر کاهش می یابد

این امر به ویژه در محصولات دستی مانند پاوربانک ها، که دمای سطح و راحتی کاربر به اندازه عملکرد خالص اهمیت دارند، اهمیت دارد.

3. افزایش عمر چرخه تحت عملیات پر استرس

شارژ و تخلیه با جریان بالا برای هر سلول لیتیوم یونی استرس زا است. باتری های Full-tab 21700، به ویژه هنگامی که با مواد شیمیایی پیشرفته (مانند کاتدهای NCM با نیکل بالا و آندهای گرافیت دوپ شده با سیلیکون) ترکیب می شوند، می توانند در چنین استرسی ظرفیت بهتری را حفظ کنند.

به عنوان مثال، سلول‌های 21700 با نرخ بالا که در دوچرخه‌های برقی و ابزارهای برقی استفاده می‌شوند، اغلب 500 تا 1000 چرخه با ظرفیت 80% حفظ می‌کنند، حتی در نرخ‌های تخلیه نسبتاً بالا.

4. محدوده دمای عملیاتی گسترده تر (بسته به مدل)

برخی از سلول‌های 21700 full-tab با کارایی بالا برای موارد زیر مهندسی شده‌اند:

• تخلیه در دمای پایین تا -20 درجه سانتیگراد یا حتی -40 درجه سانتیگراد

• عملکرد پایدار تا 60 تا 80 درجه سانتیگراد در حالت تخلیه

برای پاوربانک ها و منابع تغذیه در فضای باز که در محیط های سخت استفاده می شوند، این می تواند یک مزیت تعیین کننده باشد.

مشخصات معمولی 21700 باتری تمام زبانه موجود در بازار

در حالی که مشخصات دقیق بسته به سازنده و مدل متفاوت است، پارامترهای معمولی باتری تمام تب 21700 عبارتند از:

• ظرفیت اسمی :

• عملکرد محور: 4.0-4.2Ah

• انرژی محور: 4.8-5.5Ah

• ولتاژ اسمی :

• 3.6-3.7V (شارژ 4.2V، دشارژ 2.5-2.8V بسته به برگه داده)

• جریان تخلیه مداوم :

• 20-40A برای سلول های میان رده

• 40–70A (و فراتر از آن) برای مدل‌های با نرخ بالا که ابزارها، دوچرخه‌های الکترونیکی و هواپیماهای بدون سرنشین FPV را هدف قرار می‌دهند.

• جریان تخلیه پالس :

• اغلب 2 تا 3 × رتبه پیوسته برای مدت زمان کوتاه، در محدوده دیتاشیت

• قابلیت شارژ سریع :

• بسیاری از سلول های فول تب 21700 از جریان شارژ 2C یا بالاتر تحت شرایط کنترل شده پشتیبانی می کنند.

• دمای عملیاتی :

• شارژ: معمولاً 0-45 درجه سانتیگراد

• تخلیه: معمولاً -20-60 درجه سانتیگراد یا بیشتر، بسته به مدل

Misen Power با طیف وسیعی از سلول‌های استوانه‌ای درجه A، شامل 21700 باتری برای دوچرخه‌های الکترونیکی، ابزارهای برقی و ذخیره انرژی کار می‌کند و به ما امکان می‌دهد مدل‌های سلولی خاص را با نیازهای انرژی و زمان اجرا پروژه شما مطابقت دهیم.

ملاحظات طراحی برای پاور بانک ها با استفاده از 21700 باتری تمام زبانه

انتخاب یک سلول خوب تنها قدم اول است. برای بهره مندی کامل از فناوری 21700 full-tab در یک پاوربانک با وات بالا، طراحی در سطح بسته بسیار مهم است.

1. پیکربندی سلول: سری و موازی

برای یک پاوربانک معمولی USB-C PD:

• بسیاری از طرح ها از پیکربندی باتری تک سری (1S) با مبدل تقویت کننده استفاده می کنند.

• برخی دیگر از پیکربندی‌های 2S یا 3S با مبدل‌های buck یا buck-boost برای بهینه‌سازی راندمان در سطوح ولتاژ خاص استفاده می‌کنند.

با 21700 سلول تمام تب، می توانید:

• به لطف قابلیت تخلیه تک سلولی بالاتر، از سلول های کمتری به صورت موازی برای رسیدن به جریان هدف خود استفاده کنید.

• اندازه و وزن کلی بسته را با حفظ توان خروجی بالا بهینه کنید.

2. تعادل ظرفیت، قدرت و عامل شکل

شما باید تصمیم بگیرید که چه چیزی مهمتر است:

• ظرفیت بالا (به عنوان مثال، سلول های 5.0-5.5Ah) برای مدت زمان طولانی و Wh بالاتر در یک ردپای مشخص.

• توان بالا (مثلاً سلول‌های با نرخ بالا 4.0-4.2Ah) برای برنامه‌هایی که جریان اوج یا پیوسته حیاتی است.

برای یک پاوربانک 60 واتی PD، یک باتری 21700 تمام تب ظرفیت گرا ممکن است کافی باشد، در حالی که یک پاوربانک چند پورت 100 تا 140 وات ممکن است به نفع سلول های با نرخ بالا باشد تا از فضای بالای حرارتی و عمر چرخه طولانی اطمینان حاصل کند.

3. BMS و طراحی حفاظت

حتی با یک باتری قوی 21700 تمام تب، لوازم الکترونیکی حفاظتی غیرقابل مذاکره هستند:

• حفاظت در برابر شارژ بیش از حد / تخلیه بیش از حد

• حفاظت در برابر جریان بیش از حد و اتصال کوتاه

• مانیتورینگ و قطع دما

• تعادل سلولی (برای پیکربندی های چند سری)

یک BMS با طراحی خوب تضمین می کند که از پتانسیل کامل سلول در محدوده ایمن استفاده می شود، به خصوص زمانی که شارژ سریع و خروجی با قدرت بالا برای کاربران نهایی تبلیغ می شود.

4. مدیریت حرارتی و طراحی مکانیکی

از آنجایی که پاوربانک‌های پرقدرت می‌توانند جریان‌های زیادی را در طول زمان حفظ کنند، طراحی مکانیکی و حرارتی بسته مهم است:

• مسیرهای گرمایی کارآمد از سلول ها به پوسته بیرونی

• استفاده از پدهای حرارتی، پخش کننده های حرارتی یا مواد ساختاری مناسب

• فاصله کافی بین سلول ها برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد متقابل

تولید گرمای کمتر باتری‌های 21700 به طراحان آزادی بیشتری می‌دهد، اما نیاز به مهندسی حرارتی دقیق را از بین نمی‌برد.

چگونه Misen Power از 21700 پروژه باتری تمام تب پشتیبانی می کند

به عنوان یک ارائه دهنده راه حل باتری لیتیوم حرفه ای ، Misen Power بر روی موارد زیر تمرکز دارد:

• باتری های تک سلولی بزرگ

• باتری های ذخیره انرژی

• منبع تغذیه در فضای باز و اضطراری

• بسته های باتری لیتیومی سفارشی و خدمات OEM و ODM

در بخش 21700، ما با سلول‌های استوانه‌ای درجه A از تولیدکنندگان پیشرو کار می‌کنیم، از جمله مدل‌های با ظرفیت و نرخ بالا در محدوده 4.0 تا 5.5Ah. نقش ما فقط فروش سلول های مستقل نیست، بلکه کمک به مشتریان برای ایجاد راه حل های کامل و قابل اعتماد است.

میسن پاور برای پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی پرقدرت و پاوربانک پرمصرف می‌تواند موارد زیر را ارائه دهد:

• انتخاب سلول و تطبیق

• بر اساس توان خروجی مورد نیاز، زمان اجرا، محدوده دما و اهداف هزینه، مدل های 21700 تمام تب یا با نرخ بالا را توصیه کنید.

• دسته های منطبق از سلول ها را با ولتاژ، ظرفیت و مقاومت داخلی کنترل شده ارائه دهید که قوام و طول عمر بسته را بهبود می بخشد.

• طراحی بسته و پشتیبانی مهندسی

• راهنمایی در مورد پیکربندی سری/موازی، انتخاب BMS و حاشیه های ایمنی.

• پیشنهاداتی در مورد چیدمان مکانیکی و مدیریت حرارتی برای طراحی های فشرده و در عین حال قوی.

• خدمات OEM و ODM

• ما به مشتریان کمک می‌کنیم تا محصولات جدید پاوربانک با وات بالا را به‌طور کارآمد به بازار عرضه کنند، از نمونه‌های اثبات‌مفهوم گرفته تا اجرای آزمایشی دسته‌ای کوچک و تولید انبوه.

اگر در حال جستجوی 21700 باتری تمام تب برای پاوربانک نسل بعدی، بسته دوچرخه الکترونیکی یا سیستم برق قابل حمل خود هستید، همکاری با یک تامین کننده با تجربه می تواند ریسک توسعه و زمان ورود شما به بازار را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

نتیجه گیری

حرکت از شارژ کم مصرف USB به شارژ سریع 60 تا 140 واتی، آنچه را که از باتری داخل پاوربانک نیاز است، به طور اساسی تغییر داده است. سلول‌های معمولی معمولاً از نظر جریان، گرما و طول عمر به محدودیت‌های خود فشار می‌آورند.

باتری تمام تب 21700 پاسخ قدرتمندی ارائه می دهد:

• مقاومت داخلی کمتر و قابلیت تخلیه مداوم بالاتر

• کاهش تولید گرما و بهبود حاشیه ایمنی

• شارژ سریعتر و عمر چرخه بهتر تحت استفاده سخت

• سازگاری با طیف گسترده ای از برنامه ها، از پاوربانک های با وات بالا گرفته تا ابزار برقی، دوچرخه های الکترونیکی و ذخیره سازی انرژی قابل حمل

برای خریداران باتری، مهندسان و مدیران محصول، دیگر تنها نگاه کردن به mAh و قیمت کافی نیست. درک طراحی زبانه، مقاومت داخلی، رتبه بندی تخلیه، عملکرد دما و تخصص تامین کننده برای ساخت محصولات رقابتی و قابل اعتماد ضروری است.

در Misen Power، ما سلول‌های 21700 با کیفیت بالا را با پشتیبانی مهندسی و خدمات OEM/ODM ترکیب می‌کنیم تا به مشتریان در طراحی و ساخت نسل بعدی پاوربانک‌های پرقدرت و راه‌حل‌های انرژی قابل حمل کمک کنیم. اگر در حال برنامه‌ریزی یک محصول جدید بر اساس باتری‌های 21700 فول تب هستید یا به دنبال ارتقای طرح موجود هستید.امروز با ما تماس بگیرید ! ما از انتخاب سلول تا ادغام بسته و فراتر از آن آماده حمایت از شما هستیم.