由于锂离子电池具有高能量密度和这些电池必须提供的其他优点,锂离子电池正成为越来越多应用程序中最理想的储能系统。锂离子电池用于各种具有不同能源需求和要求的应用程序。为了满足所有不同的需求,使用不同化学成分的锂离子电池。
在本文中,我将讨论和比较18650NMC电池和32650LFP电池。本文的目的是帮助您为下一个项目选择最合适的电池。32650也被称为32700电池,具有D电池的外观尺寸。D电池通常用于为高强度手电筒和收音机供电。
注:在本文中,我们将18650NMC电池与32650LFP电池进行了比较。由于它们在各自的因素中最受欢迎,我们正在比较两种不同形状的两种不同化学物质。在这里,18650是指18650NMC,32650是指32650LFP。
18650或32650单元格中的数字是什么意思?
单元格中的18650/32650告诉我们单元格的形状和大小。32650也叫D型电池。单元格的命名方法可以很容易地理解,如下图所示:
前两个数字告诉我们电池的直径(以毫米为单位),第三个和第四个数字告诉我们电池的高度,最后一个数字告诉我们电池的形状。
从以上解释可以清楚地了解到,18650电池为圆柱形,直径18mm,高65mm。32650电池直径32mm,高度65mm。两个单元格的图形尺寸如下所示。
18650NMC和32650LFP电池的电池化学
18650和32650锂离子电池与其他电池一样,有四个主要部件,即阴极、阳极、电解质和隔膜。
锂离子电池有许多不同的化学物质,这将极大地影响电池的特性。本文比较了镍锰钴的使用情况(NMC)磷酸铁锂化学成分18650(LFP)32650化学成分。
18650带NMC的特点
锂镍锰钴氧化物或NMC电池是18650电池中最常用的化学物质之一。标称电压为3.7V,能量密度为150-220Wh/kg。这些电池的能量密度高于LFP电池。
许多主要的电动汽车制造商使用NMC电池,BMWi8是使用这些NMC电池的汽车、奥迪e-TronGE、JaguarI-Pace,而且在一些经济型汽车中也很受欢迎,比如VWe-Golf,NissanLeaf等。这些电池除了EV外,还用于医疗设备,ESS、电动工具等。
32650带LFP的特点
由于其生命周期长、热稳定性和自放电率低,对电池化学成分为LiFePO4的磷酸铁锂或LFP电池的需求量很大。LFP电池具有3.2V的低标称电压和90-160Wh/kg的低能量密度。然而,低成本、高耐久性和高自放电率使它们非常有利可图。在32650等较大的电池中使用这种化学物质可以抵消较低的能量密度。
LFP电池是储能系统、太阳能照明系统、电动三轮车、叉车、动力设备和电动汽车电池组的首选。特斯拉最近宣布将他们的新Model3改为LFP电池。
与32650电池相比,18650电池具有优势
能量密度较高:
更高的能量密度意味着NMC电池对于容量相似的电池组来说会更小更轻。
单个电池的较小形状:
较小的形状使18560NMC电池更适合能量需求极低的应用,例如
更便宜:
18650NMC电池比32650LFP电池便宜,容量相同。这使得18650NMC电池成为爱好者和概念验证阶段的更好选择。
标称电压较高:
18650NMC电池的标称电压为3.7伏,32650LFP电池的标称电压为3.2伏。更高的标称电压意味着需要更少的串联电池来制造更高电压的电池组,从而降低系统的尺寸、成本和复杂性。
例如,如果我们想设计一个50V电池组,NMC和LFP至少需要串联14个和16个电池。
与18650电池相比,32650电池具有优势
更安全:
LFP电池比NMC电池更热、更稳定。如下图所示,LFP电池进入热失控状态的温度几乎是NMC电池所需温度的两倍,即280°C对150°C,而且在热失控期间释放的能量比NMC电池少3rd。这使得LFP电池比NMC电池安全得多。
更长的生命周期:
LFP电池的生命周期要长得多。在达到原始容量的80%之前,LFP电池可以有超过2500个充电周期,而NMC电池需要1000个充电周期。这意味着随着时间的推移,LFP电池将运行成本更低,更适合长期应用。
放电电流较高:
LFP化学物质可以提供1C放电电流,有些电池可以提供10C以上,而NMC电池的放电电流为1-2C。然而,当我们考虑到我们的18650电池和32650电池的容量时,32650LFP电池将提供18650LFP电池的2-3倍的放电电流,即使在相同的1C放电率下。文章后面给出了解释。
更高的放电率使32650电池更适合电机控制、电动工具、叉车或重工业设备等电流要求更高的操作。
18650锂电池和32650磷酸铁锂电池的区别
18650NMC电池和32650LFP电池各有优缺点。下表比较了两种电池的化学特性。
锂镍锰钴氧化物(LiNiMnCoo2)-NMC磷酸铁锂(LiFePO4)—LFP
3.70标称电压3.20标称电压
典型工作范围3.0–4.2V2.5–3.65V
比能(容量)150–220瓦时/千克90–120瓦时/千克
充电(C-rate)0.7–1C,4.20V充电,4.30V1C典型值部分充电,3.65V充电
放电(C-rate)1C;2C可能在某些电池上;2.50V截止1C,25C在某些体积上;40A脉冲(2s);2.50V截止
循环寿命(剩余80%)1000-15002500-3000
热失控150℃270℃
其优点是提供高容量和高功率。作为混合电池。各种用途中最喜欢的化学物质;市场份额不断增加。电压放电曲线非常平坦,但容量较低。最安全的一个
电动自行车、医疗设备的应用EV、工业需要便携式和固定式,具有高负载电流和耐久性
比较18650和32650的相似化学成分
以上比较了18650NMC电池和32650LFP电池,因为它们是各自外观规格中最常见的电池。从现在开始,我只比较外观。我将比较体积、容量和放电率,以便您可以决定您需要为应用程序选择哪种化学成分和外观尺寸。
体积比较:
由于电池的容量取决于电极的大小,因此电池的体积是一个重要的参数。因此,体积直接影响电池的容量。细胞体积由以下公式提供:
V=πr²h18650体积=52.28cm²32650的体积=209.1cm²
从以上数据可以清楚地看出,32650电池的体积几乎是18650电池的4倍,所以理论上32650锂离子电池的能量应该是18650电池的4倍左右。

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