리튬 배터리 팩 제조에서 21700셀과 18650셀의 차이점

리튬 배터리 제조 분야에서는 8650과 21700의 두 가지 원통형 셀 포맷이 고성능 배터리 팩의 가장 널리 알려진 표준으로 자리 잡았습니다. 전기 자전거, 전동 공구, 에너지 저장 시스템 또는 전기 자동차에 사용되는 이 두 가지 셀 유형은 현대 사회에 전력을 공급하는 데 중요한 역할을 합니다.

그러나 기술이 발전하고 더 높은 에너지 밀도에 대한 수요가 증가함에 따라 제조업체는 이제 중요한 결정에 직면해 있습니다: 기존의 18650 셀을 계속 사용할 것인가, 아니면 더 강력한 21700 셀로 업그레이드할 것인가?

이 문서에서는 리튬 배터리 팩 생산에서 21700 및 18650 셀의 주요 차이점, 성능 이점, 제조 과제 및 애플리케이션 동향을 살펴봅니다.

1. 18650 및 21700 셀이란 무엇인가요?

'18650'과 '21700'이라는 이름은 원통형 리튬 이온 전지의 물리적 크기를 나타냅니다:
- 18650 셀: 직경 18mm, 길이 65mm.
- 21700 셀: 직경 21mm, 길이 70mm.
두 제품 모두 원통형 리튬 이온 배터리로, 일반적으로 LiCoO₂(LCO), NCM/NCA 또는 LiFePO₄(LFP)와 같은 양극재를 사용합니다. 하지만 크기가 18650에서 21700으로 커지면서 에너지 용량과 효율성이 크게 향상되었습니다.

2. 용량 및 에너지 밀도 비교

21700 셀은 일반적으로 18650 셀보다 35~50% 더 높은 용량을 제공합니다. 예를 들어 전기 자전거 배터리나 에너지 저장 모듈의 경우 동일한 용량을 달성하는 데 필요한 21700 셀 수가 적어 팩 설계가 간소화되고 용접 및 연결 횟수가 줄어듭니다.

또한 에너지 밀도가 높을수록 배터리 사용 시간이 길어지고 주행 거리가 늘어나므로 21700 셀은 차세대 전기차와 고급 전기 자전거에 선호되는 선택입니다.

3. 열 성능 및 열 관리

열 관리는 리튬 배터리 팩 설계에서 중요한 요소입니다. 21700 셀은 더 많은 에너지를 저장하지만, 크기가 크다는 것은 제대로 관리하지 않으면 더 많은 열이 축적된다는 의미이기도 합니다.

정밀 용접, 균형 잡힌 셀 그룹화, 최적화된 BMS와 같은 최신 제조 기술을 통해 이러한 단점을 상쇄할 수 있습니다.

4. 내부 저항 및 효율성

21700 셀은 일반적으로 개선된 전극 설계와 첨단 소재 덕분에 내부 저항이 낮습니다. 저항이 낮으면 방전 속도가 향상될 뿐만 아니라 충전 속도도 빨라지므로 전기 모빌리티 애플리케이션에서 매우 중요한 이점을 누릴 수 있습니다.

5. 제조 및 비용 고려 사항

18650 셀은 10년 이상 대량 생산되어 생산 라인이 성숙하고 비용이 낮아졌습니다. 21700 셀은 최신 기술이지만 주요 제조업체들이 생산 능력을 확장하면서 빠르게 따라잡고 있습니다.

6. 구조적 설계 및 공간 효율성

21700 셀이 더 크기 때문에 모듈당 셀 수가 감소하여 팩 구성이 간소화됩니다. 그러나 소형 전기 스쿠터나 의료 장비와 같이 공간이 제한적이거나 특정 설계 제약이 있는 애플리케이션에서는 더 작은 18650 셀이 더 적합합니다.

7. 애플리케이션 시나리오

18650 및 21700 셀은 모두 잘 정립된 애플리케이션을 가지고 있지만 대상 산업은 약간 다릅니다. 18650은 비용에 민감하고 공간이 제한된 장치에 주로 사용되는 반면, 21700은 고성능 분야에 주로 사용됩니다.

8. 배터리 팩 설계 및 BMS 최적화

18650 셀에서 21700 셀로 전환하려면 배터리 모듈 레이아웃을 재설계하고 BMS 알고리즘을 최적화해야 합니다. 셀 수가 줄어들면 전압 밸런싱 및 온도 모니터링 관리가 더 쉬워져 전반적인 시스템 성능이 향상됩니다.

9. 환경 및 지속 가능성 요인

팩당 셀 수가 적다는 것은 재료 소비가 적고 폐기물이 줄어든다는 것을 의미합니다. 21700셀의 높은 에너지 밀도는 에너지 효율적인 제품을 지원하고 탄소 배출량을 줄이는 데 기여합니다.

10. 21700 셀로 전환하는 과정에서의 과제

21700으로 전환하려면 장비 업그레이드, 열 균일성 보장, 공급망 조정이 필요합니다. 그러나 이러한 과제는 업계 혁신을 통해 빠르게 극복되고 있습니다.

11. 시장 동향 및 향후 전망

전 세계 리튬 배터리 시장은 더 높은 에너지 밀도, 더 스마트한 제어, 더 안전한 화학 물질을 향해 나아가고 있습니다. 21700 및 4680과 같은 최신 포맷은 대용량 애플리케이션에서 18650을 점진적으로 대체하는 반면, 18650은 소형 디바이스에 계속 사용될 것입니다.

18650과 21700 셀 모두 고유한 강점이 있습니다. 18650은 입증된 신뢰성과 비용 효율성을 제공하는 반면, 21700은 뛰어난 에너지 밀도와 간소화된 설계를 제공합니다. 동관 이잔 전자 기술 유한회사와 같은 제조업체의 경우 두 기술을 모두 마스터함으로써 다양한 글로벌 애플리케이션을 위한 맞춤형 고품질 배터리 팩 솔루션을 보장할 수 있습니다.