Negli ultimi anni l'industria delle batterie agli ioni di litio ha registrato una rapida innovazione per tenere il passo con le crescenti richieste di potenza. Due dei formati di batteria più diffusi sono le collaudate 18650 e le più recenti 21700. Ma quando si parla di batterie 21700 e 18650, quale delle due regna sovrana?
In questa guida completa al confronto delle batterie, in qualità di professionista Batteria 21700 e Produttore di batterie 18650analizzeremo le differenze tra le batterie 18650 e le batterie 21700, dalle dimensioni fisiche e dalla capacità alle prestazioni e all'efficienza dei costi. Alla fine, saprete esattamente come scegliere la batteria agli ioni di litio più adatta alle esigenze di potenza e autonomia della vostra applicazione.
Principali differenze tra le batterie 21700 e 18650
Per capire il significato di 21700 e 18650, analizziamo innanzitutto il significato dei numeri.
18650 si riferisce a una batteria cilindrica agli ioni di litio con un diametro di 18 mm e una lunghezza di 65 mm. 21700 indica semplicemente una cella di 21 mm di diametro e 70 mm di lunghezza.
A prima vista, quindi, la 21700 è più grande in termini di dimensioni fisiche. E con più spazio interno, può contenere una quantità sostanzialmente maggiore di chimica della batteria. In particolare:
- Le batterie 21700 hanno fino a Capacità di 5000 mAh rispetto ai soli 3500 mAh delle 18650: un aumento di 40%!
- Questo si traduce anche in una maggiore densità di energia, circa 300 Wh/kg contro i 250 Wh/kg delle migliori 18650 sul mercato.
- La capacità aggiuntiva consente a 21700 celle di erogare in sicurezza 50% più potenza (oltre 10 ampere) rispetto alle 18650 che si attestano intorno ai 7-8 ampere di assorbimento continuo.
Sulla carta, le 21700 battono nettamente le 18650. Ma continuate a leggere per capire i compromessi del mondo reale.
Batteria 21700 vs batteria 18650
18650 vs 21700: Confronto delle proprietà fisiche
Le maggiori dimensioni fisiche della batteria 21700 sono sia un punto di forza che di debolezza rispetto alle 18650:
Pro:
- Maggiore densità energetica, come già detto
- La minore resistenza interna consente una migliore erogazione di potenza
- Una maggiore superficie migliora la dissipazione del calore
Contro:
- Le celle di grande diametro non si adattano agli slot per batterie 18650 esistenti
- La lunghezza maggiore di 70 mm potrebbe non funzionare in custodie compatte
- Spesso il costo per cella è superiore a quello delle 18650 prodotte in serie.
Sebbene le celle 21700 presentino evidenti vantaggi in termini di prestazioni, l'adattamento di dispositivi come i computer portatili e gli elettroutensili richiede una profonda riprogettazione. Inoltre, le celle 21700 più lunghe potrebbero non essere adatte a dispositivi ultrasottili.
18650 vs 21700: Confronto delle prestazioni
Vediamo ora come queste differenze fisiche influiscono sull'utilizzo reale e sull'autonomia del dispositivo.
Utilizzeremo come esempio la popolare torcia Acebeam X50, disponibile per batterie 21700 o 18650 con adattatore incluso.
Batteria 21700 installata
- 5000 mAh Samsung 50E
- Modalità turbo da 1500 lumen per 2 minuti
- 1000 lumen in modalità alta per 145 minuti
Batteria 18650 installata
- 3500 mAh Samsung 35E
- Max 1000 lumen turbo per 2 minuti
- 1000 lumen in modalità alta per 95 minuti
L'aumento del tempo di esecuzione è superiore a 50 minuti nella massima impostazione sostenibile, nonostante l'identica produzione di lumen. Questo enorme incremento è possibile solo grazie alla capacità superiore della batteria 21700 nello stesso corpo della torcia.
E si tratta di una sola 21700 contro due 18650 configurate per 12,4 V equivalenti. Con dispositivi più grandi che supportano più celle, i vantaggi in termini di autonomia aumentano ulteriormente.
È chiaro che la tecnologia delle batterie 21700 consente un'autonomia molto più lunga e una maggiore potenza di picco. Ma che dire del confronto dei costi?
21700 vs 18650: Rapporto prezzo/prestazioni
È abbastanza sorprendente, ma la maggior parte delle batterie 21700 ha un eccellente rapporto prezzo/capacità, nonostante sia appena arrivata sul mercato.
Consideriamo un esempio di prezzo reale tra 21700 e 18650 per i costruttori di batterie fai da te:
Samsung 50E 5000 mAh 21700 - $6 per cella
Samsung 35E 3500 mAh 18650 - $5 per cella
Nonostante la capacità extra di 30% rispetto alle 18650, le celle 21700 costano solo 20% in più. È possibile costruire un pacco 6S2P con 12 celle Samsung 21700 per $72 e ottenere una capacità di 10.000 mAh.
Un pacco di capacità equivalente con celle 18650 35E richiederebbe 16 celle per $80! In questo modo si risparmia denaro, pur ottenendo uno slot per celle in più per un'espansione futura.
È chiaro che le batterie 21700 superano le 18650 sia in termini di prestazioni che di valore. Ma che dire della sicurezza e dell'affidabilità?
Sicurezza della batteria: 18650 vs 21700
Con le celle al litio ad altissima densità energetica, la sicurezza è fondamentale. Come si comportano le 21700 e le 18650 rispetto a questo parametro fondamentale?
In linea di massima, entrambi i moderni tipi di batterie agli ioni di litio hanno un'ottima reputazione in termini di sicurezza se prodotti da marchi rinomati. Ad esempio, scegliendo una cella 21700 di qualità, come la Molicel P42A, si evitano i rischi di sicurezza derivanti da celle non di marca.
Tuttavia, storicamente il fattore di forma 18650 ha una migliore coerenza tra i produttori. Il settore delle batterie 21700 si sta ancora liberando di offerte di bassa qualità che hanno portato a incidenti isolati come gli incendi delle batterie.
Ma nonostante la percezione di un rischio maggiore per la sicurezza, la popolarità delle 21700 sta crescendo in modo esponenziale. Produttori di spicco come SamsungLG e Panasonic hanno già un ottimo controllo di qualità. E i problemi iniziali di ogni nuova tecnologia vengono alla fine risolti.
Quindi entrambi i tipi di batteria sono fondamentalmente sicuri se si scelgono celle autentiche di marchi affermati. Per quanto riguarda la stabilità e la durata dei cicli, le 18650 e le 21700 sono ancora una volta alla pari, con oltre 500 cicli comuni.
Conclusione
Per riassumere questa dettagliata guida a confronto tra 21700 e 18650:
- Le batterie 21700 battono le 18650 in termini di capacità, potenza e densità energetica grazie alle maggiori dimensioni fisiche.
- Le prestazioni superiori si traducono direttamente in tempi di funzionamento più lunghi, con un guadagno di circa 50%.
- Nonostante siano più recenti, le celle 21700 sono già in grado di competere e talvolta di battere i prezzi delle 18650 per quanto riguarda il costo per mAh.
Quindi la batteria 21700 è certamente la strada del futuro. Tuttavia, il fattore di forma 18650 ha oggi una compatibilità di prodotto senza pari.
È prevedibile che nei prossimi anni i principali produttori adotteranno rapidamente le celle 21700 negli utensili elettrici, nelle biciclette elettriche, nei computer portatili e persino negli smartphone. Ma la vecchia e la nuova tecnologia delle batterie coesisteranno nel prossimo futuro, mantenendo le 18650 importanti per gli aggiornamenti.
In generale, il mio consiglio è di iniziare a progettare nuovi dispositivi a batteria con celle agli ioni di litio 21700. Per le apparecchiature già esistenti, è consigliabile utilizzare le 18650 fino a quando non si è pronti a riprogettare completamente e a sfruttare la densità energetica delle 21700. Questo approccio equilibrato vi aiuterà a ottenere il miglior tempo di funzionamento e le migliori prestazioni durante la transizione delle applicazioni alla piattaforma a batteria di nuova generazione.
