Bateria 21700 vs Bateria 18650: Qual é a melhor para potência e tempo de execução?

Nos últimos anos, a indústria das baterias de iões de lítio tem registado uma rápida inovação para acompanhar as exigências de potência cada vez maiores. Dois dos tamanhos de bateria mais populares são a testada e comprovada 18650 e a mais recente 21700. Mas quando se trata da bateria 21700 versus a bateria 18650, qual delas reina suprema?

Neste guia completo de comparação de pilhas, como profissional Bateria 21700 e Fabricante de baterias 18650No artigo "Bateria de iões de lítio", analisaremos as diferenças entre a bateria 18650 e a bateria 21700, desde o tamanho físico e a capacidade até ao desempenho e à eficiência de custos. No final, saberá exatamente como escolher a bateria de iões de lítio certa para as necessidades de energia e tempo de funcionamento da sua aplicação.

Principais diferenças entre as pilhas 21700 e 18650

Para compreender 21700 vs 18650, vamos primeiro explicar o que significam os números.

18650 refere-se a uma pilha cilíndrica de iões de lítio com um diâmetro de 18 mm e um comprimento de 65 mm. 21700 significa simplesmente uma pilha com 21 mm de diâmetro e 70 mm de comprimento.

Assim, à primeira vista, o 21700 é maior em tamanho físico. E com mais espaço interno, pode conter substancialmente mais químicos de bateria. Especificamente:

• As pilhas 21700 têm até Capacidade de 5000 mAh em comparação com apenas 3500 mAh para as 18650 - um aumento de 40%!
• Isto também se traduz numa maior densidade de energia, cerca de 300 Wh/kg contra 250 Wh/kg das melhores 18650 do mercado.
• A capacidade extra significa que 21700 células podem fornecer com segurança 50% mais potência (mais de 10 amperes) em comparação com a 18650, que tem um consumo contínuo de cerca de 7-8 amperes.

No papel, o 21700 bate claramente o 18650. Mas continue a ler para compreender as vantagens e desvantagens no mundo real.

Bateria 21700 vs Bateria 18650

18650 vs 21700: Comparação das propriedades físicas

O tamanho físico maior da pilha 21700 é simultaneamente um ponto forte e um ponto fraco em comparação com a 18650:

Prós:

• Maior densidade energética, tal como referido anteriormente
• A resistência interna mais baixa permite um melhor fornecimento de energia
• Uma maior área de superfície melhora a dissipação do calor

Contras:

• As células de grande diâmetro não se adaptam às ranhuras existentes para baterias 18650
• O comprimento mais longo de 70 mm pode não funcionar em armários compactos
• Muitas vezes custa mais por célula do que as 18650 produzidas em massa

Assim, embora o 21700 tenha vantagens claras em termos de desempenho, a adaptação de dispositivos como computadores portáteis e ferramentas eléctricas exige uma profunda remodelação. E as células 21700 mais longas podem não funcionar em aparelhos ultra-finos.

18650 vs 21700: Comparação de desempenho

Vamos agora comparar a forma como estas diferenças físicas afectam a utilização no mundo real e o tempo de funcionamento do dispositivo.

Vamos utilizar o exemplo da popular lanterna Acebeam X50, disponível para pilhas 21700 ou 18650 com o adaptador de pilhas incluído.

Bateria 21700 instalada

• 5000 mAh Samsung 50E
• Modo turbo máximo de 1500 lúmenes durante 2 minutos
• Modo alto de 1000 lúmenes durante 145 minutos

Bateria 18650 instalada

• 3500 mAh Samsung 35E
• Máximo de 1000 lúmenes turbo durante 2 minutos
• Modo alto de 1000 lúmenes durante 95 minutos

O aumento do tempo de execução é superior a 50 minutos na configuração sustentável mais elevada, apesar da saída de lúmen idêntica. Este enorme aumento é possível apenas graças à capacidade superior da pilha 21700 no mesmo corpo da lanterna.

E isto é apenas uma 21700 contra duas 18650 configuradas para 12,4V equivalentes. Com dispositivos maiores que suportam várias células, as vantagens do tempo de funcionamento aumentam ainda mais.

É evidente que a tecnologia da bateria 21700 permite um tempo de funcionamento muito mais longo e uma maior potência de pico. Mas o que dizer da comparação de custos?

21700 vs 18650: Rácio de preço por desempenho

É surpreendente, mas a maioria das baterias 21700 tem uma excelente relação preço/capacidade, apesar de serem mais recentes no mercado.

Consideremos um exemplo real de preço 21700 vs 18650 para construtores de baterias DIY:

Samsung 50E 5000 mAh 21700 - $6 por célula
Samsung 35E 3500 mAh 18650 - $5 por célula

Apesar de ter uma capacidade adicional de 30% em relação à 18650, a célula 21700 é apenas 20% mais cara. Pode construir um pack 6S2P com 12 células Samsung 21700 por $72 e obter uma capacidade de 10.000 mAh.

Um pack de capacidade equivalente com células 18650 35E necessitaria de 16 células para $80! Assim, poupa-se dinheiro apesar de se ganhar uma ranhura para células extra para futura expansão.

Claramente, a pilha 21700 supera a 18650 tanto em termos de desempenho como de valor. Mas e quanto à segurança e fiabilidade?

Segurança da bateria: 18650 vs 21700

Com células de lítio de densidade de energia ultra-alta, a segurança é fundamental. Como é que a 21700 e a 18650 se comparam nesta métrica vital?

Em termos gerais, ambos os tipos modernos de baterias de iões de lítio têm excelentes registos de segurança quando produzidos por marcas de renome. Por exemplo, optar por uma célula 21700 de qualidade como a Molicel P42A evita os riscos de segurança de células sem nome.

No entanto, historicamente, o fator de forma 18650 tem uma melhor consistência entre os fabricantes. O espaço das baterias 21700 ainda está a ser eliminado por ofertas de baixa qualidade que levaram a incidentes isolados, como incêndios de baterias.

Mas apesar da perceção de um maior risco de segurança, a popularidade do 21700 está a crescer exponencialmente. Fabricantes de topo como SamsungA LG e a Panasonic já têm um excelente controlo de qualidade. E os problemas iniciais de qualquer nova tecnologia acabam por ser resolvidos.

Assim, ambos os tipos de pilhas são fundamentalmente seguros quando se escolhe uma pilha autêntica de marcas estabelecidas. No que respeita à estabilidade e à duração dos ciclos, as 18650 e as 21700 estão novamente ao mesmo nível, sendo comum a realização de mais de 500 ciclos.

Conclusão

Para resumir este guia detalhado de comparação entre 21700 e 18650:

• As pilhas 21700 superam as 18650 em termos de capacidade, potência e densidade de energia, graças ao seu maior tamanho físico.
• O desempenho superior traduz-se diretamente em tempos de funcionamento mais longos, sendo possível obter ganhos de cerca de 50%.
• Apesar de serem mais recentes, as pilhas 21700 já rivalizam e por vezes batem as 18650 em termos de custo por mAh.

Assim, a bateria 21700 é certamente o caminho do futuro. No entanto, o fator de forma 18650 tem atualmente uma compatibilidade de produto inigualável.

É de esperar que os principais fabricantes adoptem rapidamente as células 21700 em ferramentas eléctricas, bicicletas eléctricas, computadores portáteis e até smartphones nos próximos anos. Mas as tecnologias de baterias antigas e novas coexistirão num futuro próximo, mantendo as 18650 relevantes para actualizações.

Em geral, a minha recomendação é começar a conceber novos dispositivos alimentados por bateria com células de iões de lítio 21700. Para o equipamento antigo, mantenha as 18650 até estar pronto para redesenhar totalmente e aproveitar a densidade de energia das 21700. Esta abordagem equilibrada ajudá-lo-á a obter o melhor tempo de funcionamento e desempenho à medida que as aplicações transitam para a plataforma de bateria da próxima geração.