21700 مقابل ليثيوم بوليمر: اختر البطارية المناسبة لمشروعك

فهم الفروق الأساسية في بنية البطارية

عند الحديث عن البطاريات، فإن بطارية 21700 الأسطوانية وبطارية الليثيوم البوليمر هما خياران شائعان، لكن معماريهما تختلف بشكل كبير. تحصل بطارية 21700 على اسمها من أبعادها، حيث يبلغ قطرها 21 ملم وارتفاعها 70 ملم، ولديها غلاف معدني قوي من الخارج. وهذا يجعلها تؤدي بشكل ممتاز في تخزين كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية. من ناحية أخرى، تستخدم بطاريات الليثيوم البوليمر خلايا الجيوب، والتي يمكن تصنيعها في أشكال رقيقة للغاية وحتى ثنيها، مما يجعلها عملية للغاية في بعض السيناريوهات التطبيقية. هذا الاختلاف الهيكلي يعني أنه إذا كنت تعمل على مشروع لديه مساحة محدودة للغاية، مثل جهاز ارتدائي صغير، فقد تكون بطارية الليثيوم البوليمر المرنة أكثر ملاءمة. ومع ذلك، إذا كان مشروعك يتطلب من البطارية تحمل عدد كبير من دورة الشحن والتفريغ، فإن بطارية 21700 ذات البنية القوية قد تكون الخيار الأفضل.

مقارنة كثافة الطاقة والسعة

الآن، دعونا نستكشف كم من الطاقة الكهربائية يمكن لهذه البطاريات تخزينها ومدة عملها. البطاريات الحديثة من نوع 21700 ممتازة جدًا. باستخدام تقنية كيميائية متقدمة تحتوي على النيكل والكوبلت والألومنيوم (NCA)، يمكن أن تصل سعتها إلى 6800 مللي أمبير ساعة. لهذا السبب، فهي مناسبة جدًا للأجهزة التي تحتاج إلى طاقة كبيرة فورًا، مثل أدوات الطاقة أو المركبات الكهربائية. ومع ذلك، فإن بطاريات الليثيوم البوليمر تركز أكثر على الخفة. بسبب هيكل الأقطاب المتراصة، يمكن لكل كيلوغرام من بطارية الليثيوم البوليمر توفير 10%-15% واط-ساعة إضافية من الكهرباء. لذا، كمهندس، يجب أن تفكر بعناية. إذا كان جهازك يحتاج للعمل لفترة طويلة دون أن يكون كبير الحجم جدًا، فقد تميل لاختيار بطارية الليثيوم البوليمر. ولكن إذا يمكنك التضحية قليلًا من الحجم للحصول على المزيد من القوة، فإن بطارية 21700 قد تكون الخيار الأفضل.

إدارة الحرارة والبروتوكولات الأمنية

عند التعامل مع البطاريات، فإن السلامة لها أهمية قصوى. تحتوي بطارية 21700، بتصميمها القوي، على صمامات تخفيف ضغط داخلية وفuses ذات معامل درجة حرارة إيجابي (PTC). هذه الأجهزة تشبه الصمامات الأمنية الصغيرة التي تعمل أثناء التفريغ السريع لمنع الجريان الحراري، وهو عندما ترتفع درجة حرارة البطارية بشكل خطير. تحتوي بطاريات الليثيوم البوليمر على أداء أفضل في تبديد الحرارة الطبيعية بسبب شكل الخلية المسطحة. ولكنها تتطلب دائرة حماية إضافية لمنع الشحن الزائد. إذا كان مشروعك سيُستخدم في بيئات ذات درجات حرارة متطرفة أو بيئات بها اهتزازات متكررة، فإنه يجب عليك اختيار بطارية ذات وظائف حماية داخلية جيدة. بالإضافة إلى ذلك، انتبه للبطاريات التي تحتوي على فواصل مقاومة للهب، حيث يمكن أن تضيف طبقة إضافية من الأمان.

فرص التخصيص لتطبيقات فريدة

إذا كنت تعمل على مشروع فريد، فقد تكون التخصيصات أمرًا حاسمًا. بطاريات 21700 مناسبة جدًا للبطاريات القياسية. يمكن تضمينها بشكل مثالي في المساحات المصممة مسبقًا، كما يسهل صنع مجموعة بطاريات باستخدام عدة بطاريات من هذا النوع. ومع ذلك، من حيث التخصيص، فإن تقنية البطاريات الليثيوم بوليمر هي تغيير قواعد اللعبة. على سبيل المثال، في الأجهزة الطبية القابلة للارتداء أو أجهزة استشعار إنترنت الأشياء فوق الرقيقة، قد تحتاج إلى بطارية يمكن ثنيها أو ترتيبها بطريقة خاصة. فقط خلايا الحقيبة (Pouch Cells) الخاصة بالبطاريات الليثيوم بوليمر يمكن أن تحقق هذا. ولكن إذا كنت تقوم بإنتاج كميات كبيرة من الإلكترونيات الاستهلاكية، فإن التصميم الوحدوي لبطاريات 21700 يكون أكثر راحة لإدارة المخزون وتنظيم عمليات استبدال الأجزاء.

الاعتبارات المتعلقة بالتكلفة في دورة حياة المنتج

التكلفة هي دائمًا عامل مهم. بالنسبة لبطاريات 21700، بسبب إنتاجها الضخم، هناك اقتصاديات حجمية. وهذا يعني أن تكلفة بطارية واحدة من نوع 21700 قد تكون أقل بنسبة 20٪-30٪ مقارنة ببطارية ليثيوم بوليمر مكافئة. ومع ذلك، فإن بطاريات الليثيوم بوليمر لديها أيضًا مزايا تكلفة خاصة بها. إذا كنت تقوم بإنتاج جهاز صغير الحجم، يمكن أن يؤدي استخدام بطارية بوليمر ذات شكل مخصص إلى تقليل التكلفة الإجمالية للنظام. وذلك لأنك لن تحتاج لإضافة مكونات غلاف إضافية لتثبيت البطارية. المرونة التي تتمتع بها بطاريات البوليمر تكون عملية للغاية خلال مرحلة النموذج الأولي. ولكن عندما تبدأ في توسيع الإنتاج، قد يكون الانتقال إلى بطاريات 21700 القياسية أكثر منطقية من الناحية الاقتصادية.

العوامل البيئية والامتثال التنظيمي

في العالم اليوم، العوامل البيئية والتنظيمية ذات أهمية كبيرة. طالما أنها معتمدة بشكل صحيح، يمكن لكل من بطاريات 21700 وبطاريات الليثيوم البوليمر أن تلبي معايير سلامة النقل الدولي. يسهل إعادة تدوير غلاف الصلب الخاص ببطاريات 21700 مقارنة بأكياس البوليمر. ومع ذلك، فإن التكنولوجيا الجديدة لفصل طبقات اللامينيت المستخدمة في بطاريات البوليمر تحسن من استدامتها. إذا كان مشروعك يستهدف السوق الأوروبي، ف你需要 التأكد من أن البطارية تستخدم مواد الكهرباء التي تتوافق مع معايير RoHS. بالإضافة إلى ذلك، من المهم أيضًا الحصول على بيانات دورة حياة مؤكدة، حيث يمكن أن تشير هذه إلى عمر البطارية تحت ظروف الاستخدام العادية.