18650 電池: 知っておくべきことすべて

18650 電池とは？
18650 電池は、リチウムイオン充電式電池の一種です。その名前は、直径 18 mm、長さ 65 mm という寸法に由来しています。この円筒形の電池は、ノートパソコン、懐中電灯、電気自動車、さらにはエネルギー貯蔵用の電池 パックの構築など、さまざまな電子機器に広く使用されています。18650 電池は、高いエネルギー密度、長い寿命、高電流を供給できるという点で際立っており、多くの用途で人気のある選択肢となっています。


18650電池サイズ
18650 電池のサイズは、その名前からも明らかです。電池の直径は 18 mm (0.71 インチ)、長さは 65 mm (2.56 インチ) です。電池業界では、命名規則には次の根拠があります。最初の 2 桁は電池の直径を表し、次の 2 桁は通常、電池の長さを示します。両方の測定値はミリメートル単位です。最後の数字「0」は電池の形状を表し、「0」は円筒形を表します。以下は、同様の名前の電池の一般的な例です。


18650 電池
直径: 18mm(0.71 インチ)
長さ: 65.0mm(2.56 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: 18650 電池の容量は 1800mAh から 3500mAh の範囲で、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。完全に充電された電圧は約 4.2V で、放電すると約 2.5V から 3.0V になります。


21700 電池
直径: 21mm(0.83 インチ)
長さ: 70.0mm(2.76 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: 21700 電池の容量は通常 3000mAh から 5000mAh で、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。18650 に比べてサイズが大きいため、エネルギー密度が高くなります。


26650 電池
直径: 26mm(1.02 インチ)
長さ: 65.0mm(2.56 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: これらの電池の容量は通常 3000mAh から 5200mAh で、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。高電力消費デバイスで長時間動作できることで知られています。


14500 電池
直径: 14mm(0.55 インチ)
長さ: 50.0mm(1.97 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: 14500 電池の容量は通常 600mAh から 1000mAh の範囲で、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。このサイズは AA 電池と似ていますが、電圧は通常より高くなります。


16340 電池
直径: 16mm(0.63 インチ)
長さ: 34.0mm(1.34 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: 16340 電池の容量は 600mAh から 1000mAh 程度で、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。これらは、CR123A の充電式代替品と見なされることがあります。


10440 電池
直径: 10mm(0.39 インチ)
長さ: 44.0mm(1.73 インチ)
形状: 円筒形
容量と電圧: 10440 電池の容量は 200mAh から 600mAh までで、公称電圧は 3.6V または 3.7V です。このサイズは AAA 電池に似ていますが、電圧と容量が異なる場合があります。


18650 電池は何回充電できますか?


18650 電池のサイクル寿命は、容量が元の容量の 80% を下回るまでに実行できる完全な充電と放電のサイクル数を指し、通常の使用条件下では通常 300 から 500 サイクルです。ただし、これは電池の品質、充電方法、および動作条件によって大幅に異なる場合があります。高品質の電池は、適切に充電して使用すると、1000 サイクルを超えることもあります。



18650 電池の一般的な材料と種類
18650 電池は、カソードに使用される材料に基づいて分類できます。カソード材料は、電池の容量、電圧、安全性に大きく影響します。最も一般的な種類は次のとおりです。



1. リチウムコバルト酸化物 (LiCoO2) - LCO
材料: カソードはリチウムコバルト酸化物で作られています。

特徴: LCO 電池はエネルギー密度が高く、小さな体積に多くのエネルギーを蓄えることができます。ただし、寿命が比較的短く、熱安定性が低いため、適切に管理しないと安全上のリスクが生じる可能性があります。



2. リチウムマンガン酸化物 (LiMn2O4) - LMO
材料: カソードはスピネル構造のリチウムマンガン酸化物で構成されています。

特徴: LMO 電池は、電力容量、熱安定性、寿命のバランスが優れています。LCO と比較してエネルギー密度は低くなりますが、熱安定性が高く、より安全です。



3.リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物 (LiNiMnCoO2) - NMC
材料: カソードはニッケル、マンガン、コバルトの組み合わせで構成されています。

特徴: NMC 電池は、高いエネルギー密度と優れた熱安定性で知られています。容量、ライフサイクル、安全性のバランスが取れています。



4.リチウム鉄リン酸 (LiFePO4) - LFP
材料: カソードにはリチウム鉄リン酸が使用されています。

特徴: LFP 電池は、長いライフサイクル、安全性、幅広い温度範囲での安定性で知られています。ただし、他のタイプと比較してエネルギー密度は低くなります。



5.リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物 (LiNiCoAlO2) - NCA
材料: カソードはニッケル、コバルト、アルミニウムの組み合わせで作られています。

特徴: NCA 電池は、高いエネルギー密度と優れたライフサイクルを提供します。ただし、高価で、高温での安定性が若干劣る場合があります。


アルカリ電池に対する 18650 電池の利点
充電可能: 18650 電池は何百回も充電できるため、使い捨てのアルカリ電池に比べて寿命が長くなります。これにより、長期的には大幅なコスト削減につながります。

エネルギー密度が高い: エネルギー密度が高いため、同じスペースにより多くのエネルギーを蓄えることができます。これにより、デバイスの充電間隔が長くなります。

自己放電率が低い: 18650 などのリチウムイオン電池は、アルカリ電池に比べて自己放電率が低いため、使用していないときに充電が長持ちします。

高放電率で優れたパフォーマンス: 18650 電池は、高放電状態でも安定した電圧出力を維持するため、懐中電灯、ラップトップ、電気自動車などの高出力デバイスに最適です。

軽量: 同様の容量のアルカリ電池よりも軽量であるため、ポータブル電子機器に適しています。

広い温度範囲: 18650 電池は、アルカリ電池に比べて、高温と低温の両方で、より広い温度範囲で効果的に動作します。


アルカリ電池と比較した 18650 電池の欠点
初期コストが高い: 18650 電池と充電器の初期コストは、アルカリ電池を購入する場合よりも大幅に高くなる可能性がありますが、このコストは長期的な再利用性によって相殺される可能性があります。

安全性に関する懸念: リチウムイオン電池は、損傷、過充電、または不適切な使用によって、過熱、発火、爆発などの安全上のリスクをもたらす可能性があります。このため、リスクを軽減するために、内蔵の保護回路が必要です。

複雑な充電要件: 使用して廃棄されるアルカリ電池とは異なり、18650 電池では、安全性と電池寿命を確保するために、特定の充電器と充電方法に関する知識が必要です。

規制と輸送: 化学組成のため、安全上のリスクがあるため、リチウムイオン電池の出荷と輸送、特に航空輸送にはより厳しい規制があります。

環境への影響: どちらのタイプの電池も環境に影響を与えますが、リチウムイオン 電池の製造と廃棄はより複雑で、適切に管理されなければより有害になる可能性があります。

結論として、18650 電池は、パフォーマンス、寿命、長期的なコスト効率の点で多くの利点がありますが、安全性の懸念、初期投資の増加、取り扱い要件の複雑さなどの特定の欠点もあります。特定の用途で 18650 電池と従来のアルカリ 電池のどちらを選択するかは、これらの要素を考慮する必要があります。


18650 電池の用途
コンシューマー エレクトロニクス
コンシューマー エレクトロニクスの分野では、18650 電池はラップトップの電源として極めて重要であり、高エネルギー密度と耐久性のバランスを実現しています。たとえば、MacBook Pro の旧バージョンでは、これらの電池を使用して、電池寿命を犠牲にすることなくコンパクトなフォーム ファクターを実現し、ポータブル コンピューティングの高エネルギー需要を満たす能力を実証しました。同様に、高品質のオーディオ体験を継続的に提供するために長時間の電力を必要とする高性能ポータブル スピーカーやヘッドフォンも、これらの電池に依存しています。Bose や Sony などのブランドは、プレミアム オーディオ デバイスに 18650 電池を活用し、ユーザーが長時間の再生を楽しめるようにしています。


電気自動車 (EV)
自動車業界、特に電気自動車 (EV) は、18650 電池から大きな影響を受けています。この分野のリーダーである Tesla は、当初、モデル S やモデル X などのモデルにこれらの電池を使用しました。数千個の 18650 セルで構成される電池 パックを作成することで、Tesla は比類のない航続距離とパフォーマンスを実現し、電気自動車の高い基準を設定しました。このアプローチにより、18650 電池が EV の高出力および高エネルギー要件を満たす可能性があることが実証され、他のメーカーが同様のソリューションを模索する道が開かれました。


電動工具
建設および DIY 分野では、18650 電池の携帯性とパワーのおかげで、コードレス電動工具が欠かせないものになっています。DeWalt や Makita などのブランドは、これらの電池を使用するドリル、のこぎり、インパクト ドライバーのシリーズを開発しており、専門家や愛好家が電源コンセントに縛られることなく、より効率的に作業できるようにしています。18650 電池の高放電率は電動工具に特に有利で、要求の厳しい作業に必要なパフォーマンスを提供します。


再生可能エネルギー貯蔵
再生可能エネルギー ソリューションの台頭により、効率的な貯蔵システムの需要が高まり、18650 電池は新しい用途を見つけました。顕著な例である Tesla Powerwall は、これらのセルを使用して、住宅や商業ビルに、日中に生成された太陽エネルギーを夜間またはピーク需要時に使用するために貯蔵する方法を提供します。この用途は、電池の高エネルギー密度能力を強調するだけでなく、持続可能なエネルギー イニシアティブをサポートする可能性も強調しています。


医療機器
ヘルスケア分野では、除細動器やポータブル酸素濃縮器などのポータブル医療機器が、18650 電池の信頼性の高い電力出力の恩恵を受けています。これらの機器は、多くの場合、生命を救う重要な用途で、正常に機能するために一貫した信頼性の高い電力を必要とします。このような機器に 18650 電池が使用されていることは、その信頼性と医療専門家からの信頼を際立たせています。


ポータブル充電器とパワーバンク
スマートフォンやタブレットが広く使用されるようになったため、ポータブル充電器とパワーバンクは多くの人にとって不可欠なアクセサリになっています。18650 電池は、容量が大きく、大幅な劣化なしに何百回も再充電できるため、これらの機器でよく使用されています。たとえば、Anker と Xiaomi は、これらの電池を利用したさまざまな製品を提供しており、消費者に外出先での信頼性の高い電源を提供しています。

さまざまな業界にわたるこれらの例は、現代のテクノロジーを動かす上での 18650 電池の適応性と重要な役割を浮き彫りにしています。民生用電子機器から電気自動車、再生可能エネルギーの貯蔵からヘルスケアまで、これらの電池の用途は、その実証された性能と信頼性によって拡大し続けています。