Für einen Einkaufsingenieur sollte die Entscheidung auf sechs Punkte hinauslaufen:

• Verfügbare Batteriehülle: Länge, Breite, Dicke und Gewicht.
• Benötigte Energie in Wh und Ziellaufzeit.
• Dauerstrom und Spitzenstrom.
• Erforderliche Zyklenlebensdauer unter definierten Testbedingungen.
• Sicherheits-, Zertifizierungs- und Transportanforderungen.
• Gesamtsystemkosten, nicht nur der Zellenpreis.

Wenn diese sechs Anforderungen klar sind, wird dieLiPo vs. Li--Ionen-AkkuAuch die Entscheidung ist in der Regel klar.

LiPo vs. Li{0}}-Ionen-Akku: Was ist der wahre Unterschied?

BeideLiPo-Akkusund konventionellLi-Ionenbatterienfunktionieren durch die Bewegung von Lithium--Ionen zwischen den positiven und negativen Elektroden. Moderne kommerzielle LiPo-Zellen werden im Allgemeinen als Teil der Lithium---Ionen-Familie angesehen.[1]

Der Kaufunterschied ist hauptsächlich auf die Konstruktion zurückzuführen.

Ein zylindrischerLi-Ionen-Akku, wie zum Beispiel ein18650oder21700, verwendet eine starre Metalldose und standardisierte Abmessungen. Dies unterstützt automatisierte Fertigung, modulare Packungsmontage, vorhersehbare mechanische Integration und eine breite Lieferantenbasis.

A LiPo-Taschenbatterieverwendet einen mit Aluminium-laminierten flexiblen Beutel. Die Zelle kann entsprechend dem verfügbaren Produktraum entworfen werden, was den Ingenieuren mehr Freiheit in Bezug auf Länge, Breite und Dicke gibt.

Für das Sourcing bedeutet das eines:

Wählen Sie die Batterie nicht nach Chemie ausEtikett allein. Wählen Sie es nach der tatsächlichen Zellspezifikation, der mechanischen Architektur, der elektrischen Last, dem Lebensdauerziel und den Compliance-Anforderungen aus.

Beschaffungshinweis:

Bei den oben genannten Zahlen handelt es sich um Screening-Bereiche, nicht um garantierte Spezifikationen.Energiedichte, C--Rate, Zyklenlebensdauer, maximaler Strom und Temperaturgrenzen müssen anhand des genauen Zelldatenblatts und der Testbedingungen überprüft werden.

1. LiPo vs. Li-ionChemie: Fragen Sie nach der genauen Zelle, nicht nach dem Marketingnamen

Ein Lieferant, der sagt „Das ist ein LiPo-Akku“, sagt mir nicht genug, um die Zelle zu genehmigen.

ModernLiPo-Akkuskann Kathodensysteme verwenden, die auch in anderen Lithium--Ionenzellen verwendet werden. Der Begriff „Polymer“ beschreibt Aspekte des Elektrolyt- und Zellaufbaus; es definiert keine universelle Kathodenchemie.[1]

Zwei Zellen verkauft alsLiPo-Taschenbatterienkann daher sehr unterschiedlich sein:

• Nominale und maximale Ladespannung.
• Energiedichte.
• Innenwiderstand.
• Dauer- und Spitzenentladestrom.
• Zyklusleben.
• Temperaturleistung.
• Schwellungsverhalten.
• Sicherheitsmargen.

Gleiches gilt für18650 Li--Ionenzellen. Ein hochleistungsfähiger 18650, der auf Laufzeit ausgelegt ist, ist nicht dasselbe Produkt wie ein hochleistungsfähiger 18650, der auf Stromlieferung ausgelegt ist.

Für die RFQ-Genehmigung fragen Sie nachGenaues Zellmodell, Chemie, Datenblatt, Ladeprofil, Entladegrenzen, Lebensdauertestbedingungen, Schutzdesign und Compliance-Dokumentation.

Diese Informationen sind nützlicher als die Wörter „LiPo“ oder „Li-ion“ in einem Angebot.

2. LiPo vs. Li{1}}-Ionen-Energiedichte: Vergleichen Sie das fertige Paket, nicht nur die Zelle

Allgemeine Vergleiche zitieren oft240–270 Wh/kg für zylindrische Li--IonenzellenUnd180–230 Wh/kg für LiPo-Pouchzellen.

Diese Bereiche sind für frühe Beschaffungsgespräche nützlich, sie stellen jedoch keine allgemeingültigen technischen Grenzwerte dar.

Die spezifische Energie hängt von der Kathodenchemie, der Elektrodenbelastung, der Zellarchitektur, der Leistungsfähigkeit, der Sicherheitsmarge und der Produkterzeugung ab. Moderne Lithium--Ionen-Pouchzellen können ebenfalls eine sehr hohe spezifische Energie erreichen.[2]

Vergleichen Sie für die Beschaffung zwei Kennzahlen separat:

Zell-Wh/kg

Und

Pack-Ebene Wh/kg und Wh/L

Dies ist wichtig, da ein zylindrischer Batteriesatz auch Halterungen, Verbindungen, Isolierung, Verkabelung, BMS-Elektronik und strukturelle Unterstützung benötigt.

A maßgeschneiderter LiPo-Akkukann das verfügbare Innenvolumen des Produkts effizienter nutzen, da seine Abmessungen an das Gehäuse angepasst werden können.

Vergleichen Sie auch Energie inW, nicht mAh allein.

Batterieenergie (Wh)=Nennspannung × Kapazität (Ah)

Beispiele:

3,7 V × 2 Ah=7.4 Wh

7,4 V × 2 Ah=14.8 Wh

Zwei Akkus mit der gleichen mAh-Zahl speichern nicht unbedingt die gleiche Energie.

3. Benutzerdefinierter LiPo-Akku-Formfaktor: Der Hauptgrund für die Wahl von Pouch-Zellen

Das stärkste Beschaffungsargument für amaßgeschneiderter LiPo-Akkuist in der Regel eine mechanische Integration.

Ein Standard18650 Batteriehat einen Durchmesser von ca. 18 mm und eine Länge von 65 mm. Das Format ist ausgereift und vorhersehbar, aber das Gehäuse muss dieser Geometrie Rechnung tragen.

Eine maßgeschneiderte Pouch-Zelle gibt dem Produktteam mehr Kontrolle über:

• Länge.
• Breite.
• Dicke.
• Kapazität.
• Kabellänge.
• Steckertyp.
• Schutzschaltung.
• NTC-Konfiguration.

Deshalbkundenspezifische LiPo-Akkussind weit verbreitet intragbare Geräte, medizinische Elektronik, GPS-Tracker, IoT-Sensoren, Handheld-Produkte, Drohnen, RC-Geräte und kompakte Unterhaltungselektronik.

Die Battery University weist darauf hin, dass die Beutelkonstruktion im Vergleich zu starren Gehäusen das Verpackungsgewicht reduzieren und dünnere Zellformate unterstützen kann.[1]

Aus Käufersicht ist dies der richtige Grund, für die Anpassung zu bezahlen:

Die Zelle löst ein Verpackungsproblem, das ein standardisiertes Zylinderformat nicht effizient lösen kann.

Beispiel eines realen Projekts: Kundenspezifischer LiPo-Akku für ein IoT-Gerät
Ein US-amerikanischer Elektronikhersteller benötigte eine3,7-V-Batterie für ein kompaktes IoT-Gerät, mit nur13 × 45 × 66 mmdes verfügbaren Innenraums.

Da die Höhe von 13 mm eine zylindrische Zelle nicht effizient aufnehmen konnte, haben wir eine entwickeltbenutzerdefinierter 124565 LiPo-Akkuum die Kapazität innerhalb des verfügbaren Raums zu maximieren.

 

 

Endgültige Lösung

• Zellgröße:12 × 45 × 65 mm
• Packungsgröße:12 × 45 × 66 mm
• Stromspannung:3.7V, 1S1P
• Kapazität:2450 mAh
• Kontinuierliche Entladung:0.5C
• PCM: Überladung, Tiefentladung, Kurzschlussschutz
• Draht: zwei Drähte,50 mm

 

Dieser Fall zeigt den entscheidenden Vorteil eines maßgeschneiderten LiPo-Akkus:Maximierung der nutzbaren Kapazität, wenn der Produktraum eng begrenzt ist.

4. LiPo vs. Li-Ionen-Entladungsrate: Genehmigen Sie einen Akku nicht allein aufgrund der C-Rate

Das hört man häufigLiPo-Akkus bieten stets höhere Entladeraten als Li-Ionen-Akkus.

Das ist zu weit gefasst.

MancheLiPo-Akkus mit hoher -Entladungsind für sehr hohe Ströme ausgelegt und dürfen unter beworben werden20 °C, 30 °C, 50 °C oder höher. Es gibt auch zylindrische Li--Hochleistungszellen.

Der richtige Vergleich ist die genaue Zelle unter dem tatsächlichen Lastprofil.

Für die Beschaffung fordern Sie an:

 Nenn-Dauerentladestrom.

 Maximaler oder Impulsentladestrom.

 Dauer des Impulses-aktuelle Bewertung.

 Innenwiderstand.

 Spannungseinbruch unter Last.

 Anstieg der Zelltemperatur.

 Mindestentladespannung.

 Zyklus-Lebensdaten mit dem erforderlichen Strom.

Eine Schlagzeilen-C--Rate reicht nicht aus.

Wenn beispielsweise eine 2-Ah-Zelle für 20 °C ausgelegt ist:

2 Ah × 20C=40 A

Das heißt aber nicht automatisch, dass 40 A für den kontinuierlichen Produktionseinsatz geeignet sind. Die Bewertung erfordert weiterhin definierte Testdauer, Temperatur, Spannungsabschaltung und Lebensdauerbedingungen.

Für die Beschaffung,nutzbarer Strom unter definierten Betriebsbedingungenist wichtiger als die größte auf dem Datenblatt aufgedruckte Zahl.

5. Warum Drohnen und RC-Produkte häufig LiPo-Akkus mit hoher -Entladung verwenden

Drohnen und RC-Systeme können beim Start, beim Beschleunigen, beim Steigen und beim Manövrieren schnelle Strömungsänderungen erfordern.

Das begünstigt Batterien mit:

geringer Innenwiderstand, hohe Spitzenstrombelastbarkeit, geringes Gewicht und starkes Leistungs--Verhältnis{2}}.

DeshalbLiPo-Akkus mit hoher-C-Ratesind in diesen Anwendungen üblich.

Allerdings ein behauptet50C LiPo-Akkusollte noch überprüft werden.

Der Lieferant sollte angeben, ob 50 °C dauerhaft oder stoßartig sind, wie lange der Stromstoß anhält, welche Temperaturgrenze gilt, welche Abschaltspannung verwendet wurde und wie sich die Nennleistung auf die Zyklenlebensdauer auswirkt.

Für die OEM-Beschaffung sind Lieferantentestkurven wertvoller als eine allgemeine C--Bewertung.

„500 Zyklen“ bedeutet wenig, es sei denn, der Lieferant definiert die verbleibende Kapazität nach Zyklus 500.

Verwenden Sie für eine Angebotsanfrage eine messbare Anforderung wie:

Zyklenlebensdauer: Mehr als oder gleich 500 Zyklen bis mehr als oder gleich 80 % der anfänglichen Nennkapazität unter dem vereinbarten Lade-/Entladeprofil bei 25 Grad.

Dann fordern Sie die Testkurve an.

Damit wird der Einkauf zum Akzeptanzkriterium und nicht zum Marketing-Claim.

7. Sicherheit von LiPo- und Li-Ionen-Batterien: Qualifizieren Sie das gesamte Batteriesystem

BeideLBei iPo- und Li--Ionen-Akkus kann es zu einem thermischen Durchgehen kommenunter starker Überladung, Überhitzung, internem Kurzschluss, Herstellungsfehlern oder mechanischer Beschädigung.[3]

Ihr mechanisches Verhalten ist unterschiedlich.

Ein zylindrischerLi-Ionenzelleverwendet eine starre Metalldose, die einen stärkeren mechanischen Schutz auf Zellebene bietet.

A LiPo-Taschenbatterieverwendet flexible laminierte Verpackungen und benötigt daher einen angemessenen Schutz gegen Durchstiche, Quetschungen, übermäßige Kompression, scharfe Kanten und ungewöhnliche Schwellungen.

Überprüfen Sie zur Packungsqualifizierung Folgendes:

• Überladeschutz.
• Über-Schutz vor Überentladung.
• Überstromschutz.
• Kurzschlussschutz-.
• Temperaturerfassung.
• Gegebenenfalls Zellausgleich.
• Mechanische Isolierung.
• Kompatibilität des Ladegeräts.
• Nennstromwerte für Steckverbinder und Kabel.
• BMS- oder PCM-Design.
• Rückverfolgbarkeit von Zellen und Chargen.

Für tragbare wiederaufladbare Lithiumbatterien:IEC 62133-2legt Sicherheitsanforderungen und Tests für den bestimmungsgemäßen Gebrauch und den vernünftigerweise vorhersehbaren Missbrauch fest.[4]

Für den Transport müssen auch Lithiumzellen und -batterien die entsprechenden Anforderungen erfüllenUN-Handbuch für Prüfungen und Kriterien, Abschnitt 38.3Anforderungen.[5]

Bei der Beschaffung sind diese Dokumente Teil der Lieferantenqualifizierung{0}und kein Papierkram, der nach Fertigstellung des Entwurfs eingesammelt werden muss.

8. Kosten für LiPo- und Li--Ionen-Akkus: Vergleichen Sie die Gesamtsystemkosten

Ein Standard18650 Li-Ionen-Akkuist oft von Vorteil, wenn das Produkt bereits über ausreichend Platz für zylindrische Zellen verfügt.

Das Format verfügt über eine ausgereifte Lieferkette, standardisierte Abmessungen und einen starken Produktionsumfang.

A maßgeschneiderter LiPo-AkkuMöglicherweise ist mehr technische Arbeit erforderlich, da die Anpassung Zellabmessungen, Laschen, PCM/BMS, NTC, Drähte, Anschlüsse, Isolierung, Beschriftung und Packungskonstruktion umfassen kann.

Das kann die Entwicklungskosten oder MOQ erhöhen.

Allerdings kann der Stückpreis allein die falsche Antwort geben.

Eine kundenspezifische Beutelbatterie kann die Gesamtproduktkosten senken, wenn sie dem Ingenieurteam Folgendes ermöglicht:

 Gehäusegröße reduzieren.

 Produktgewicht reduzieren.

 Eliminieren Sie separate Zellhalter.

 Vereinfachen Sie die Montage.

 Vermeiden Sie ein PCB-Redesign.

 Nutzen Sie das interne Volumen effizienter.

Der richtige Vergleich lautet daher:

Batteriepreis + mechanische Kosten + Elektronikkosten + Montagekosten + Zertifizierungskosten + erwartete Feldausfallkosten.

Das ist die Anzahl, die die Beschaffung optimieren sollte.

Ohne diese Eingaben kann ein niedriges Angebot einfach bedeuten, dass der Lieferant eine andere Batterie anbietet.

10. Wann ich einen benutzerdefinierten LiPo-Akku wählen würde

A maßgeschneiderter LiPo-Akkuist sinnvoll, wenn einer oder mehrere der folgenden Faktoren das Design bestimmen:

• Das Gerät muss dünn sein.
• Die Länge, Breite oder Dicke der Batterie ist eng begrenzt.
• Das Produktgewicht ist entscheidend.
• Das Batteriefach ist flach oder -nicht dem Standard entsprechend.
• Es ist eine benutzerdefinierte Kabel-, Stecker-, NTC- oder PCM-Konfiguration erforderlich.
• Ein hohes Verhältnis von Leistung zu Gewicht ist wichtig.
• Die Batterie muss um das Gehäuse herum konstruiert werden und nicht um das Gehäuse um die Batterie herum.

Zu den typischen Anwendungen gehören:Wearables, GPS-Tracker, medizinische Elektronik, IoT-Geräte, Drohnen, RC-Produkte, tragbare Elektronik und kompakte Verbraucherprodukte.

11. Wann ich mich für einen 18650-Li--Ionen-Akku entscheiden würde

Ein18650 Li-Ionen-Akkuist normalerweise die stärkere Option, wenn:

• Das Gehäuse verfügt über ausreichend zylindrischen{0}}Zellenraum.
• Mechanische Robustheit ist wichtig.
• Standardzellformate werden bevorzugt.
• Modulare Reihen-parallele Konstruktion ist sinnvoll.
• Die Diversifizierung der Lieferanten ist wichtig.
• Das Projekt profitiert von etablierten Hochenergie- oder Hochleistungs-Zylinderzellen.
• Verpackungskosten und Produktionsskalierbarkeit sind wichtige Anforderungen.

Zu den typischen Anwendungen gehören:Elektrowerkzeuge, Industrieausrüstung, Robotik, tragbare Stromversorgungssysteme, Backup-Systeme und größere Batteriepakete.

12. LiPo vs. Li--Ionen-Akku: Fazit der Beschaffung

Für den Einkauf lässt sich die Entscheidung wie folgt zusammenfassen:

Wählen Sie benutzerdefiniertes LiPo für Flexibilität bei der Verpackung. Wählen Sie zylindrische Li--Ionen zur Formatstandardisierung.

Dann validieren Sie die genaue Zelle.

Genehmigen Sie eine Batterie nicht nur aufgrund von:

mAh, C--Rate, chemischer Name oder Stückpreis.

Genehmigen Sie es basierend auf:

Wh, Lastprofil, aktuelle Kapazität, Temperaturanstieg, Lebenszyklusdaten, Schutzarchitektur, mechanische Passform, Compliance-Dokumentation, Rückverfolgbarkeit des Lieferanten und Gesamtsystemkosten.

Das sind die Informationen, die darüber entscheiden, ob die Batterie in der Produktion funktioniert.

Abschluss

Für einen EinkaufsingenieurAuswahl von LiPo- und Li--Ionen-Akkusist kein Chemie-Beliebtheitswettbewerb.

A maßgeschneiderter LiPo-Akkuist am stärksten, wenn Verpackungsflexibilität, geringes Gewicht und individuelle Abmessungen das Produkt bestimmen.

Ein18650 oder ein anderer zylindrischer Li--Ionen-Akkuist am stärksten, wenn Standardisierung, mechanische Robustheit, Modularität und Lieferkettenflexibilität das Programm vorantreiben.

Bevor Sie eine Bestellung aufgeben:

• Definieren Sie das Lastprofil.
• Vergleichen Sie Energie in Wh.
• Überprüfen Sie den Dauer- und Spitzenstrom.
• Legen Sie eine messbare Lebenszyklusanforderung fest.
• Überprüfen Sie die mechanische Integration.
• Bestätigen Sie die Schutzarchitektur.
• Überprüfen Sie Compliance-Dokumente.
• Überprüfen Sie die Rückverfolgbarkeit und Änderungskontrolle der Lieferanten.
• Vergleichen Sie die Gesamtsystemkosten.

Qualifizieren Sie zunächst die genaue Zelle. Vergleichen Sie den Preis als Zweites.