18650 vs. 21700 鋰電池芯終極對決：規格、性能、應用與成本全方位解析

核心亮點

• 尺寸與容量： 21700 電池 (21x70mm) 比 18650 電池 (18x65mm) 體積更大，單顆容量高出約 35% 以上（最高可達 5000mAh vs 3600mAh）。
• 能量密度與性能： 21700 電池的能量密度更高（約 300Wh/kg vs 250Wh/kg），提供更強的功率輸出和更長的運行時間，特別適合高耗能應用。
• 成本考量： 雖然 21700 單顆電池價格較高，但在構建相同總容量的電池組時，因所需電池數量減少，可能降低整體系統成本。

18650 與 21700 電池的外觀比較

核心規格比較：尺寸、容量與能量密度

18650 和 21700 這兩組數字直接代表了電池的物理尺寸，這是它們最直觀的區別，並直接影響其內部可以容納的活性物質量，進而決定容量和能量密度。

尺寸差異

顧名思義：

• 18650 電池： 直徑為 18mm，長度為 65mm。
• 21700 電池： 直徑為 21mm，長度為 70mm。

雖然只是幾毫米的差距，但 21700 電池的體積比 18650 大約增加了 32% 到 50%（取決於計算方式），這為容納更多電化學材料提供了物理基礎。

常見的 18650 鋰離子電池

容量差異 (Capacity Difference)

更大的體積允許 21700 電池擁有更高的容量。容量以毫安時 (mAh) 為單位，代表電池可以提供的電流量和時間的乘積。

• 18650 電池： 容量通常範圍在 1800mAh 至 3600mAh 之間，視具體型號和製造商而定。
• 21700 電池： 容量通常範圍在 3000mAh 至 5000mAh 之間，高容量型號可達 5000mAh 或更高。

這意味著，單顆 21700 電池可以儲存比 18650 電池多出約 35% 甚至更高的電量，對於需要長續航的設備來說是一大優勢。

能量密度差異 (Energy Density Difference)

能量密度衡量的是單位重量或單位體積內可儲存的能量，通常以瓦時每公斤 (Wh/kg) 表示。更高的能量密度意味著在相同重量下，電池能提供更多能量。

• 18650 電池： 能量密度約為 250 Wh/kg。
• 21700 電池： 能量密度接近 300 Wh/kg。

21700 電池的能量密度比 18650 高出約 20%。這主要得益於技術的進步和更大的體積允許更優化的內部結構設計。值得注意的是，兩者的標稱電壓（Nominal Voltage）非常接近，通常在 3.6V 至 3.7V 之間。

容量達 5000mAh 的 21700 鋰離子電池

性能表現分析：功率、散熱與壽命

除了基本的規格差異，18650 和 21700 在實際使用中的性能表現也有所不同，尤其是在高負載、散熱和潛在壽命方面。

功率輸出與放電能力

21700 電池通常具有更低的內部電阻和更強的持續放電能力。這意味著：

• 更高的功率輸出： 21700 電池能夠提供更高的瞬間和持續功率。有資料指出其最大功率輸出可達約 1400W，而 18650 約為 800W。這使其在高功率電動工具、電動載具等需要大電流輸出的應用中更具優勢。
• 更好的高倍率放電性能： 在需要快速釋放能量（高 C 率放電）的場合，21700 的電壓下降較少，性能更穩定。

熱管理特性

電池在充放電過程中會產生熱量，有效的熱管理對於性能維持和安全性至關重要。

• 散熱潛力： 21700 電池更大的表面積和體積為其提供了更好的散熱潛力。製造商可以在設計中加入更有效的散熱結構或材料。
• 溫度控制： 在高負載下，良好的熱管理有助於維持電池在最佳工作溫度範圍內，減緩老化，提高安全性。雖然單顆 18650 因體積小可能散熱較快，但在需要多顆電池串並聯組成電池組時，21700 的設計潛力使其在整體系統的熱管理上更具優勢。

運行時間與效率

結合更高的容量和能量密度，21700 電池能顯著提升設備的運行時間。

• 更長續航： 對於電動自行車、無人機或高階手電筒等設備，使用 21700 電池可以獲得比 18650 電池長 50% 至 100% 的運行時間（視具體應用和負載而定）。
• 效率提升： 更低的內阻也意味著在充放電過程中的能量損失更少，整體效率更高。

雷達圖：18650 vs 21700 關鍵指標評估

下方的雷達圖基於綜合分析，直觀地比較了 18650 和 21700 電池在幾個關鍵指標上的相對表現。分數越高代表在該項指標上表現越佳（注意：單位成本分數越高代表價格越低）。這是一個相對評估，實際數值會因具體型號和製造商而異。

應用領域分野：何處見其蹤？

由於規格和性能上的差異，18650 和 21700 電池各自佔據了不同的應用市場。

18650 電池應用場景

憑藉其技術成熟、成本相對較低以及較小的體積，18650 電池仍然是許多應用的首選：

• 筆記型電腦電池組
• 行動電源 (Power Banks)
• 手電筒和頭燈
• 部分中低功率的無線電動工具
• 電子菸設備
• 部分型號的電動自行車和滑板車
• 醫療設備和測量儀器
• 無人機遙控器或小型無人機電池

21700 電池應用場景

21700 電池的高容量、高能量密度和高功率輸出特性，使其在高耗能和高性能需求的領域中越來越受歡迎：

• 電動汽車 (EVs)： 最著名的例子是特斯拉 (Tesla) Model 3 和 Model Y，它們率先大規模採用 21700 電池。
• 高功率無線電動工具： 如電鑽、電鋸、角磨機等，需要強大動力和長久續航。
• 高性能電動自行車 (E-bikes) 和電動滑板車： 提供更長的續航里程和更強的爬坡能力。
• 大型儲能系統 (ESS)： 部分家用或小型商用儲能系統。
• 高亮度、長續航手電筒： 滿足戶外探險、搜索救援等專業需求。
• 高階無人機電池： 提供更長的飛行時間。

由多顆 21700 電池組成的電池模組，常見於電動工具或載具。

心智圖：18650 與 21700 電池特性總覽

以下心智圖總結了 18650 與 21700 電池在規格、性能、應用和成本方面的主要差異，幫助您快速掌握兩者的核心特點。

成本考量：單價與系統成本比較

成本是選擇電池時的重要因素。18650 和 21700 在單顆價格和整體系統成本上存在差異。

單顆電池價格

• 18650 電池： 由於發展歷史悠久，技術成熟，生產規模大，其單顆電池的價格通常較低。
• 21700 電池： 作為較新的技術，且容量更大，材料用量更多，其單顆電池的價格通常比 18650 高出 20% 至 60%，具體取決於品牌、容量和性能等級。

然而，隨著 21700 電池產量的增加和技術的普及，兩者之間的價格差距正在逐漸縮小。

電池組系統成本

當需要將多顆電池組合成一個電池包（Battery Pack）以達到特定電壓和容量時，情況就有所不同了。

• 更少的電池數量： 由於 21700 單顆容量更高，達到相同的總能量（瓦時 Wh）所需的電池數量比 18650 要少。
• 簡化的結構： 更少的電池意味著更少的連接點、更簡單的電池管理系統 (BMS) 監控需求、以及可能更緊湊的電池包結構。
• 降低總成本： 這些因素可以降低電池包的組裝、管理和外殼成本。例如，特斯拉曾表示，改用 21700 電池使其電池系統的成本降低了約 9%。

因此，雖然 21700 單價較高，但在構建大型電池組時，其整體系統成本可能反而更低或更具競爭力。

成本效益權衡

選擇哪種電池取決於最終應用的需求和預算。如果應用對尺寸和成本極為敏感，且對性能要求不高，18650 可能是更經濟的選擇。但如果追求更高的性能、更長的續航時間，並且考慮到潛在的系統成本優勢，那麼 21700 儘管單價較高，可能是更具長遠效益的投資。

比較總表

下表總結了 18650 與 21700 電池的主要規格、性能和應用差異：

相關影片深入探討

以下影片詳細解釋了鋰離子電池的基礎知識，並比較了 18650 和 21700 等不同尺寸電池芯的差異，特別是在電動工具應用中的表現。觀看此影片可以更直觀地理解兩者的不同之處及其對實際使用的影響。

該影片探討了鋰離子技術如何成為無線工具的主要動力來源，並重點比較了 18650 和 21700 這兩種常見電池芯的規格與性能。了解這些差異有助於判斷哪種電池更適合特定的高功率需求，例如影片中可能討論的電動工具場景。

常見問題 (FAQ)

參考資料

• 21700 vs 18650 Lithium Battery: In-depth Comparison - Ecolithiumbattery
• 21700 vs 18650 Lithium-ion Battery Cells | PTR - Pro Tool Reviews
• 18650 Battery Vs 21700: Everything You Need To Know - RayPCB
• 18650 battery vs 21700 battery - Knivesandtools.com
• 21700 vs 18650 Batteries for Real-World Applications - CMB
• 21700 vs 18650 Battery: A Complete Comparison - Tertron

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