Baterías de litio 21700: características, ventajas y aplicaciones

Las baterías 21700 son celdas cilíndricas recargables de ion-litio utilizadas en herramientas, bicicletas y patinetes eléctricos, aspiradores, linternas, sistemas de almacenamiento y otros equipos que necesitan una buena combinación de capacidad y potencia.

Su tamaño es mayor que el de una 18650, lo que permite disponer de más volumen interno para los materiales activos. Esto ha favorecido el desarrollo de modelos con elevada capacidad, altas corrientes de descarga o un equilibrio entre ambas características.

Sin embargo, no todas las baterías 21700 son iguales. La capacidad, corriente, tensión, resistencia interna y vida útil dependen del modelo y de su química.

En esta guía repasamos sus principales características, ventajas, aplicaciones y los factores que debemos comprobar antes de elegir una.

¿Qué es una batería 21700?

El término 21700 identifica principalmente el formato físico de una celda cilíndrica.

Sus dimensiones nominales son aproximadamente:

  • 21 mm de diámetro;
  • 70 mm de longitud.

Las medidas reales pueden variar ligeramente entre fabricantes y modelos.

Por ejemplo, Molicel especifica para su actual P50B un diámetro máximo de 21,55 mm y una altura máxima de 70,15 mm. Molicel

También existen baterías protegidas o con terminales añadidos que pueden superar estas dimensiones.

Por tanto, 21700 define un formato, no una capacidad, corriente o química concreta.

Principales características de las baterías 21700

Las prestaciones pueden variar mucho entre una referencia y otra.

Capacidad

En el mercado encontramos habitualmente modelos alrededor de:

  • 3000 mAh;
  • 4000 mAh;
  • 4500 mAh;
  • 5000 mAh;
  • capacidades superiores en determinadas referencias.

Una mayor capacidad suele ofrecer más autonomía, pero no significa necesariamente que la celda sea capaz de proporcionar más corriente.

Para profundizar en este aspecto puedes consultar nuestra guía sobre capacidad de las baterías 21700.

Tensión

Muchas celdas 21700 convencionales de ion-litio trabajan con una tensión nominal alrededor de 3,6 o 3,7 V y una tensión máxima de carga cercana a 4,2 V.

Pero estos valores no deben asumirse para todas las baterías.

La ficha técnica del fabricante es siempre la referencia correcta.

Corriente de descarga

La corriente máxima es una de las características que más diferencias presenta entre modelos.

Existen 21700 orientadas a autonomía con corrientes moderadas y otras específicamente diseñadas para alta potencia.

Por ejemplo, la actual Molicel P50B combina:

  • 5,0 Ah de capacidad típica;
  • 3,6 V nominales;
  • hasta 60 A de descarga continua bajo las condiciones especificadas por el fabricante. Molicel

Esto demuestra por qué ya no podemos afirmar de forma general que las baterías 21700 estén limitadas a 20, 30 o 35 A.

Resistencia interna

Una baja resistencia interna ayuda a:

  • reducir la caída de tensión;
  • disminuir el calentamiento;
  • mejorar la eficiencia;
  • entregar mayores corrientes.

Este parámetro resulta especialmente importante en herramientas, motores, aspiradores y otras aplicaciones de alta potencia.

Capacidad y potencia no son lo mismo

Una de las ideas más importantes al elegir una batería 21700 es que más mAh no significa automáticamente más potencia.

Una celda puede estar diseñada para ofrecer:

  • máxima autonomía;
  • máxima corriente;
  • o un equilibrio entre ambas.

Por ejemplo, una batería de 5000 mAh destinada a consumos moderados puede resultar menos adecuada para una herramienta que una de 4200 o 4500 mAh diseñada específicamente para alta descarga.

Por eso debemos consultar conjuntamente:

  • capacidad;
  • corriente continua;
  • corriente de pico;
  • resistencia interna;
  • temperatura de funcionamiento.

Ventajas del formato 21700

El tamaño 21700 presenta varias ventajas respecto a formatos cilíndricos más pequeños.

Mayor capacidad por celda

Su mayor volumen permite fabricar baterías con capacidades elevadas.

Esto puede proporcionar más autonomía utilizando menos unidades.

Buena relación entre capacidad y potencia

Existen modelos capaces de combinar capacidades cercanas a 5 Ah con corrientes muy altas.

El catálogo actual de Molicel, por ejemplo, mantiene varias familias 21700 destinadas a diferentes niveles de capacidad y potencia. Molicel

Menor número de celdas para determinadas baterías

Una celda individual de mayor capacidad puede permitir construir ciertos paquetes utilizando menos unidades que con un formato más pequeño.

Esto puede simplificar:

  • conexiones;
  • soldaduras;
  • soportes;
  • gestión física del paquete.

Aunque el diseño final siempre dependerá de la tensión, capacidad y corriente requeridas.

Amplia variedad de modelos

Actualmente existen 21700 diseñadas para:

  • alta autonomía;
  • herramientas;
  • movilidad;
  • alta potencia;
  • almacenamiento;
  • aplicaciones industriales.

Esto hace que el formato sea muy versátil.

21700 frente a 18650

La comparación con el formato 18650 es inevitable.

Una 18650 mide aproximadamente:

  • 18 mm de diámetro;
  • 65 mm de longitud.

Una 21700:

  • 21 mm de diámetro;
  • 70 mm de longitud.

La 21700 dispone de un volumen interno considerablemente mayor.

Ventajas de la 21700

Puede ofrecer:

  • más capacidad;
  • modelos de muy alta potencia;
  • más energía por celda;
  • menos unidades para determinadas configuraciones.

Ventajas de la 18650

La 18650 continúa siendo interesante por:

  • menor tamaño;
  • menor peso por unidad;
  • enorme variedad disponible;
  • gran número de equipos ya diseñados para ella.

Por tanto, una 21700 no sustituye automáticamente a una 18650.

Puedes consultar nuestra guía sobre capacidad de las baterías 18650.

Aplicaciones de las baterías 21700

Actualmente el formato se utiliza en numerosos sectores.

Herramientas eléctricas

Taladros, sierras, amoladoras y otras herramientas pueden necesitar grandes corrientes.

En estos equipos resulta especialmente importante elegir una celda con:

  • baja resistencia interna;
  • corriente suficiente;
  • buen comportamiento térmico.

La capacidad en mAh por sí sola no es suficiente.

Bicicletas y patinetes eléctricos

Las 21700 permiten construir paquetes con una buena combinación entre:

  • autonomía;
  • potencia;
  • tamaño;
  • número de celdas.

La elección dependerá de la corriente demandada por el controlador y el motor.

Aspiradores inalámbricos

Los aspiradores pueden presentar consumos elevados y grandes picos.

Una batería de alta descarga puede resultar más adecuada que otra de mayor capacidad pero menor corriente.

Linternas de alto rendimiento

Muchas linternas modernas están diseñadas directamente alrededor del formato 21700.

Su mayor capacidad permite combinar:

  • alta luminosidad;
  • buena autonomía;
  • tamaño todavía relativamente compacto.

Sistemas de almacenamiento

También pueden utilizarse en paquetes destinados a almacenamiento de energía.

En estos sistemas debemos prestar especial atención a:

  • química;
  • tensión;
  • capacidad;
  • resistencia interna;
  • temperatura;
  • sistema de protección.

Conexiones en serie y paralelo

Cuando varias 21700 forman una batería, debemos diferenciar claramente ambas configuraciones.

Conexión en serie

Aumenta la tensión del paquete.

Por ejemplo:

  • 10S;
  • 13S;
  • 14S;
  • 16S.

Conexión en paralelo

Aumenta principalmente:

  • capacidad;
  • corriente disponible.

Por ejemplo, utilizando celdas de 5000 mAh:

  • 1P → 5 Ah
  • 2P → 10 Ah
  • 3P → 15 Ah
  • 4P → 20 Ah

Combinando ambas configuraciones podemos obtener paquetes como 13S4P.

Importancia del BMS

Cuando varias celdas forman un paquete, el sistema debe incorporar las protecciones adecuadas.

Un BMS puede controlar, dependiendo del modelo:

  • tensión de los grupos;
  • sobrecarga;
  • sobredescarga;
  • sobrecorriente;
  • cortocircuito;
  • temperatura;
  • equilibrado.

El BMS debe ser compatible con:

  • química;
  • número de grupos en serie;
  • corriente de carga;
  • corriente de descarga.

Puedes consultar nuestra guía sobre los tipos de BMS.

Cómo elegir una batería 21700

Antes de seleccionar una celda debemos comprobar varios parámetros.

Capacidad

Determina principalmente la cantidad de carga disponible.

Si queremos autonomía y el consumo es moderado, puede interesar una batería de alta capacidad.

Corriente de descarga

Debe ser suficiente para alimentar el dispositivo sin superar las especificaciones de la celda.

Es especialmente importante en:

  • herramientas;
  • motores;
  • aspiradores;
  • movilidad eléctrica.

Corriente de pico

Algunos equipos demandan mucha más corriente al arrancar que durante el funcionamiento normal.

También debemos considerar este valor.

Química

No todas las baterías etiquetadas como litio utilizan exactamente la misma química ni los mismos límites de tensión.

Resistencia interna

Una baja resistencia resulta especialmente interesante en aplicaciones de alta potencia.

Dimensiones

Hay que comprobar el espacio disponible.

Una 21700 no cabe automáticamente donde antes había una 18650.

Baterías nuevas y reacondicionadas

Una batería reacondicionada puede seguir ofreciendo un buen rendimiento siempre que haya sido correctamente seleccionada y comprobada.

Conviene verificar:

  • capacidad;
  • resistencia interna;
  • estado físico;
  • aislamiento;
  • procedencia.

Y debe indicarse claramente al comprador que se trata de una celda reacondicionada.

No debe venderse una batería usada como producto nuevo.

Cuidado con las falsificaciones

La popularidad de las 21700 también ha dado lugar a productos con:

  • capacidades exageradas;
  • corrientes poco realistas;
  • envolturas falsas;
  • referencias inexistentes.

La etiqueta exterior no garantiza la autenticidad.

Conviene comprobar siempre:

  • fabricante;
  • referencia;
  • ficha técnica;
  • peso;
  • capacidad;
  • procedencia.

Puedes consultar nuestra guía sobre cómo detectar celdas de litio falsas 18650 y 21700.

Seguridad y manipulación

Las baterías 21700 almacenan bastante energía y deben tratarse correctamente.

Evitar cortocircuitos

Nunca debemos transportar celdas sueltas junto con:

  • monedas;
  • llaves;
  • tornillos;
  • herramientas metálicas.

Revisar el aislamiento

No debemos utilizar celdas que presenten:

  • envoltura deteriorada;
  • aislante positivo dañado;
  • golpes importantes;
  • deformaciones;
  • corrosión;
  • fugas.

Evitar temperaturas extremas

El calor elevado acelera la degradación y puede aumentar el riesgo de fallo.

También debemos respetar los límites de temperatura indicados por el fabricante.

Carga correcta

Debemos utilizar un cargador compatible con:

  • química;
  • tensión;
  • corriente.

No debemos dar por hecho que cualquier cargador denominado “de litio” sirve para cualquier batería.

Puedes consultar nuestros cargadores para baterías de litio.

¿Cuánto dura una batería 21700?

No existe una duración fija.

Podemos hacer una estimación básica utilizando:

Autonomía aproximada = capacidad en Ah ÷ consumo en A

Una celda de 5000 mAh equivale a 5 Ah.

Si el equipo consume aproximadamente 1 A de forma continua, el cálculo teórico sería cercano a 5 horas.

En la práctica influyen:

  • eficiencia;
  • tensión de corte;
  • temperatura;
  • resistencia interna;
  • antigüedad;
  • corriente utilizada.

Vida útil

Tampoco existe un número universal de ciclos para todas las 21700.

La duración depende de:

  • modelo;
  • química;
  • temperatura;
  • profundidad de descarga;
  • tensión máxima;
  • corriente;
  • condiciones de almacenamiento.

La ficha técnica es la referencia adecuada para conocer las condiciones de ensayo.

Historia y evolución del formato 21700

El formato adquirió gran protagonismo industrial alrededor de 2017 y desde entonces se ha extendido a numerosas aplicaciones.

La evolución no se ha limitado a aumentar los mAh.

También ha mejorado:

  • potencia;
  • resistencia interna;
  • velocidad de carga;
  • comportamiento térmico;
  • fabricación.

Si quieres conocer cómo surgió este formato y su evolución desde la 18650, puedes consultar nuestra guía sobre la historia de la batería 21700.

Preguntas frecuentes sobre baterías 21700

¿Todas las baterías 21700 son de 5000 mAh?

No.

Existen numerosos modelos y capacidades diferentes.

¿Todas trabajan a 3,7 V?

No necesariamente.

La tensión depende de la química y del modelo concreto.

¿Una 21700 siempre tiene más potencia que una 18650?

No.

La corriente máxima depende del diseño de cada celda.

¿Puedo sustituir una 18650 por una 21700?

No directamente.

Hay que comprobar:

  • espacio;
  • tensión;
  • química;
  • corriente;
  • contactos;
  • compatibilidad del dispositivo.

¿Una 21700 de más mAh es siempre mejor?

No.

Una celda de menor capacidad puede estar diseñada para proporcionar mucha más corriente.

¿Necesitan BMS?

Una celda individual puede utilizarse en un dispositivo con su propia electrónica de protección.

En paquetes multicelda es habitual emplear un sistema de gestión y protección adecuado.

Dónde comprar baterías 21700

Lo más importante es adquirir referencias identificables y con especificaciones verificables.

Debemos valorar:

  • fabricante;
  • referencia;
  • procedencia;
  • estado;
  • ficha técnica;
  • vendedor especializado.

En Batterybro puedes consultar nuestra selección de celdas 21700 para comparar diferentes capacidades y características.

Conclusión

Las baterías 21700 ofrecen una excelente combinación entre tamaño, capacidad y potencia.

Su mayor volumen respecto a las 18650 permite fabricar modelos con elevadas capacidades, altas corrientes de descarga o un equilibrio entre ambos aspectos.

Pero no todas las 21700 son iguales.

Para elegir correctamente debemos comprobar:

  • capacidad;
  • corriente;
  • química;
  • resistencia interna;
  • temperatura;
  • dimensiones;
  • aplicación.

Elegir la celda adecuada significa encontrar el equilibrio correcto entre autonomía y potencia, no simplemente seleccionar la batería con más mAh.

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