Меню

Что такое внутреннее сопротивление li ion аккумулятора

Что такое внутреннее сопротивление li ion аккумулятора

Про литий-ионные аккумуляторы — техно-ликбез

Не так давно обнаружил на старости лет, что литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы — это, оказывается, разные вещи (хотя и родственные). В ходе разбирательства выяснил несколько интересных фактов; и, как обычно, оформлю всё это в техническую статейку — авось кому пригодится.

Степень технической грамотности российского обывателя по части бытовых аккумуляторов весьма низка. Например, поймал себя на мысли, что слово «батарейка» у меня давно не ассоциируется с гальваническими источниками тока; для меня это всегда == аккумулятор; к слову сказать, в английском слово battery подразумевает и то и другое. Тем не менее, для широчайших масс населения батарейка = «пальчики», «мизинчики» и прочие одноразовые элементы питания. Батарейки в обывательском понимании этого слова действительно служат дольше и надёжнее аналогичных аккумуляторов; зачем платить больше, если можно вставить батарейку и забыть; а аккумуляторы стоят в разы дороже; по крайней мере, здесь у нас, в краях де-индустриализации. Если же пользоваться электроприборами достаточно часто и вне дома, то аккумуляторы сэкономят и деньги и нервы; в случае севшей батарейки заменить её обычно нечем, а аккумуляторы подразумевают наличие некоторого набора сменных элементов, находящихся на зарядке. Я уж не говорю за экологию — один аккумулятор заменит сразу несколько батареек, а вред природе от него как от одной, а то и меньше.

Итак. Речь в статье пойдёт именно про аккумуляторы, т.е. перезаряжаемые источники тока. Наиболее известны обывателю заменители тех же «пальчиков» и «мизинчиков», т.е. элементов АА и ААА, аккумуляторы для бытовой техники на основе никель-кадмиевых или никель-металгидридных элементов. Эти технологии (также родственные) многим хороши, но, к сожалению, когда речь идёт за аккумуляторы, всегда половина информации будет про недостатки. У «никелевых» батареечек их сразу несколько (это, увы, касается любой современной технологии); из которых наиболее очевидный — саморазряд; если оставить такой аккумулятор относительно надолго в «заряженном» состоянии, то в ответственный момент может оказаться, что он разряжен. Для бытовых нужд это самая большая засада — такие аккумуляторы нужно регулярно перезаряжать, в отличие от «классических» батареек, которые могут валяться и ничего им не будет годами. Также у них не такой уж большой срок службы, и довольно низкое напряжение; что для некоторых целей является критическим.

Довольно часто даже в бытовой технике требуется определённое напряжение — например, пульту ДУ достаточно 1В для работы, а вот мобильной акустической системе уже нужно 6-9В. В таком случае применяется т.н. многобаночный аккумулятор, то есть последовательное подключение элементов; принцип работы авто-аккумулятора (свинцового типа) можно почитать тут.

Подключение 4 «АА»-элементов последовательно даст итоговое напряжение в 4.8В.

Соответственно, дабы получить высокое напряжение, нужно подключать больше и больше элементов питания. Для ходового в авиа-моделизме напряжения в 12В в случае «никелевых» элементов нужно десять последовательных «банок», т.е элементов питания. При этом проблемы одной из «банок» будут отражаться на всей сборке, и чем больше «банок», тем в общем случае хуже.

В общем, уже давным-давно де-фактом стандартом питания для бытовой техники и гаджетов стали литий-ионные аккумуляторы, и их «родня» — литий-полимерные элементы, «лип ошки» (от сокращения Li-Po). Именно такие элементы стоят в смартфонах, ноутбуках, на них работают мобильные инструменты типа шуруповёртов, а также практически все летающие и ползающие дроны также питаются от этого вида аккумуляторов.

По сравнению с другими типами элементов «литиевые» отличаются меньшей массой, большей токоотдачей, относительно высоким рабочим напряжением (до 4.35В), малым саморазрядом и прочая. Благодаря этому значительная часть бытовой техники в Китае переходит с «пальчиковых» батареечек на формат элементов 18650. Это типоразмер, в котором может быть заключены очень разные элементы питания, сильно разнящиеся по всем электрическим параметрам; поэтому именно про них в основном сегодня и поговорим. Сама по себе эта тарабарщина из цифр означает ширину и длину элемента — 18мм*65мм; существует масса других форм-факторов элементов питания, среди которых далеко не все являются литий-ионными. Но если говорить за формат 18650, то он заполнен только ли-ион-элементами; и сейчас является одним из самых распространённых форматов аккумуляторов в мире.

Важнейшим отличием 18650 от АА и ААА является не размер, а технология, которая меняет все электрические характеристики. Если попытаться по-простому затолкать 18650 туда, где используется АА и ААА, то возможно всё, вплоть до взрывов и пожаров; так что применять их нужно по назначению; либо же думать головой. Основное очевидное отличие от «пальчиков»-«мизинчиков» — в увеличенном втрое напряжении; АА и ААА выдают по 1.25В максимум, 18650 в зависимости от технологии может дать и 4.35В. Их можно использовать как заменители АА и ААА в бытовой технике, но с умом.

Для разбавления скучных фактов приведу пример, для кого-то может оказаться неожиданным — как минимум часть (а возможно и все) «инновационных» автомобилей Тесла ездят на батареях, составленных из. 18650.

Все т.н. «повербанки» (powerbank), мобильные аккумуляторы, тоже собираются на основе 18650; причём на али можно найти комплекты для сборки «батарейки» любой мощности, в зависимости от количества элементов; и качество этих элементов вы можете задавать сами, а не покупать кота в мешке, чем мы все занимаемся, покупая готовые сборки. 99% функционала таких аккумуляторов зависит от применяемых элементов; а сами корпуса и необходимая электроника, как можно видеть, стоит копейки.

На сегодняшний день элементы 18650 имеют максимальное напряжение 4.1В-4.35В (в зависимости от технологии, нужно уточнять), и максимальную ёмкость в 3400мА/ч. Последнее особенно важно — китайские производители любят написать на своих элементах мега-цифры, которые впоследствии, разумеется, не подтверждаются.

Производят 18650 в Южной Корее, Японии и Китае; причём моду задают японцы и корейцы. Китайцы быстро учатся, но пока что их творения в основном заключаются в разной степени удачности клонах корейских и японских элементов.

К чему это я. В отличие от более-менее стабильного рынка элементов АА и ААА, на поле 18650 творится разброд и шатание; технология литий-ионных элементов ещё не «устаканилась», и постоянно выходят новые модификации элементов, отличающиеся по «химии», т.е. базовой технологии производства. Это-то и приводит к тому, что один тип ли-ион элементов может выдавать напряжение в 4.1В, а другой — в 4.35В; а это означает, что их надо по-разному заряжать и разряжать. И да, для зарядки литий-ионных и ли-поли-элементов и аккумуляторов нужны свои зарядки; причём, желательно, «интеллектуальные» — т.е. с возможностями управления и мультиметра.

И вот теперь переходим к недостаткам данной технологии. Их у неё немало. В частности, литий-ионные элементы небезопасны, особенно при зарядке; перезарядка свыше номинала, а также перегрев или понижение давления в самолёте может привести к их возгоранию (ранние типы даже взрывались); вот тут хладный сказ от техноблогера, которого регулярно смотрю. Осторожный обыватель может возопить, что, дескать, не будут использовать 18650 никогда-никогда; но, граждане и старушки, в ваших телефонах, планшетах, плеерах и ноутбуках используются те же самые элементы; причём в ноутбуках так и вовсе используется ровно то же многобаночное подключение элементов 18650, что и в вышеприведённом примере. И в некоторых планшетах, если не изменяет склероз, тоже.

У литий-ионных и литий-полимерных элементов есть рабочий диапазон напряжения, за пределы которых выходить практически нельзя; это приведёт либо к выходу элементов из строя, либо к ещё более печальным событиям, описанным выше. Элементы с номинальным напряжением 3.6В имеют диапазон от 2.6 до 4.1В; для 3.7В — от 2.7 до 4.2В, для 3.8В — от 2.9В до 4.35В. Узнавать параметры элемента лучше всего не по рекламным надписям, а по т.н. даташиту (datasheet); эта информация распространяется производителями или собирается экспертами; для каждого типа можно найти в интернете самостоятельно. Крайне полезно знакомиться с даташитом перед покупкой — если там написано, например, что вес элемента — 45г, а у продавца указано 40 или меньше, это вопрос — не дурят ли нашего брата.

Читайте также:  Как зарядить скутерный аккумулятор

Как и на любом «диком» рынке, на поляне 18650 полно мошенников, и надо быть осторожным — особенно при любимых многими покупках в китайских онлайн-магазинах. Хотя большинство из них применяют защиту покупателя, и в случае откровенного брака, скорее всего, вернут вам деньги, всё равно велик риск получить не то, что нужно, и при этом потерять кучу времени. Например, на том же Али очень много китайских копий известных марок батареек (да, как уже говорил, есть и «бренды» среди 18650); далеко не всегда это откровенный обман, но, скорее всего, они будут отличаться от оригиналов не только по ёмкости, но также и по токоотдаче, весу, а, возможно, и по внутреннему сопротивлению (что приведёт к «просадке» напряжения под нагрузкой, но об этом — в конце статьи).

Тем не менее, если подходить с умом, то использование 18650 может вас здорово выручить. Например, те же мобильные аккумуляторы — если нет нужды прямо здесь и сейчас — покупать в сборе имхо нездоровый фанатизм; заказываете нужный корпус и нужное число элементов нужного объёма, и вуаля — готова сборка конкретно под вас; обычно ничего паять не нужно, просто собрал и включил. И в случае выхода батарейки (повербанки) из строя разбираем и смотрим, кто там сдох — ишак или падишах. К тому же, можно докидывать батареечки в сборку при долгих поездках.

Если заморочиться, то есть метод получения 18650 практически задаром — разборкой «сдохших» аккумуляторов от ноутбуков. Проверил этот метод — действительно, работает; мне достался аккумулятор от ноутбука Sony, с соответствующей маркировкой на батарее, а внутре оказались подписанные как попало элементы 18650, обнаружить datasheet от которых не удалось; правда, батарее уже много лет. Все они оказались рабочими, с одним важным «но» — внутреннее сопротивление всех шести элементиков выше 100мОм, что весьма много. Метод добычи элементиков из ноутбуков — весьма время-затратный, и рекомендовать его я не буду; он подойдёт только для энтузиастов.

Как достать и восстановить элементы 18650 из батареи ноутбука

Для повседневного же использования лучше покупать новые элементики питания; во многом из-за следующего недостатка ли-ион технологии — старения. Технологии изготовления ли-ион-элементов первого поколения приводили к постоянному эффекту потери 10% ёмкости элементика в год; причём неважно, хранится ли он на складе или пашет под нагрузкой. В современные элементы при изготовлении добавляют консерванты, которые позволяют хранить их до первого использования практически без потери ёмкости; несколько циклов заряд-разряд разрушают консервант, и начинается «штатное» старение. Но надо быть готовым к тому, что считать возраст батарейки придётся от даты производства, а не от начала использования. Что же касается батареек из ноутов, можно прикинуть, сколько они потеряли от номинала.

Теперь наконец расскажу немного про литий-полимерные батареечки и элементики. Их основное отличие — в использовании полимера вместо гелевого (т.е. жидкостного) электролита. Технология ли-по-элементов ещё более новая, чем литий-ионная, и в ней нет такого разнообразия, поэтому практически все «липошки» обладают номинальным напряжением 3.7В и рабочим диапазоном от 3 до 4.2 В. Ли-по батареечки обладают чуть меньшим весом, чем ли-ион, и обладают потенциально бОльшей токоотдачей; за что очень любимы авиамоделистами, которым необходимы лёгкие и мощные аккумуляторы. Все Фантомы, Хабсаны, Валкиры и прочая летают именно на таких аккумуляторах.

Аккумуляторы обладают такой важной характеристикой, как токоотдача; ток нагрузки, измеряемый в С, т.е. ёмкости аккумулятора в ампер-часах; на сборках обычно пишут ёмкость в милли-ампер-часах (мА/ч), нужно умножать это число на 1000. Например, аккумулятор в 1000 мАч и токоотдачей 1С выдаст тока в 1000/1000*1 = 1А. Ходовой аккумулятор для дроноводов в 5200мА/ч и с токоотдачей 20С выдаст, соответственно, 5.2*20 = 104А. И здесь порылось куда больше собак, чем хотелось бы — поскольку измерить объём достаточно просто, а вот токоотдачу проверить уже сложнее; и в итоге производители пишут на аккумуляторах, что им взбредёт в голову. А без нужной токоотдачи крокодил не ловится, не растёт кокос — не будет нужной мощности. И любимый шуроповёрт не сможет провернуть саморез, а дрон вместо бреющего полёта будет натужно махать крыльями на взлётке.

Теперь — про неожиданное. Особо не разобрался, в чём тут дело, но для достижения высокой токоотдачи аккумуляторы делают тяжёлыми (возможно, увеличивается контакт с электролитом?), т.е. в пределах одной массы токоотдача разменивается на ёмкость. И большинство литий-полимер аккумуляторов обладает высоким С — для успешного примерения в токоёмких устройствах, таких как дроны. Для гоночных аппаратов важнее мощность, а не объём — они из-за своей мощности утащат что угодно; но вот для летающих камер это совсем не так. А в последнее время мы с коллегой по хобби занялись темой долголётов, и для них это ровно наоборот; токоотдача нужна весьма небольшая, главное — объём аккумулятора. И подобрать нужные ли-поли-аккумуляторы оказалось сложнее, чем. собрать из 18650, что та Тесла.

Как собрать батарею самому; один из многих примеров

При логическом взгляде на первый взгляд это казалось ересью — каждый 18650 содержит собственную защитную оболочку, которая немало весит; как тут соревноваться с готовыми сборками на ли-по. Но собственная практика показала, что эта схема вполне работает. Всё-таки размен токоотдачи на объём в случае авиамодельных ли-по-сборок слишком велик. Возможно, где-то можно найти низкотоковые сборки; не видел.

Как уже говорил выше, в аккумуляторе всё зависит от используемых элементов; в случае ли-по мы гарантированно покупаем кота в мешке (каламбурчик), и должны верить производителю на слово; в случае сборки из 18650 можно покурить даташиты и определить, что нужно лично вам. Пока я думал и прикидывал шансы, коллега Фёдор уже нахватил каких попало батареек на Али, что привело к ожидаемому фейлу (суть — после 5 минут) — полётное время на сборке 6s3p составило. 25 секунд; правда, возможно, ещё пошаманим и чего-нибудь придумаем и с этой сборкой.

Поэтому решил особо не выпендриваться, и рассматривал для тестов популярные варианты, используемые в авиамоделизме — Samsung NCR (с максимальным подтверждённым объёмом на сей момент — 3400 мА/ч), либо же LG HG2; объёмом поменьше, но с повышенной до 30А токоотдачей. В итоге всё же взял HG2, на Али; и был до последнего момента в неуверенности; батарейки пришли вовремя, похожие на оригинал, заряд берут честно, в 3000 mAh и даже больше; но вот засада — внутреннее сопротивление всех элементиков выше 100 мОм, как и в случае упомянутой выше разборки древнего ноутбучного аккумулятора. Это живо напомнило опыт Фёдора, и как-то стало тревожно на душе.

Когда ехали на тестовый полёт — после 35-градусных морозов потеплело до -25С и решили-таки освежиться — то надеялись, что аппарат (тот самый, на котором сборка Фёдора выдала 25 секунд полёта) провисит хотя бы минут 5. Всё-таки мороз, все дела. Больше всего было опасений за просадку напряжения после взлёта — большое внутреннее сопротивление означает падение напряжения под нагрузкой. Но после взлёта напряжение просело всего на вольт, и почему-то решило дальше не проседать. Полчаса гоняли аппарат, который в конце концов сошёл с ума и протаранил берёзу — скорее всего, замёрз или раскалибровался компас; агрегат пока в работе, вполне может быть и то и другое; главное, что оставалось ещё порядочно заряда; собирались садиться на 18.5В, а было ещё почти 20В.

Читайте также:  Как завести вольво если сел аккумулятор

DVR-запись на телефон через приёмник Eachine ROTG01, который наших морозов не держит; поэтому запись периодически прерывается; смотреть на таймер внизу справа.

Максимальное полётное время, которое мы на аппарате достигали на липо-сборке 5500mA/h 6s — 38 минут, при весе сборки в

800 гр,, в плюсовую температуру. А тут — 32 минуты в -25С, и это был явно ещё не конец — на сборке 6s3p в 9000 mA/h весом в те же 800 гр. Возможно, на Самсунгах, которые 3400 против 3000, будет ещё больше. Особенно, если их поставить 4 в параллель, а не 3. 🙂 В общем, простор для махинаций — величайший. Главное — не нужно привязываться к готовому производителю, и можно всё колхозить самим.

Больше всего беспокоит внутреннее сопротивление батареечек — возможно, конечно, это тлетворное влияние консервантов (апдейт — да, так и есть). Например, батареечки из ноута, использованные для питания FPV-шлема в полётный день, моментально (за 12 минут) просели до опасных значений — то ли замёрзли, то ли не выносят нагрузки, ибо дома в тепле показали почти полный заряд — вот вам и внутреннее сопротивление.

Технологии литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов — далеко не панацея; но при грамотном применении способны облегчить жизнь. И не только в экстремальных хобби, но и вполне в быту; у каждого свои потребности.

Апдейт: после нескольких циклов заряд-разряд батарейка из 18650 стала показывать нормальное сопротивление — от 11 до 14 мОм на баночку (пруф).

Источник



Внутреннее сопротивление аккумулятора

Если взять новенький литий-ионный аккумулятор, допустим типоразмера 18650, обладающий номинальной емкостью в 2500mAh, довести его напряжение ровно до 3,7 вольт, а затем подключить к активной нагрузке в виде 10-ваттного резистора номиналом R=1 Ом, то какой величины постоянный ток мы ожидаем измерить через этот резистор?

Акумулятор 18650 2500mAh

Что там будет в самый первый момент времени, пока аккумулятор практически не начал разряжаться? В соответствии с законом Ома, казалось бы, должно быть 3,7А, так как i=U/R=3,7/1 = 3,7[А]. На самом же деле ток окажется чуть-чуть меньше, а именно — в районе I=3,6А. Почему так произойдет?

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Причина в том, что не только резистор, но и сам аккумулятор обладает неким внутренним сопротивлением, поскольку химические процессы внутри него не могут протекать мгновенно. Если представить себе аккумулятор в виде реального двухполюсника, то 3,7В — это будет его ЭДС, кроме которой здесь будет присутствовать еще и внутренне сопротивление r, равное, для нашего примера, приблизительно 0,028Ом.

ЭДС аккумулятора

Действительно, если измерить напряжение на присоединенном к аккумулятору резисторе величиной в R=1Ом, то оно окажется равным примерно 3,6В, а 0,1В стало быть упадет на внутреннем сопротивлении r аккумулятора. Значит, если резистор имеет сопротивление в 1 Ом, напряжение, измеренное на нем, составило 3,6 В, следовательно ток через резистор равен I=3,6А. Тогда, если u=0,1В пришлось на аккумулятор, а цепь у нас замкнутая, последовательная, — значит и через аккумулятор ток составляет I=3,6А, следовательно, согласно закону Ома, его внутреннее сопротивление будет равным r=u/I=0,1/3,6 = 0,0277 Ом.

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумулятора

В реальности внутренне сопротивление у аккумуляторов разного типа не является все время постоянной величиной. Оно динамично, и зависит от нескольких параметров: от тока нагрузки, от емкости аккумулятора, от степени заряженности данного аккумулятора, а также от температуры электролита внутри аккумулятора.

Чем больше ток нагрузки — тем меньше, как правило, внутреннее сопротивление аккумулятора, поскольку процессы переноса заряда внутри электролита идут в этом случае более интенсивно, ионов в процессе участвует больше, ионы активнее движутся в электролите от электрода — к электроду. Если же нагрузка сравнительно мала, то и интенсивность химических процессов на электродах и в электролите аккумулятора — тоже будет меньше, и значит внутреннее сопротивление покажется большим.

У аккумуляторов большей емкости — площадь электродов больше, а значит и площадь взаимодействия электродов с электролитом — обширнее. Следовательно большее количество ионов участвуют в процессе переноса заряда, больше ионов создают ток. Похожий принцип демонстрируется при параллельном соединении конденсаторов — чем больше емкость — тем больше заряда можно использовать в окрестности данного напряжения. Итак, чем выше емкость аккумулятора — тем меньше его внутреннее сопротивление.

На сколько процентов разряжен аккумулятор

Теперь поговорим о температуре. У каждого аккумулятора есть свой безопасный рабочий диапазон температур, внутри которого справедливо следующее. Чем выше температура аккумулятора — тем с большей скоростью происходит диффузия ионов внутри электролита, следовательно при более высокой рабочей температуре внутренне сопротивление аккумулятора будет ниже.

Первые литиевые аккумуляторы, не имевшие защиты от перегрева, даже взрывались из-за этого, так как образовывавшийся из-за быстрого распада анода (в результате быстрой реакции на нем) кислород выделялся чересчур активно. Так или иначе, для аккумуляторов характерна почти линейная зависимость внутреннего сопротивления от температуры в диапазоне приемлемых рабочих температур.

С разрядом аккумулятора, его активная емкость уменьшается, так как количество активного вещества пластин, еще могущих поучаствовать в создании тока, становится все меньше и меньше. Поэтому и ток становится все меньше и меньше, соответственно внутреннее сопротивление растет. Чем более заряжен аккумулятор — тем меньше его внутреннее сопротивление. Значит, по мере разряда аккумулятора, его внутреннее сопротивление становится больше.

Источник

Внутреннее сопротивление аккумуляторов

Некоторые зарядные устройства позволяют увидеть внутреннее сопротивление аккумулятора, что же это за параметр, читаем ниже:
Это одна из основных характеристик аккумулятора. Чем она меньше, тем лучше. В норме для Li-Ion аккумулятора внутреннее сопротивление соответствует 150-250мОм при напряжении 3.6В.
Внутреннее сопротивление (далее ВС), по большому счету, определяет производительность батареи. Если при работе с аккумулятором с высоким ВС потребуется обеспечить большой ток нагрузки в кратковременном режиме, что характерно для сотовых телефонов, то выходное напряжение аккумулятора будет проседать за счёт большого падения на ВС батареи. Поскольку потребление тока сотовыми телефонами носит импульсный характер, то в пиковые моменты потребления тока напряжение аккумулятора может упасть до нижнего предела напряжения питания и телефон сообщит, что аккумулятор разряжен, несмотря на то, что до полного разряда еще далеко. Таким образом телефон может подвести владельца в самый ответственный момент.
Кроме того, высокое ВС вызывает серьёзные потери при зарядке, что выражается в чрезмерном нагреве батареи. Также, при заряде батареи с высоким ВС, напряжение на её ячейке быстрее достигает порогового, и телефон сообщит о завершении зарядки, но при этом батарея будет недозаряжена.
Существуют соответствующие методы, позволяющие измерить ВС батареи, однако они зачастую недоступны рядовому пользователю. Наиболее распространённый метод заключается в измерении падения напряжения в аккумуляторе при постоянной нагрузке на нём.

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Любой электрический приемник обладает внутренним сопротивлением. Понятие включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, зависит от материалов изготовления внутренних конструкций, свойств электролита, состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора – величина переменная, зависит от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса АКБ. Норма определяется экстраполированием разрядной кривой. Абстрактная величина внутреннего сопротивления в расчетах не используется.

Читайте также:  Нужно ли снимать клемму с аккумулятора при снятии подушки безопасности

Кривая внутреннего сопротивления АКБ

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. ( 1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Измерение внутреннего измерения свинцового аккумулятора мало изменяется от конструктивных элементов , отрицательных электродов и губчатого свинца. А вот активная замазка и положительный электрод оказывают сопротивление прохождению тока в 10 тысяч раз большее. С повышением степени сульфатирования, усиливается сопротивление, при постоянном напряжении падает сила тока. При получении зарядного тока кристаллы разрушаются, сопротивление уменьшается.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора – таблица

От внутреннего сопротивления каждого свинцового аккумулятора и батареи зависят технические характеристики импульсная сила тока и время отдачи энергии. Определить параметр приблизительно можно, используя инструмент – нагрузочную вилку.

Схема нагрузочной вилки для измерения АКБ

Однако есть и другие способы – косвенные. Кривые зависимости температуры электролита и сопротивления, график повышения сопротивления в зависимости от степени заряда аккумулятора. Этот показатель можно определить по плотности электролита или напряжению. Поэтому нет таблиц, проверить внутреннее сопротивление можно как по графикам, так по косвенным характеристикам. При этом следует учитывать, что частота тока оказывает на сопротивление большое влияние. В бытовом анализе используют таблицы для тока в 50Гц.

Таблица характеристик аккумуляторной батареи

Чаще всего, как измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов, используют нагрузочную вилку. Можно применить программу измерения в универсальном заряднике Аймакс Б6.

Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Аккумулятор форм фактор 18650 представляет цилиндр, в котором спиралью свернуты банки, состоящие из пар лент с разными полюсами, разделенные сепараторами. Внутренняя начинка может быть никель-кадмиевой, металлогидридной или литий-ионной. В зависимости от активной пары аккумуляторы имеют разную емкость и разность потенциалов на клеммах.

Какое должно быть внутреннее сопротивление в аккумуляторах 18650 литий-ионного типа? Меняется ли сопротивление с потерей емкости. Все это можно определить, составив схему для измерения.

Замер сопротивления 18650 схема

Ra – активное сопротивление 18650

Cдв – емкость двойного электрического слоя

R0 – сопротивление переноса заряда на границе электролит-электрон

Zw – диффузионный импеданс Варбурга

При этом измерение производится током в 1000 Гц, согласно международным стандартам. Связано это с устройством аккумулятора, который является одновременно конденсатором и резистором. Стандартное внутреннее сопротивление новых литиевых аккумуляторов 18650 около 100мОм. Это норма. Со временем аккумулятор неизбежно теряет емкость, внутреннее сопротивление возрастает.

Видео

Предлагаем посмотреть видео материал о том, как практически измеряют внутреннее сопротивление специальным прибором.

Источник

Внутреннее сопротивление 18650 аккумулятора. Нюансы

Сопротивление батарей 18650 – определяющий параметр, от которого зависит применимость аккумулятора.

Почему внутреннее сопротивление 18650 так важно учитывать?

Если сопротивление высокое, значит ток проходит с трудом. Это вызывает нагрев, который ещё больше ухудшает токоотдачу. Это обязательно портит батарею, приводя к деградации ёмкости. В худшем случае взрыв или возгорание.

По этой причине, важно соизмерять сопротивление батареи и мощность оборудования. Так например, в вейпах, шуруповёртах, элементы с высоким сопротивлением будут опасны.

В чём отличие высокотоковых от обычных 18650, примеры в цифрах
У Самсунгов с током отдачи 15 ампер, сопротивление составляет 12-15 мОм (милли Ом), это довольно низкое сопротивление, что хорошо. А у Литокала 35-42 мОм, средний показатель. Вторая батарея не может быть высокотоковой, те же 15 ампер хотя и сможет выдать, да вот быстро перегреется и испортится. Нельзя считать 15А для Литокала рабочим током. В этом и отличие высокотоковых от обычных.

Аккумуляторы 18650 с малым сопротивлением дороже?

Да, безусловно. Высоким сопротивление никто не будет делать специально, это обусловлено удорожанием производства. Например: высокотоковые стоят 800-1000 руб, тогда как обычные 200-300 руб. Поэтому, не следует считать злом те же китайские Литокала, а Самсунги идеалом. Всё в цене учтено. По качеству элементы с Алиэкспресс очень и очень толковые. Тут важно не поскупиться и купить высокотоковые, если это действительно нужно. А там где фонарик запитать на 1100 люмен, вполне и обычные, за 180-300 руб подойдут.

Сам подобрал для себя данные модели, как оптимальные по цене, продают сами производители батарей:

18650 литиевый аккумулятор. LiitoKala 3400мАч – купить от 160 руб

Литиевый аккумулятор 18650. LiitoKala, 3400мАч

Литиевый аккумулятор 18650. LiitoKala 3500мАч

Есть на Алиэкспресс и высокотоковые, однако, их тестировали и они всё равно перегреваются, отдав примерно треть ёмкости. Использовать можно, цена хорошая, в пределах 400 руб, однако для непостоянной высокотоковой нагрузки, это надо учитывать. Такой вариант тоже может кому-то подойти и сберечь средства:

Высокотоковый литиевый аккумулятор 18650, 20-35А, 3000мАч. LiitoKala

Высокотоковый li-ion аккумулятор 18650, 20-35А, 3000мАч. VariCore

Итак, что в итоге?
Если устройство маломощное, тогда проблем нет, можно купить обычный не высокотоковый. Все указанные 3000-3500 миллиампер вы спокойно получите. Как только эта энерго-ячейка начнёт применятья в шуруповёрте, электровелосипеде, вейпе – начинается жуткий перегрев, возможность детонации и возгорания. Ладно если не так, однако такой аккумулятор сильно деградирует в ёмкости. Поэтому выгоды от такой покупки не будет, один расход и разочарование. И всё равно придётся потом купить высокотоковые аккумуляторы.

  • Показатели эффективности батареи:
    • Токи разряда и заряда – разряд 30А, заряд 5А
    • Ёмкость – 3600 мАч (примерно максимальная ёмкость для 18650 в текущее время)
    • Сопротивление – 10 мОм это очень хороший показатель
    • Отсутствие токов утечки – не разряжается при длительном хранении ниже допустимого

Лучшие показатели по этим параметрам, будут говорить об эффективности

  • Нюансы
    • Сопротивление возрастает с разрядом батареи приблизительно на 40-70%, допустим с 15 до 22 мОм
    • Выше сопротивление при понижении температуры. Поэтому на холоде акб разряжается быстро.

Чем измерить внутреннее сопротивление 18650?

Как показывает опыт тех кто пробовал разные устройства, правильные значения даёт только более профессиональное оборудование, которое под рукой вряд ли окажется. Можно понять относительное равенство сопротивлений, измерив их на одном приборе.

Источник