Меню

Литий ионные аккумуляторы токоотдача

Литий ионные аккумуляторы токоотдача

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.

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.

Читайте также:  Как прикурить авто с двумя аккумуляторами

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.

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



Литий-ионный аккумулятор 18650 — характеристики, какой тип лучше

Люди уже давно используют различные аккумуляторы. Они отличаются своей емкостью размером и другими характеристиками АКБ 18650. Наука не стоит на месте и возможности современных батареек при малых габаритах достаточно велики. Одними из довольно мощных батарей литий-ионного типа являются аккумуляторы 18650, о которых и пойдет речь далее.

Литий-ионный аккумулятор 18650 — краткое описание, когда созданы

Само по себе понятие литиевых аккумуляторов появилось в 1970 году, когда ученый Майкл Уиттенгем продемонстрировал возможность соединения дисульфида титана с ионами лития во время разрядки АКБ, а при заряде они экстрагировались.

В то время напряжение такой батареи было слишком низким, а пожароопасность невероятно высокой. Это подтолкнуло Д. Гуденафома в 1980 году создать новый материал, называемый кобальтитом лития, а в 1996 году – феррофосфат лития. Новые батареи обладали более высоким напряжением.

То, что сейчас используется в качестве литий-ионного аккумулятора впервые появилось в 1991 году. Создал батарею Акира Есино, а производство запустила компания Sony, в качестве анода выступал графит, а катодом стал кобальтит лития. Трое ученых, работавших над созданием литий-ионных АКБ получили в 2019 году нобелевскую премию по химии.

Принцип работы батареи

Основой работы Li-ion аккумулятора является углеродный материал и принцип так называемой интеркаляции. Суть заключается во внедрении лития в структуру отрешительного электрода в период заряда батареи. В результате образуется интеркаляционное соединение. Во время разрядки литий покидает кристаллический углерод, отдавая электрон.

Интересно! Безопасность литий-ионных батарей смогли повысить за счет отсутствия металлического лития и использования его связанных ионов.

Что означает “18650”, размер в мм

Типоразмер литий-ионных АКБ обозначается цифровым кодом. В случае с аккумуляторной батарейкой 18650, значения цифр следующие:

  • 18 – диаметр;
  • 65 – длина;
  • 0 – форма корпуса – цилиндр.

Важно! С такими же техническими характеристиками, но с установленной защитой АКБ будет иметь другие габаритные размеры.

Также в наименовании аккумуляторной батареи 18650 могут содержаться буквы, у различных производителей они могут отличаться, но есть между ними некоторые общепринятые обозначения:

  • I – говорит о том, что АКБ ионная;
  • С – катод изготовлен из кобальта;
  • F – материал катода железофосфат;
  • М – в батарее используется марганец;
  • R – обозначает, собственно, саму АКБ.

В зависимости от фирмы производителя могут добавляться иные символы, характеризующие элемент, маркировка аккумуляторов 18650 будет отличаться.

Где плюс и минус

В АКБ 18650 очень важно не перепутать полярность. Понять, где расположен где плюс и минус у аккумулятора 18650 не так сложно, как может показаться с первого взгляда. Да, обе стороны с первого взгляда похожи, но у них есть довольно значительное отличие – плюсовая клемма имеет до четырех маленьких отверстий и все же немного выступает, по сравнению от совершенно плоской минусовой.

Характеристики

Компоненты литий-ионного аккумулятора будут влиять на общие характеристики, а химический состав его компонентов создает определенный коридор минимальных и максимальных нагрузок.

Параметр постоянного разряда

Разрядное напряжение Li-ion АКБ довольно высокое, составляет от 3,4 В и выше. Параметр напрямую зависит от того, какие электроды использует производитель для батареи. Саморазряд при этом достаточно низкий, не более 3% в 30 дней.

Емкость

Материалы для производства аккумуляторных батареек 18650 напрямую влияют на его емкость. Минимальный показатель для литий-ионного аккумулятора – 1600 мАч, а максимальная – 3600 мАч.

Интересно! Если производитель указывает более высокий показатель емкости, то либо он вводит покупателя в заблуждение, либо есть вероятность приобретения некачественной продукции.

Вольтаж

Напряжение аккумулятора 18650 намного выше, чем у батареек классов АА или ААА. Именно по этой причине производители выпускают их в больших габаритах, чтобы пользователь случайно не повредил устройство, вставив мощную батарею, вместо классической батарейки. Минимальное напряжение аккумулятора li ion 18650 составляет 2,5 В, а максимальное 4,2 В, в отличие от никелевых аккумуляторов 18650, имеющих вольтаж всего 1,5 В.

Внутреннее сопротивление

Литий-ионные аккумуляторы разделяют на высокомощные, промежуточные и высокоемкие. Зависят эти показатели от количества электродной массы и толщины основы электрода, которая проводит ток. Сопротивление напрямую зависит от количества электродной массы в изделии. В результате производители выпускают аккумулятор 18650 с нормой внутреннего сопротивления от 4 до 15 мОм*Ач.

Срок службы (от чего зависит)

Наиболее важным при хранении литий-ионного аккумулятора является температура и внешние контакты. Следует исключить любое прикосновение 18650 к металлическим предметам, а температуру поддерживать в промежутке от +5 0 С до +15 0 С. При этом оптимальная рабочая температура называется +23 0 С, но работать будет от -20 до +60 градусов Цельсия.

Интересно! Литий-ионная АКБ в нерабочем состоянии быстрее приходит в негодность, чем при постоянной работе.

Отдаваемая емкость аккумулятора снизится на 20% только после тысячного цикла работы. Также может происходить саморазряд батареи, к примеру, хранение при +25 градусах Цельсия и стопроцентной зарядке модель 18650 – аккумулятор, характеристики которого соответствуют заявленным производителем, ежемесячно будет терять порядка 1,5% своего заряда.

Аккумулятор 18650 с защитой, что это

Для обеспечения большей безопасности, производители начали встраивать в корпус АКБ специальную электронную плату, призванную защищать от перегрева и разрыва оболочки. Регулируется напряжение заряда, а также контролируется разряд элемента. Приобретен аккумулятор 18650 с защитой или без, рассмотрим, как это определить.

Как определить с защитой или нет

Определить наличие защиты в аккумуляторе литиевого типа 18650 не сложно, как правило производитель указывает это на корпусе самого элемента. Также при сравнении с обычным Li-ion АКБ обнаруживается некоторое увеличение корпуса, как правило не более, чем на 2 мм.

Справка! На элементах питания с защитой можно увидеть надпись – protected, with protected PCB или protection circuit, незащищенные аккумуляторы могут выпускаться без дополнительных комментариев или с пометкой unprotected.

Нужна ли защита аккумулятора

Напряжение, воздействующее на аккумулятор при его зарядке значительно влияет на срок эксплуатации элемента. Защита блокирует зарядку при превышении или чрезмерном снижении напряжения во время перезарядки батареи. Это обеспечивает более продолжительный срок службы и безопасность использования батареи.

Высокотоковые аккумуляторы

Отдавать более мощную нагрузку тока способны литий-марганцевые аккумуляторы, их показатели токоотдачи достигают 7С. Главным недостатком таких литий-ионных элементов является более низкая емкость.

Как отличить высокотоковые аккумуляторы 18650 от обычных

Определить состав каждого конкретного аккумулятора 18650 можно обратив внимание на маркировку производителя. Наличие марганца в составе компонентов элемента будет свидетельствовать о его способности передавать высокий ток, а значит более низкой емкости.

Важно! Производители по своему усмотрению могут менять аббревиатуру обозначений на корпусе изделия, а потому лучше обращать внимание на цифровые характеристики.

Критерии отличия

Чтобы понять, как отличить высокотоковые аккумуляторы 18650 от обычных, следует обратить внимание на нагрузку, указанную на корпусе, более 10 ампер – значит дело имеем с высокотоковым изделием. Емкость при этом будет указана довольно низкая, у разных производителей она может колебаться от 1500 до 2600 мАч. При этом внутреннее напряжение также будет низким. Вес у обычных батарей меньше.

Внимание! Зарядные устройства для высокотоковых АКБ должны быть с током до 3 А.

Где используются аккумуляторы 18650

Этот вид аккумулятора наиболее распространен во многих бытовых сферах. В зависимости от устройства применения могут использоваться обычные элементы, высокотоковые или со встроенной защитой.

В каких отраслях и устройствах

Самое простое и распространенное применение аккумулятора 18650 – обычный фонарик, особенно полезна функция литиевого элемента при длительных походах, когда нет возможности зарядить какой-либо электроприбор. Элементы с защитой нашли применение в ноутбуках. А высокотоковые применяют в портативных электроинструментах или электронных сигаретах. В любом устройстве, требующем большой емкости, можно использовать аккумуляторы типового размера 18650.

Обзор лучших аккумуляторов 18650

Следует выделить лучшие батареи литий-ионного типа, с типоразмером 18560. Для различных потребностей могут понадобится как элементы с защитой, так и высокотоковые, а потому в обзоре присутствует все АКБ, заслуживающие внимания. Рейтинг поможет определить какой аккумулятор 18650 лучше.

Все больше товаров привозится из Китая, аккумуляторы не исключение. А потому стоит обратить внимание на восток. АКБ EAIEP ICR18650-26F M обладает стандартными для АКБ 18560 соответствуют характеристики: номинальное напряжение 3,7 В, а емкость 2600 мАч. Качественный продукт китайского производства, стоимостью чуть более 150 рублей за штуку.

Для применения в фонарях отлично подойдет элемент с названием Liitokala HG2 18650, его номинальное напряжение составит 3,6 В, а емкость достигает 3000 мАч. Подойдет для использования в шуруповертах и электронных сигаретах, электросамокатах и в модельках детских игрушек.

Следующим стоит рассмотреть аккумулятор известного производителя Panasonic NCR18650B обладающий встроенной защитой и с повышенной емкостью 3400 мАч. Отличительной особенностью является высокое число заряда-разряда, производитель гарантирует не менее 1000.

Заслуживает внимания аккумулятор VariCore VTC 6, особенностью которой является большой диапазон рабочих температур. По заявлениям производителя элемент сможет работать в условиях от -20 0 С до +60 0 С. Емкость его составит 3000 мАч.

Удивит аккумулятор Samsung ICR18650-26HM величиной тока разряда – 5,2 А. Емкость элемента 2600 мАч и отсутствие защиты, но порадует низкая стоимость батареи. Также производитель уверяет, что без потери мощности батарея продержится порядка 800 перезарядов. Сколько прослужит такой аккумулятор покажет практика.

Японский производитель Sony выпускает на рынок АКБ 18650 VTC5, емкость этой батареи 2600 мАч, но стоит учитывать мощность тока, она достаточно высока – 30 А. Также этот элемент не требует длительной зарядки, достаточно всего трех часов.

Одним из ярких представителей типоразмера 18650 является аккумулятор отечественного производителя Яркий ЛУЧ YLP SA1826. Стоит отметить, что модель продается в том числе за границей. Емкость элемента 2600 мАч, есть встроенная защита и даже порт микро USB. Потерю емкости аккумулятор несет после 500 циклов перезарядки.

Литий-ионные аккумуляторы используются в различных сферах жизни и все больше совершенствуются. Они отличаются по своей емкости, мощностью тока, наличием или отсутствием электронной защиты и, естественно, стоимостью. Для разных устройств следует подбирать определенную АКБ, это обезопасит прибор от возможного повреждения, а в некоторой технике производители рекомендуют использовать обычные батарейки. Поэтому перед применением аккумуляторов типа 18650 следует внимательно прочитать инструкцию к устройству.

Источник

Лучшие литий-ионные аккумуляторы

Лучшие литий-ионные аккумуляторы

Статья обновлена: 2020-12-17

Статья обновлена: 22.10.2020

Чтобы определить лучшие литиевые аккумуляторы, нужно сравнить их по основным параметрам: емкости, напряжению, величине разрядных токов, химическому составу, диапазону рабочих температур. Имеют значение и дополнительные критерии выбора: форма, размеры, торговая марка, наличие или отсутствие платы защиты. Подходящие элементы питания выбираются с учетом их рабочих характеристик и назначения.

Форма и размеры

Литий-ионные аккумуляторы производятся в форме цилиндра или призмы в металлическом корпусе, а также в виде пакетов в полимерной оболочке. Форма зависит от метода сворачивания фольги, из которой производятся аккумуляторы. Форма и размеры «банок» имеют значение, если выбирать их под конкретный батарейный отсек. В остальных случаях строгой привязки нет. Например, аккумуляторную батарею с заданными характеристиками можно собрать из цилиндрических ячеек или призматиков – на ваше усмотрение.

Размеры цилиндрических элементов – стандартизованные, самый популярный типоразмер – 18650. Это ячейки диаметром 18 мм и длиной 65 мм. В этом типоразмере выбор элементов питания наиболее разнообразен. Также распространены цилиндрические элементы типоразмера 21700, 26650, 26980, 32650 и др. Призматики и пакеты бывают разных размеров, без строгой привязки к стандартам.

Читайте также:  Тип аккумуляторов для ибп apc

Емкость, напряжение, допустимые токовые нагрузки

Напряжение у всех Li-ion ячеек с одинаковым химическим составом совпадает. У большинства моделей напряжение составляет 3,6 или 3,7 В. К исключительным относятся литий-железо-фосфатные ячейки (3,2 В) и литий-титанатные (2,3 В). С увеличением размеров литиевых аккумуляторов возрастает их емкость. У ячеек форм-фактора 18650 она обычно составляет от 2000 до 3600 мАч.

Но при выборе лучших литиевых аккумуляторов не стоит оценивать их только по емкости. С увеличением этого параметра снижается токоотдача. Например, у моделей типа LiFePO4 удельная емкость ниже, а токоотдача – выше, чем у большинства Li-ion элементов.

Основные отличия в характеристиках представлены в таблице:

Диапазон рабочих напряжений (от разряженного до заряженного состояния)

около 30–110 Вт·ч/кг

Допустимые токи разряда

Оптимально – до 1С;

в постоянном режиме – до 5С;

в импульсном режиме – до 50С.

до 10С, кратковременно – до 30С

Допустимые температуры в процессе работы

Допустимые температуры в ходе зарядки

С защитой и без нее

Li-ion; Panasonic: 18650B; Аккумуляторы бывают незащищенные и со встроенной защитой. Это специальная плата, контролирующая процесс заряда-разряда. Она оберегает ячейку от коротких замыканий, неправильной полярности, глубокого разряда и чрезмерного заряда. Защищенные «банки» максимально безопасны при использовании в быту.

В отношении незащищенных ячеек перезаряд, глубокий разряд и короткое замыкание недопустимы. Такие факторы в лучшем случае приводят к ухудшению характеристик аккумуляторов, а в худшем – к вздутию, возгоранию или взрыву.

Но это не значит, что защищенные аккумуляторы Li-ion хорошие, а незащищенные – хуже. Главное – выбирать их в зависимости от дальнейшего использования. Незащищенные ячейки в основном используются для сборки аккумуляторных батарей. Краткие рекомендации по использованию ячеек с защитой и без нее приведены в таблице:

Применение в фонарях и других приборах нескольких последовательно установленных аккумуляторов.

Установка в короткий или узкий батарейный отсек, рассчитанный на 1 аккумулятор без защиты. При наличии защиты аккум на 0, 5 мм шире и на 2–3 мм длиннее по сравнению с незащищенным элементом того же типоразмера.

Подзарядка простейшим зарядным устройством, не способным ограничивать уровень заряда.

Использование в мощных LED фонарях и других приборах, потребляющих ток выше 3 А. «Банки» с защитой в таких условиях отключаются при включении из-за токовых перегрузок.

Использование в приборах, не имеющих собственной защиты от критического разряда.

При подзарядке умным зарядным устройством и параллельном расположении ячеек в приборах.

Сравнение Li-ion аккумуляторов по химическому составу

Современные Li-ion аккумуляторы в зависимости от состава катода или анода делятся на несколько типов. Отличия в химическом составе сказываются и на характеристиках элементов. Чаще всего встречаются ячейки следующих типов:

Аккумулятор Samsung 36G 18650 Li-ion 3,7 Вольт 3600 мА*ч фото

  1. Литий-кобальтовые (LiCoO2, LCO или ICR в маркировке). Их плюс – высокая емкость, а минус – низкая термическая стабильность и небольшие допустимые нагрузки по току (1С).
  2. Литий-марганцевые (LiMn2O4, LMO или IMR в маркировке) – высокотоковые. По удельной емкости они немного уступают аналогам, зато имеют высокие разрядные токи – 5–10С. Дополнительные преимущества таких моделей – высокая термическая стабильность и малое внутреннее сопротивление.
  3. LiNiMnCoO2 (NMC или INR) – имеют низкий уровень самонагрева, сбалансированное соотношение емкости и допустимых нагрузок по току (2С). Считаются хорошим выбором для электротранспорта.
  4. Литий-железо-фосфатные (LiFePO4, LFP или IFR). При меньших значениях напряжения и емкости выигрывают у конкурентов по остальным параметрам. Выдерживают высокие токовые нагрузки (25–30С и выше), не снижают характеристики на морозе, отличаются долговечностью, термической и химической стабильностью.
  5. LiNiCoAlO2 (NCA или NCR) – модели с высокой удельной емкостью, мощные и долговечные. Допустимые токовые нагрузки для них – до 1С.
  6. Литий-титанатные (LTO, Li4Ti5O12) – рекордсмены по сроку службы, скорости зарядки и допустимым токам разряда (до 10С и выше). Но по номинальному напряжению и удельной емкости они уступают конкурентам.

Правила выбора

Внешний вид: Аккумулятор; 18650: Samsung; Самсунг: MJ1; ЬО1:

При выборе подходящих Li-ion аккумуляторов нужно учесть особенности их использования и определить, какие параметры необходимы в конкретном случае. Например, для использования в электронной сигарете или фонарике важно учесть требования к источнику питания, которые приводятся в инструкциях по эксплуатации устройств.

Для использования в фонарях, пауэрбанках, ноутбуках и подобных им устройствах подходят слаботоковые аккумуляторы – с токами разряда до 2С. Другое дело – батареи для портативного электроинструмента, радиоуправляемых моделей, гироскутеров, электровелосипедов и других устройств со значительным потреблением энергии. АКБ для них собирают из высокотоковых аккумуляторов – с разрядными токами до 10С.

Если же аккумуляторы будут использоваться для сборки АКБ с заданными параметрами, то нужно сопоставить характеристики ячеек и будущей батареи. Для получения батареи заданной емкости ячейки соединяются параллельно, а для суммирования напряжения – последовательно. Например, при сборке из ячеек емкостью 3200 мАч и напряжением 3,6 В по схеме 10S13P получится батарея емкостью 9600 мАч и вольтажом 36 В.

Какие литий-ионные аккумуляторы 18650 лучше?

Аккумулятор Panasonic 18650B 3400mah flat top PCB защищенный фото

В рейтинге Li-ion аккумуляторов лидирует продукция всемирно известных производителей: Panasonic, Samsung, LG, Sony. Рекордсменами по популярности в 2020 году остаются:

  1. Panasonic NCR18650B, Япония. При доступной цене эти аккумуляторы имеют емкость 3400 мАч, ресурс около 500 циклов и допустимый ток при разряде 4,78 А (пиковый – 10 А). Используются в любых приборах, которым нужны мощные и компактные источники питания. Из незащищенных «банок» собираются АКБ для квадрокоптеров, радиоуправляемых моделей, электроинструмента и других портативных устройств. Защищенные ячейки отлично подходят для компактных фонариков.
  2. LG HG2; 18650; Li-ion фотоSamsung INR18650-25R, Корея, тип химии NMC. Это высокотоковые ячейки емкостью 2500 мАч, с током отдачи до 25 А, без платы защиты. Они рассчитаны на постоянную работу под нагрузкой до 20 А и выдерживают пиковые нагрузки до 100 А. Подходят для сборки АКБ, использования в электронных сигаретах и других приборах с собственной платой защиты. Ориентировочный ресурс – более 500 циклов.
  3. LG HG2 18650 – незащищенные ячейки емкостью 3000 мАч. Рассчитаны на токовые нагрузки до 20 А. При более высоких токах разряда сильно нагреваются. Аккумуляторы этой серии отлично зарекомендовали себя в разных сферах – от питания фонариков и электронных сигарет до сборки мощных аккумуляторных батарей. Выдерживают более 500 циклов заряд-разряд.
  4. Аккумулятор SONY VTC6 18650 Li-ion 3,7 Вольт 3000 мА*ч фотоSony VTC6 18650 – незащищенные «банки» емкостью 3000 мАч с допустимыми разрядными токами до 30 А. Устойчивы они и к глубокому разряду. В отличие от большинства Li-ion ячеек, у которых нижний порог напряжения составляет 2,5 В, аккумуляторы Sony VTC6 18650 допускают снижение напряжения до 2 В. Максимальный ток заряда у них составляет 5 А, а при зарядке пульсирующим током – 6 А. Купить аккумуляторы этого вида – отличное решение, если вам нужны элементы питания с рекордно высокой токоотдачей, например, для использования в электроинструменте.
  5. Аккумулятор Samsung 30Q 18650 Li-ion 3,7 Вольт 3000 мА*ч фотоSamsung INR18650-30Q, Корея. Эти высокотоковые ячейки без платы защиты имеют емкость 3000 мАч и ток отдачи до 15 А, а при импульсной нагрузке – до 25 А. Используются в устройствах со встроенной платой защиты и для сборки аккумуляторных батарей. В составе АКБ применяются в электроинструменте, бытовых приборах, электронике, персональном электротранспорте. Выдают полную мощность даже при низком остаточном заряде. По составу схожи с аккумуляторами Tesla. Выдерживают не менее 500 циклов заряд-разряд.

Подробнее о свойствах Li-ion аккумуляторов читайте здесь.

Источник

Литий ионные аккумуляторы токоотдача

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.

Читайте также:  Сколько раз нужно заряжать новый аккумулятор

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.

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.

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

Какой аккумулятор 18650 купить, если в них не разбираешься

Содержание

  1. Что такое токоотдача аккумулятора, и как её вычислить
  2. Различия и маркировка li-on аккумуляторов
  3. Производители li-on аккумуляторов
  4. Какая нужна зарядка для аккумуляторов 18650

Собрался купить аккумулятор 18650, и не знаешь, как его выбрать? Постараюсь объяснить простыми словами. Будут вопросы, задай их в комментариях.

Главное, что нужно знать про аккумуляторы 18650, они бывают высокотоковые и нет. Высокотоковые аккумуляторы применяются там, где нужно получить большую силу тока за короткое время. Это аккумуляторы шуруповёртов, вейпов, квадрокоптеров и т.д.

Что такое токоотдача аккумулятора, и как её вычислить

Токоотдача это величина, получаемая делением тока нагрузки на ёмкость аккумулятора. Обозначается буквой «C».

Аккумуляторы, у которых токоотдача выше 2С, называют «высокотоковыми».

Я купил десять аккумуляторов 18650 SONY US18650VTC6 на Али Экспресс для шуруповёрта. Давайте посмотрим, подойдут ли они для него.

Кстати, если собираетесь покупать аккумуляторы для шуруповёрта или ещё каких-то сборок, то берите аккумуляторы с приваренной шиной. Lit-ion аккумуляторы боятся высокой температуры и могут взорваться, когда их паяешь. А так шины спаял, аккумулятор даже нагреться не успеет.

Я знаю, что у аккумулятора US18650VTC6 ток разряда 15 ампер или 15 000 миллиампер. Ёмкость 3120 mAh.

Ток разряда делим на емкость: 15 000 / 3 120 = 4,8С.

Значит, этот аккумулятор высокотоковый. Он подойдёт для переделки аккумулятора шуруповёрта на 18650.

Часть поставлю в аккумулятор от шуруповёрта HILTI. А то он у меня умер через три года. Родной аккумулятор стоит невменяемых денег.

Ещё часть аккумуляторов поставлю в шуруповёрт MAKITA. Родные аккумуляторы тоже сдохли, но шуруповёрт на них работал почти 10 лет.

У меня есть аккумуляторы VariCore NCR 18650B, ёмкостью 3 400 mAh. Давайте посмотрим, подойдут ли они на шуруповёрт.

Продавец на Али Экспресс пишет, что максимальный ток разряда у них 4 ампера или 4 000 миллиампер.

Ток разряда делим на емкость: 4000 / 3400 = 1,17С.

Такие аккумуляторы подойдут для фонариков, и не подойдут для аккумуляторного шуруповёрта.

По токоотдаче я надеюсь всё понятно.

Различия и маркировка li-on аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы различаются материалом, из которого изготовлен катод:

  • LiCoO2 «LCO» оксиды кобальта, маркировка ICR;
  • Li(NiCoMn)O2 «NCM» оксиды никеля, марганца и кобальта, маркировка INR;
  • LiMn2O4 «LMO» оксиды марганца, маркировка IMR;
  • Li(NiCoAl)O2 «NCA» оксиды никеля, кобальта и алюминия, маркировка NCR;
  • LiFePO4 «LFP» железо-фосфат, маркировка IFR.

От материала катода аккумулятора зависят такие параметры, как токоотдача, количество циклов заряда, температурная безопасность.

Маркировка расшифровывается так:

  • первая буква (I) — литий-ионная технология;
  • вторая буква (C/N/M/F) — материал, из которого сделан катод;
  • третья буква (R) — (Rechargeable) перезаряжаемый аккумулятор.

Цифры в аккумуляторе 18650 расшифровываются так: 18 мм диаметр аккумулятора, 65 мм длина аккумулятора, 0 — цилиндрическая форма.

После цифр 18650 пишется собственная маркировка производителя, обозначает ёмкость аккумулятора.

Теперь вы сами можете расшифровать маркировку моего аккумулятора VariCore NCR 18650B.

Производители li-on аккумуляторов

Производят li-on аккумуляторы в основном крупные производители, такие как LG, SONY, SAMSUNG и PANASONIC. Но не продают их под своим брендом, а поставляют их как комплектующие, другим производителям.

Если смотреть маркировку аккумуляторов на АлиЭкспресс, то можно узнать производителя по буквам в маркировке. Стоит отметить, что иногда продавцы пишут производителя.

Какой аккумулятор 18650 купить, если китайские продавцы скрывают производителя, или пишут неверные параметры?

Например, аккумуляторы VariCore NCR 18650B, которые я купил на Али Экспресс, на самом деле Panasonic NCR 18650B. Продавец пишет, что у этого аккумулятора ток заряда 2 Ампера, а производитель пишет максимум 1,5 Ампера.

Продавец может приклеить свои наклейки, и указать другие характеристики. Единственное, что они не меняют, это модель. Цифры на аккумуляторах.

Источник