Применение 18650 аккумуляторов
Итак, где используются аккумуляторы 18650? Данная батарея применяется в разных технических гаджетах. Ниже представлен их список:
- Батарейка 18650 вставляется в фонарик.
- Она нужна для вейпа или электронных сигарет.
- Может идти как внешний аккумулятор со сменными батареями 18650. По сути это повербанк (power bank) на аккумуляторах 18650.
- Квадракоптерах.
- Радиоуправляемых игрушках.
- Страйкбольных приводах.
- Для питания электромоторов.
- Ноутбуках.
- Шуруповертах.
- Дрелях.
- Плеерах.
- Электрических велосипедах.
- Переносных телефонных трубках.
Оплетка для батареек 18650
В момент приобретение данного аккумулятора не стоит пренебрегать упаковкой. Кейс для батареек 18650 выполняет защитную функцию. Предотвращает от случайного попадания влаги и касания с металлом. Кроме этого в боксе батарейку 18650 достаточно легко переносить.
Выглядит оплетка следующим образом:
Сколько стоят аккумуляторы 18650?
Расценки на данный девайс везде разные. Здесь все зависит от конкретной компании, характеристик АКБ и собственно магазина.
На данный момент ценник на аккумуляторы емкостью 3500 mAh колеблется в районе 1800 р. На Алиэкспресс он равен 1000 – 2000 р. Но сами понимаете ждать придется долго.
АКБ емкостью 2500 mAh стоит 200 – 1400 р.
Отличие 18650 от аа батарейки
Основная разница заключается в следующем:
- Размер. Он на пару миллиметров может быть больше. Все зависит от конкретной модели.
- Заряд. Уровень вольтажа составляет 3,7 вольта. В момент накопления энергии доходит до 4,2-4,3 в.
- Аккумуляторный тип. То есть многократно подзаряжается. Обычно 500 – 1000 раз.
Если желаете заменить аа на аккумулятор 18650 обязательно сверьте напряжение. Соединив две батареи вида АА получим 3 вольта. А этот девайс выдает около 3,7 в. Поэтому лучше использовать его в фонариках и технике, которая сможет выдержать превышение напряжения.
Им можно заменить три батареи АА или ААА, но здесь опять же будет ни хватать энергии. Снова нужно подумать какие изделия будут работать от пониженного напряжения. Радио приемник и плеер вполне могут потянуть, а вот двигатель или нагревательный элемент будет слабовато работать.
Литий ионный аккумулятор 18650 подвержен старению
Процесс износа происходит в независимости от того, применяется ли аккумулятор li ion 18650 или нет. Существует такое мнение что через несколько лет с момента изготовления их надо выкинуть. Один раз в год батарея теряет заряда целых 10%. Прежде чем брать посмотрите в каком году она была изготовлена.
Еще один минус — это невозможность хранить длительное время разряженными. Это приводит к порче. Старение зависит и от температуры, которая их окружает. Они могут прекрасно работать от -20 до + 20 градусов. Некоторые виды способны функционировать и на +50.
Что означает защищенный аккумулятор?
Как правило литий ионные элементы питания должны иметь напряжение от 2,5-4,2 вольта. Что оно не отклонялось существует специальная защита. Она выполнена в виде небольшой платы с радио элементами. Данный девайс крепится к отрицательному полюсу батареи.
Плата защищает от перегрузки и замка. Она припаивается к минусу с помощью специальной металлической ленты. Такие элементы попадают на рынок под различными брендами. Эта микросхема немного удлиняет данный вид источников питания. Если имеется два слова Short-circuit и Protection значит АКБ находится под защитой.
Так же существует механическая защита. Она срабатывает, когда скапливается большое количество газов.
Способы проверки емкости литиевых аккумуляторов
Проверить емкость аккумулятора можно в состоянии полной зарядки или разрядки. Литий-ионные источники энергии работают в диапазоне напряжения 2,5 — 4,23 В. Как используя тестеры, проверить емкость Li-ion аккумулятора?
Можно воспользоваться мультиметром. Прибор сочетает амперметр, вольтметр и омметр, считается универсальным. Тестеры бывают аналоговыми, с измерительной шкалой, и цифровые, с дисплеем. Зонд с красным проводом плюсовой, с черной –минус.
Как измерить тестером емкость литиевого аккумулятора.
Порядок измерения:
- зарядить проверяемый li-ion аккумулятор до 4,23В;
- на тестере поставить рычаг в положение «Постоянный ток» при этом будет задействован переменный резистор;
- соединить контакты с полюсами элемента и пропускать ток до напряжения 2,5 В.
- определение приблизительной емкости литиевых аккумуляторов производится умножением времени разрядки на силу тока, пропускаемого через тестер.
Еще проще воспользоваться «умной» зарядкой, как измерителем емкости литиевого аккумулятора. В процессе, прибор выводит на дисплей все показатели. С помощью зарядного устройства iMAX-6 можно точно и в любой момент определить емкость, как литиевых батарей, так и состояние источника энергии в смартфоне.
Можно ли проверить емкость литиевого аккумулятора и как, пользуясь подручными средствами? Если есть точное сопротивление, можно подключить его к батарее и засечь время разряда. Измерить точно не получится, но отличить есть ли в аккумуляторе заявленные 8800 мА/ч или всего 880, определится легко. Кстати, нельзя купить литиевые аккумуляторы 18650 большой емкости. Их предел 3600мА/ч.
Неплохо с бытовой задачей определения примерного заряда справляется индикатор заряда, выполненный самостоятельно или включенный в схему прибора.
Заряд li-ion аккумуляторы 18650, их можно определить по весу. С емкостью 2600мА/ч вес цилиндра должен быть 40 г, с повышением емкости он становится больше. Для 26650 вес начинается от 70 г.
Характеристики аккумулятора 18650
Ниже представляем вашему вниманию основные параметры данного элемента питания.
Напряжение
Проанализировав ряд интернет магазинов был сделан вывод. Большинство элементов питания 18650 имеют 3,6 вольт. Но есть варианты и с 3,7 V. В момент полной зарядки вольтаж увеличивается до 4,2-4,3 в.
Емкость батареи 18650
Максимальная емкость батарей 18650 достигает 3600 mAh. Минимальная равна 1500 mAh. Чаще всего батареи, повышенной емкость, используют для квадракоптеров и других энергетически затратных устройств.
Как определить емкость аккумуляторной батареи 18650?
Данный параметр определяется с помощью специального тестера мультиметра. Так же его можно посмотреть на этикетке.
Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650 Samsung 25R, в комнатных температурных условиях составляет 0.022-0.025 ома.
Размеры литьевого аккумулятора 18650
Габариты данного источника питания зависят от производителя и наличия защиты. Если отсутствуют защитные элементы, то размер будет меньше.
Размеры батареи от компании Robitin на 3600 mAh:
- Длина: 64,93 мм
- Диаметр 18,20 мм
Таким образом типоразмер 18650 значительно больше обычной пальчиковой батарейки.
Цвет
На рынках могут быть как самые обычные цвета, так и эксклюзивные. Например, можно встретить батарейки шоколадки 18650 коричневого цвета.
Основные плюсы
- Простота в обслуживании.
- Малый удельный вес.
- Низкий уровень саморазряда.
- Высокая энергетическая плотность.
- Аккумулятор 18650 не имеет эффекта памяти.
- Срок службы от 7-10 лет.
Что такое мультиметр
Аккумуляторные элементы в домашних условиях легко проверить мультиметром. Это измерительный прибор, который может выполнять несколько задач:
- Измерение напряжения;
- Проверка тока;
- Измерение сопротивления;
- Проверка диодов, транзисторов, конденсаторов
- Замер частоты.
Удобным в этом приборе является то, что все измерения проводятся им одним, без необходимости иметь множество различных измерителей. К тому же в большинстве случаев он является портативным, то есть измерить параметры электроцепей можно как в полевых, так и в домашних условиях.
Большинство мультиметров (их еще называют тестерами) сами работают от батареек.
Плюсы, минусы, цена
К плюсам элементов 18650 относится всё то же самое, что присуще другим литий─ионным аккумуляторам:
- Большая энергоёмкость;
- Небольшой саморазряд;
- Нет «эффекта памяти»;
- Небольшие габариты и вес.
- Чувствительность 18650 к избыточному заряду и перегреву. Проблема частично решается установкой схемы защиты;
- С этими аккумуляторными элементами требуется более аккуратное отношение, чем в случае прочих типов батарей. В частности, это касается хранения. Их нужно хранить при 40─50% заряде при температуре 5─15 градусов Цельсия;
- Старение (деградация) литий─ионных идёт с момента их выпуска. Даже если они не используются.
Контрольный замер
Ставим разряженный аккумулятор 18650 на заряд и ждём. Если по мере процесса заряда напряжение не может перейти отметку в 4 Вольта, значит отправляем сразу в мусорку, даже восстановить его не получится. В противном случае, это ещё ни о чём не говорит и мы продолжаем замер…
По ёмкости
По мере перехода за отметку 4В, смотрим на ёмкость. Если он меньше 200 мАЧ, значит его тоже можно смело утилизировать. У любого рабочего АКБ к 4-ём вольтам ёмкость уже должна перейти за 800 мач.
Если уж очень не хочется торопиться, то можно сделать полный разряд и снова поставить на зарядку. Если ёмкость во второй раз станет больше при переходе через границу в четыре вольта, значит можно повторять многократно и попробовать «раскачать» банку.
По проседании напряжения
Итак, наш подопытный заряжен до 4.2V, что дальше? Можно замерить внутреннее сопротивление теми же устройствами, что я называл выше. Если сопротивление внутреннее значительно выше, чем у подобных рабочих, значит тоже на свалку.
Нечем замерить внутреннее сопротивление? Значит применим Закон Ома для полной цепи. Подключаем небольшую нагрузку. Если напряжение сразу проседает ниже стандартного рабочего 3.6 В., значит тоже «ХАНА».
С помощью iMax
Про Аймакс и все фишки, которые он позволяет делать с батареями, мы писали в этом обзоре о iMax B6. Он может и ёмкость замерить самым правильным способом — непосредственно полным разрядом и зарядом. И может восстановить зарядкой малым током, плюс «раскачкой».
Учитывая плотное вхождение повсеместно разных АКБ в нашу жизнь, думаю стоит его один раз купить.
Какие параметры можно проверить
При помощи данного измерителя электрических характеристик можно узнать емкость аккумулятора, напряжение (разность потенциалов) между его полюсами, внутреннее сопротивление, ток утечки.
Как измерить напряжение
Измерение значения данной характеристики на перезаряжаемом источнике питания при помощи мультиметра производится следующим образом:
- Измеритель переключается на диапазон замеров постоянного напряжения до 20 В;
- Наконечники щупов прикладываются к одноименным полюсам (выводам) питания;
- Спустя несколько секунд, текущее значение напряжения акб высвечивается на дисплее.
На заметку. Если на дисплее рядом с цифрами высвечивается знак « – » то это означает, что при подключении зажимов или наконечников щупов произошла «переполюсовка»: щупы приложены не к одноименным, а к разноименным полюсам (минусовой черный щуп приложен к плюсовому полюсу, красный плюсовой – к минусовому. Особой опасности данная ситуация не несет, но для нормальной работы измерителя ее лучше избегать и следить за соблюдением полярности подключения щупов.
Измерение разности потенциалов при помощи многофункционального измерителя
Как измерить ёмкость
Узнать емкость батареи можно следующим образом:
- Батарею полностью заряжают, после чего подключают к ней нагрузку с заранее известным током потребления, например, лампу накаливания;
- Засекают время, в течение которого нагрузка будет нормально работать;
- Одновременно с этим к полюсам подключают щупы (зажимы) мультиметра, переключая его в режим измерения постоянного напряжения в диапазоне до 20 В. Данная операция необходима для того, чтобы следить за уровнем падения разности потенциалов, отключая нагрузку в тот момент, когда питание будет иметь минимально допустимое значение данной характеристики.
- Фактическое значение характеристики находят, делая простой расчет: умножая ток, потребляемый нагрузкой, на время ее нормальной работы от полностью заряженной батареи. Полученный результат выражается в Амперчасах (А*час, Ah).
Помимо мультиметра, измеряется емкость перезаряжаемых элементов с помощью такого приспособления, как тестер.
Как проверить внутреннее сопротивление
Для проверки внутреннего сопротивления батареи производят следующие манипуляции:
- К батарее подключают нагрузку: лампочку, моторчик или какой-либо инструмент;
- Дают нагрузке поработать 5-10 секунд;
- Замеряют напряжение питания (U1);
- Отключают нагрузку;
- Повторно замеряют напряжение на полюсах батареи (U2);
- Находят разницу между двумя значениями U1 и U2, после чего делят ее на номинальную заявленную производителем питания разность потенциалов, затем переводят полученный результат в проценты. Если в процентном выражении полученное на основании расчетов значение меньше 0,4%, значит, внутреннее сопротивление нормальное.
Элементы с превышающим данное значение показателем считаются непригодными и даже опасными для дальнейшего использования.
Как проверить ток утечки
Ток утечки – опасное, нежелательное явление для любого перезаряжаемого питания. Проверка его наличия на автомобильном источнике питания производится следующим образом:
- Выключают зажигание;
- Отключают все работающие при выключенном зажигании потребители: магнитолу, охранную систему;
- Отсоединяют минусовую клемму источника питания;
- Переводят мультиметр в режим измерения постоянного тока силой до 10А;
- При помощи зажимов крокодильчиков подключают плюсовой щуп мультиметра к одноимённому полюсу;
- Минусовый щуп подключают к снятой с полюса батареи минусовой клемме;
- Признаком наличия тока утечки будет изменяющееся число на дисплее измерителя: чем больше отображаемое на нем значение, тем выше ток утечки и самопроизвольный разряд элемента в нерабочем режиме.
Определение тока утечки на автомобильной акб
В батареях, в которых тока утечки нет, на экране измерителя будут три нуля, разделенные одной точкой.
Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства? Для того чтобы при проверке различных характеристик акб при помощи мультиметра не повредить его внутреннюю начинку, необходимо устанавливать правильный диапазон измерений. Так, например, при замере разности потенциалов между полюсами у 12-ти вольтовой акб прибор устанавливают в диапазон измерения постоянного напряжения до 20 В.
На заметку. Измерения значений различных характеристик с использованием многофункционального измерителя производятся, начиная с самого высокого диапазона. Это необходимо для того, чтобы не сжечь внутреннюю начинку измерителя и не получить электротравму.
Устройство аккумулятора 18650
Внутри и снаружи данная батарея имеет следующее строение:
- Предохранитель.
- Прокладку.
- Положительный вывод.
- Токо съемник анода.
- Клапан для сброса давления.
- Изоляцию как правило из целлофана.
- Положительный электрод.
- Сепаратор.
- Изоляцию.
- Отрицательный вывод.
- Корпус.
- Отрицательный электрод.
Обычно аккумулятор 18650 состоит из анода, выполненного из меди и катода, сделанного из алюминия. Встроенные электроды между собой разделены специальным сепаратором. Данный агрегат имеет пористую структуру. Он пропитан электролитом. Электроды тщательно упакованы в плотном цилиндрическом корпусе. Положительно заряженные ионы лития, находящиеся в сепараторе, проникают в кристаллическую решетку графита. Этот элемент присоединен к минусовому полюсу элемента питания. На плюсе образуется потенциал эл тока.
Восстановление li-ion аккумулятора 18650
Если АКБ отказывается работать, это может проявиться так:
- Источник энергии быстро разряжается.
- Аккумулятор сел и не заряжается вообще.
Быстро разрядиться может любой источник, если емкость пропала. Именно этим страшен перезаряд и глубокий разряд, от которых ставится защита. Но нет спасения от естественного старения, когда хранение на складе ежегодно снижает емкость банок. Способов регенерации нет, только замена.
Что делать, если аккумулятор не заряжается после глубокого разряда? Как восстановить li-ion 18650? После отключения аккумулятора контроллером, в нем еще есть запас энергии, способный выдать 2.8-2.4 В напряжения на полюсах. Но зарядное устройство не распознает заряд до 3,0В, ему все, что ниже, то и ноль. Можно ли разбудить аккумулятор, запустить химическую реакцию вновь? Что нужно сделать, чтобы поднять заряд li-ion 18650 до 3,1 -3,3В? Нужно использовать способ «толкнуть» аккумулятор, дать ему необходимый заряд.
Не вдаваясь в расчеты, используйте предложенную схему, смонтировав ее с резистором 62 Ом (0,5Вт). Здесь использован блок питания на 5 В.
Если резистор греется, на литиевом аккумуляторе ноль, значит, есть КЗ или неисправен модуль защиты.
Как восстановить литиевый аккумулятор 18650, используя универсальное ЗУ? Выставить ток заряда 10 мА, и выполнить предзарядку, как написано в инструкции к прибору. После поднятия напряжения до 3,1 В зарядить в 2 этапа по схеме SONY.
Как проверить внутреннее сопротивление
Для вычисления внутреннего сопротивления аккумулятора 18650 выполняют нижеуказанные манипуляции:
- К АКБ подключают нагрузку: лампу, мотор или другое специальное устройство;
- Дают нагрузке пару секунд для полноценной работы;
- Измеряют напряжение электропитания (U1);
- Выключают полностью нагрузку и ждут пару секунд;
- Снова измеряют электронапряжение на полюсах АКБ (U2);
- Находят разницу между 2 значениями U1 и U2, потом делят ее на номинальную указанную создателем питания, разность потенциалов, после переводят результат в процентные данные. Если выведенный показатель меньше 0,4%, значит, внутреннего типа сопротивление нормальное.
Компоненты с показателем 0,5% и более, являются непригодными для последующей эксплуатации и подлежат замене. Даже если вы продолжите их использовать, они все равно долго не продержатся.
Где купить хорошие аккумуляторы 18650?
Так где же найти хорошие батарейки 18650? Например, качественные модели можно купить не на Али, а в магазине Banggood.
Вот только с ценой и способами доставки могут возникнуть проблемы.
Среди ведущих производителей 18650 стоит выделить такие фирмы как Samsung, Sony (сейчас уже muRata), Panasonic, LG, Sanyo.
Один из самых удачных вариантов при переделке и ремонте аккумуляторного инструмента на высокотоковых батарейках 18650 — это Sony VTC6 или LG “шоколадки”.
Ошибка №23
Покупая модные батарейки по более дорогой цене от Fenix или NiteCore, вы переплачиваете за бренд и красивую этикетку.
Фактически это не производители, а перепаковщики. Если отодрать наклейку, то внутри вы увидите все ту же банку от Samsung, Panasonic или LG.
Если же речь идет о хороших батарейках 18650 (не высокотоковых), то зарекомендовавшим себя с положительной стороны магазином у китайцев считается, тот самый LiitoKala – ТЫЦ.
Для аккумуляторного инструмента один из лучших элементов питания — это LiitoKala Lii-40A 21700. Однако как видите, форм фактор у него немного другой (не 18650).
Зато фактический разрядный ток такого элемента доходит до 20А. 21700 считается вообще сильно недооцененным форм-фактором.
Подробнее
В плане емкости предел для них в районе 5000mAh.
Ошибка №24
Для шуруповертов и других подобных инструментов не берите аккумуляторы с CDR менее 20А.
Эпичная битва шуруповертов на разных аккумуляторах. Кто кого, Bosch или Makita 
Главная проблема LiitoKala или всяких Варикоров в том, что зачастую попадаются батарейки с очень большим разбросом параметров. Вот типичный отзыв рядового пользователя.
Ошибка №25
Для электронных сигарет, мехмодов и вейпинга LiitoKala лучше вообще не использовать.
Все может закончится перегревом, взрывом и травматизацией курильщика.
Покупайте для этих устройств только оригиналы от Murata (Sony), Samsung (серия 25R — “зеленые огурчики”) или LG (серия «HE» — “желтые бананы”).
Вот еще один магазин Aliya’s Battery Store по продаже некоторых оригинальных марок 18650 – ТЫЦ. Цены здесь существенно отличаются от всех предыдущих.
Что касается электротранспорта (самокат, велосипеды), то при сборке батареи АКБ, элементы аналогов нужно подбирать с таким запасом, чтобы максимальный разрядный ток, протекающий через каждый аккумулятор, не превышал 50% от значения его максимального продолжительного тока.
Помимо батареек не забывайте про безопасные и многофункциональные зарядные устройства к ним (ссылка на подобные уже была выше).
Хорошая зарядка в обязательном порядке должна иметь такие функции как:
поканальный выбор и контроль тока заряда – разряда
контроль напряжения
измерение емкости
отслеживание температуры
https://youtube.com/watch?v=2J-h6fC1GrU%3F
Как восстановить емкость литиевого аккумулятора
Каждый цикл работы, длительное хранение связаны с постоянной потерей емкости батарей. Особенно губительно действует перезаряд, работа в отсеке, где температура поднимается до +60 0 С. При понижении температуры окружающего воздуха до минуса, емкость банок снижается. Можно ли восстановить емкость аккумулятора li-ion?
Из всех случаев потери емкости, восстановление возможно только охлажденных li-ion аккумуляторов. Согревшись, они продолжают работать. В других случаях банки, потерявшие емкость, не восстанавливаются. Внутри активный элемент уже не принимает заряд, не происходит реакции, не создается разность потенциалов между обкладками.
Чтобы восстановить аккумулятор, необходимо исследовать каждый элемент на емкость и заменить севшие. В последовательной схеме соединения достаточно одной неисправной банки, чтобы комплект не работал.
Успешный гибрид
Пока ведутся разработки альтернатив литий-ионным аккумуляторам, компании ищут пути более эффективного сохранения энергии. Успешным вариантом использования усовершенствованных литий-ионных батарей стало их встраивание в гибридные энергетические системы.
В промышленной энергетике такие системы получили развитие в 2020-е годы. Они позволяют объединить преимущества нескольких способов аккумулирования и сохранения энергии. Одним из ярких примеров являются аккумуляторные станции Tesla.
Первую такую станцию построила Tesla в Южной Австралии в 2017 году. Строительство заняло всего три месяца. Компания обещала, что при превышении этого срока страна получит батарею бесплатно.
Станция Tesla в Южной Австралии
(Фото: electrek.co)
Hornsdale Power Reserve построена на промышленных литий-ионных аккумуляторах Tesla Powerpack и инверторах, произведенных на Gigafactory. Она имеет мощность 100 МВт и может обеспечивать электричеством более 30 тыс. домохозяйств. Станция обеспечила снижение расходов на эксплуатацию сети региона примерно на 90%. За первые дни ее работы расходы на обслуживание сети снизились на $1 млн.
Южная Австралия получает энергию преимущественно из солнечных батарей и ветрогенераторов. Но иногда необходимо задействовать газогенераторы, подключенные к паровым турбинам, и вырабатывать недостающую часть энергии.
Аккумуляторная батарея Tesla накапливает энергию, когда она подается в сеть региона в избытке, а потом отдает ее обратно, когда возникает дефицит. Таким образом, потребность в газогенераторах отпадает.
Кроме того, батарея реагирует на перепады в электросети. Когда произошло внезапное отключение угольной электростанции Loy Yang A 3, станция Tesla среагировала на 4 секунды быстрее, чем резервный генератор частотного контроля и вспомогательных услуг (FCAS) в Квинсленде.
По расчетам чиновников, емкость батареи составляет около 2% от условной емкости всей сети, однако это дает 55% экономии на эксплуатационных расходах.
У системы есть и минусы. Станция включается всего на несколько минут, поэтому неизвестно, сколько циклов заряда выдержат ее батареи, прежде чем их придется заменить.
Тем не менее, в Австралии уже запланировано строительство подобных аккумуляторных систем в Южной Австралии, на Северной территории, в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.
Теперь Tesla собирается подключить гигантскую батарею к электросети Техаса. Компания строит станцию хранения энергии мощностью более 100 МВт в техасском Англтоне.
Батареи Tesla в Техасе
(Фото: Tesla)
Батарея сможет обеспечивать энергией около 20 тыс. домов. Детали конструкции пока не разглашаются, а сам проект держится в секрете.
В Нидерландах в 2020 году была введена в эксплуатацию гибридная система накопления энергии из литий-ионных аккумуляторов производства швейцарской компании Leclanché и механических накопителей от голландского разработчика S4 Energy. Литий-ионные батареи имеют мощность 8,8 МВт и емкость 7,12 МВт·ч, они работают вместе с шестью шестью маховиковыми системами KINEXT общей мощностью 3 МВт. Таким образом, объект аккумулирует 1 ГВт энергии, которую использует местный системный оператор TenneT для стабилизации энергосистемы. Маховики позволят продлить срок службы батарей как минимум до 15 лет.
В других странах подобные проекты находятся на стадии разработки и внедрения. Подробнее о них РБК Тренды расскажут в следующем материале.
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.
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.
Применение 18650 аккумуляторов
Батарейки 18650 являются распространенным источником питания, поскольку обладают многими преимуществами перед другими питающими устройствами. Используют их там, где необходимо длительное время сохранять заряд при небольшом размере. Это фонарики, плееры, ноутбуки, электросамокаты и прочая бытовая техника.
Оплетка для батареек
Корпус батареек одет в оплетку. Это термоусадочная пленка. После использования в течение длительного времени на ней появляются сколы, трещины, шероховатости и она приходит в негодность. Заменить оплетку можно самостоятельно, купив специальную термоусадку. Необходимо первоначально аккуратно освободить аккумулятор от старого покрытия, вставить его в новую пленку и заварить с помощью фена или любого другого источника тепла.
Сколько стоят аккумуляторы
Качественные аккумуляторы стоят недешево, однако это как раз тот случай, когда лучше не экономить. Стоимость этих устройств окупится за счет многократного использования.
Отличие 18650 от аа батарейки
Основными факторами являются емкость и возможность многократного использования. Минимальное напряжение аккумуляторов 18650 в 2 раза больше, чем у батареек типа АА. Поэтому в случае замены 18650 “пальчиковыми” батарейками, следует посчитать получившееся суммарное значение этого параметра и сравнить его с указанным в технических характеристиках аккумулятора
После этого оценить возможность превышения или уменьшения напряжения устройства, в котором применяются батарейки, обратив внимание на допустимые значения отклонений
Что означает защищенный аккумулятор
Подразумевается защита от слишком высокого заряда и как следствие – перегрева, или переразряда, что приводит к непригодности устройства. Наличие защиты указывается в описании устройства и с помощью соответствующей надписи на корпусе. Однако защищенные аккумуляторы длиннее на 2-3 мм, что следует учитывать при выборе.
Таблица характеристик 18650
Параметры некоторых видов аккумуляторов приведены в таблице ниже.
| Напряжение, В | Предельно допустимый ток, А | Емкость, мАч | Наличие защиты |
| 3,6 | 18 | 1 300 | +/- |
| 3,6 | 20 | 3 200 | +/- |
| 3,6-3,7 | 20-25 | 3 400 | +/- |
| 3,6-3,7 | 20-30 | 3 600 | +/- |
Маркировка литиевых аккумуляторов18650
На поверхности корпуса аккумулятора нанесена маркировка. Здесь можно найти полную информацию о технических свойствах. Кроме даты изготовления, срока годности и бренда производителя, зашифровано устройство литиевых аккумуляторов 18650, и связанные с этим аспектом потребительские качества.
- ICR– катод литий-кобальтовый. Аккумулятор обладает высокой емкостью, но рассчитан на небольшие токи потребления. Используют в ноутбуках, видеокамерах и подобной длительно работающей технике с небольшим потреблением энергии.
- IMR – катод литий-марганцевый. Обладает способностью выдавать большие токи, выдерживает разрядку до 2,5 а/ч.
- INR– катод из никелатов. Обеспечивает высокие токи, выдерживают разряд до 2,5 В.
- NCR– специфическая маркировка компании Panasonic. По свойствам аккумулятор идентичен IMR. Используются никелаты, соли кобальта, окись алюминия.
Позиции 2,3,4 называют «высокотоковыми», их используют для фонарей, биноклей, фотоаппаратов.
Литий-феррофосфатные аккумуляторы обладают способностью работать при глубоком минусе, восстанавливаются при глубоком разряде. Недооценены на рынке.
По маркировке можно определить, это литиевый заряжаемый аккумулятор буквы — I R. Если есть буквы C/M/F – известен материал катода. Будет указана емкость, обозначенная mA/h. Дата выпуска и срок годности расположены в разных местах.
Следует знать, нет у производителей литиевых многозарядных батарей изделий емкостью больше 3 600 мА/ч. Для того чтобы отремонтировать батарею ноутбука или собрать новую нужно приобретать аккумуляторы без защиты. Для использования в единичном экземпляре нужно покупать элементы с защитой.
Виды батареек
Портативные элементы питания различаются как по принципу работы, так и по внешнему виду. Основные типы батареек:
-
Пальчиковые (обозначение размера АА);
- Мизинчиковые (размер ААА);
- Большие цилиндрические (размером D);
- Средние цилиндрические (обозначаются С);
- Тип Крона (форма — параллелепипед);
- Плоские (форма — уплощенный параллелепипед).
Все цилиндрические типы накопителей заряда имеют рабочее напряжение от 1,2 до 1,6 вольт. Напряжение элементов типа Крона равно 9 В, а плоских 4,5 В. Работоспособность элемента зависит от нагрузки, к которой он подключен.
В маломощных приборах уменьшение вольтажа батарейки долго не сказывается на работоспособности, а в мощных, типа фотоаппаратов или электродвигателей, даже небольшое проседание напряжения вызовет отказ оборудования.
По типу внутреннего наполнения элементы питания также различаются. Выделяют такие виды:
-
«Солевые», «сухие» — угольно-цинковые. Этот тип батареек наиболее дешевый, но быстрее всего разряжается и плохо работает в холодных условиях и с мощными нагрузками;
- HeavyDuty — хлоридно-цинковые, похожи на предыдущий тип, имеют чуть большую емкость;
- «Алкалиновые», щелочные — лучше работают при низких температурах и держат заряд при большом токе, но быстро разряжаются;
- С применением ртути — высокоемкие, их трудно быстро разрядить, однако из-за опасности ртути они вышли из употребления;
- С использованием серебра — медленно разряжаются и хорошо работают с мощной нагрузкой, но дорогие;
- Литиевые — имеют наивысшую ёмкость и наименьшую массу среди подобных. Долгий срок годности. Высокая цена.
Также все батареи делятся на два типа: первичные, то есть гальванические элементы и вторичные, то есть перезарядные или аккумуляторные. Первые обычно дешевле, но после использования их необходимо утилизировать. Вторые часто имеют меньшую емкость, более дороги, но могут быть перезаряжены зарядным устройством.
Как сделать батарею из аккумуляторов 18650?
Для этого следует подготовить следующее:
- Нужное количество аккумуляторов 18650.
- Провода или жестяные тонкие пластины.
- Разъем для вывода питания. Или просто два провода желательно черного и красного цвета.
- Изоленту или контейнер, в котором батареи будут надежно зафиксированы.
Сборка батареи из аккумуляторов 18650 осуществляется по следующему принципу. Отрицательный торец нужно соединить с положительным. Стоит определится какое соединение нужно, параллельное или последовательное. Первое экономит место в длину, ну а второе в ширину. На рисунке ниже показано как выглядит второе соединение. Это батарея от ноутбука.
Схема последовательного скрепления АКБ.
Параллельное соединение:
Подробности сборки смотрите в видео.
Защищенные или незащищенные – как отличить?
Как же выбрать качественный и самое главное безопасный аккумулятор 18650? Не секрет, что при перегреве они зачастую возгораются.
На ютубе полным-полно подобных роликов.
Дело в том, что Li-Ion батарейки бывают защищенные и не защищенные. Последние – это обычная банка без каких-либо встроенных элементов защиты.
Такие банки имеют “плоский” носик.
В защищённых, в конструкцию батарейки встроена плата PCB, контролирующая перезаряд + обеспечивающая защиту от КЗ. Плата припаяна к одному из контактов.
Обычно это “минус”. На плюсовом идет специальная насадка.
При этом сама батарейка оборачивается в термоусадку. Иногда на бочонок наносится надпись “Protected”.
Ошибка №4
Не путайте PCB плату (power control board) с PCM модулем (power charge module).
Если первая только защищает аккумулятор, то вторая полностью управляет процессом заряда АКБ (ограничение тока, контроль температуры и т.д.).
Ошибка №5
Простые батарейки также бывают с Button-Top (с пипкой или выпирающим носиком), они не обязательно должны быть плоскими Flap-Top.
С “пипкой” чаще всего используются в брендовых дорогих фонариках. Плоскоголовые там при последовательном соединении могут попросту не дать контакта.
Как вы понимаете, габариты защищенных аккумуляторов получаются немного больше обычных. Многие производители их даже называют иначе – не 18650, а 18700.
Ошибка №6
Покупать нужно аккумуляторы 18650 только со встроенной защитой.
На самом деле нет. Более того, не многие знают, но большинство ведущих производителей даже не производят таких батареек!
Защитные платы выпускаются совсем другими брендами, после чего они соединяются с обычными аккумуляторами известных марок и их перемаркируют.
Все дело в том, что защищенные АКБ требуются далеко не всегда. Выбирайте их только в том случае, если у вас вызывает сомнение зарядное устройство.
В первую очередь то, которое автоматически не останавливает заряд.
Ошибка №7
Пользоваться такими зарядками с незащищенными батарейками категорически запрещено.
Также незащищенные модели можно встретить в больших сборках, где последовательно соединено сразу несколько 18650.
Если вам попался большой аккумулятор на элементах 18650 в закрытом корпусе, то обратите внимание на соответствующие надписи. Например, вот такие буквы “6S5P” расшифровываются как:. 6 последовательно соединенных ячеек
6 последовательно соединенных ячеек
каждая из которых содержит 5 параллельных банок
Дело в том, что не существует двух абсолютно одинаковых банок.
Их внутреннее сопротивление всегда отличается, и в случае разброса напряжения на банках, некоторые из них будут нагреваться значительно больше остальных и деградировать.
Но и здесь опять же все зависит от качественной зарядки. А они в последнее время стали очень доступны и максимально безопасны.
Подробнее
На электро-велосипедах все решается элементарными платами балансира.
Поэтому обычные Li-ion батарейки и получили гораздо большее распространение, нежели защищенные.
Ошибка №8
Кроме того, в большинство современных устройств вы попросту не запихнете защищенные аккумуляторы.
Их габаритные размеры не всегда позволяют это сделать.
