На сегодняшний день почти все электронные портативные устройства (особенно бытовые) используют для обеспечения опорным напряжением своих схем многозарядные батареи. Многозарядность позволяет экономить на элементах питания. Одним из актуальных является типовой 18650 аккумулятор с характеристиками, совместимыми с большинством стандартов слаботочной электротехники.
Технические характеристики
Как и любой элемент электрической цепи, Li-ion 18650 аккумулятор имеет целый набор технических характеристик:
- Напряжение.
Несмотря на то что номинальным является показатель в 3,6-3,7 вольт, этот параметр может варьироваться в диапазоне от 2,5 до 4,5 вольт. - Сила тока.
Когда говорят об этой величине, обычно подразумевают как линейный, так и пиковый ток разряда, т. е. сразу два параметра. В первом случае речь идет о нагрузке в течение длительного времени, и здесь цифра составляет примерный интервал от двойного показателя значения емкости (о ней будет сказано ниже и приведен пример) до 20-30 А. Второй параметр относится к так называемым переходным процессам (примером может служить включение в цепь двигателя через реле). И тут один питающий элемент способен развивать ток разряда до 45 А. - Емкость батареи 18650.
Показатель, который определяет количество запасенной энергии, ток разряда, при котором питающий элемент работает один час (обозначение мА/час или mAh). К примеру, емкость 3600 mAh обеспечит работой нагрузку с потреблением тока в 1,8 А (или 0,5 C – половина от значения емкости) в течение 2 часов. Возвращаясь к предыдущему параметру, следует заметить, что для аккумулятора 18650 при напряжении 4,2 вольта и емкости 3,6 А/час максимальный рекомендуемый непрерывный ток разряда составит 7,2 А, что позволит питать нагрузку мощностью 30 ватт в течение получаса (на самом деле чуть меньше из-за возникающих потерь). - Размеры литиевого аккумулятора 18650.
Этот параметр еще называют форм-фактором, в данном случае – цилиндр с диаметром основания 18,20 (мм) и высотой 64,93 (мм).
Для примера приведем описание нескольких популярных моделей аккумулятора этого типа.
Характеристики 5 популярных аккумуляторов 18650:
- Samsung, модель INR18650-25R. Номинальная емкость – 2500 mAh. Максимальный ток разряда – 20 А. Рабочее напряжение – 3,6 В. Масса – 43,8 грамм.
- LG LGGBH261865, короткое обозначение модели LG H26. Емкость – 2600 mAh. Максимально отдаваемый в цепь ток – 25 А. Напряжение при полном заряде – 3,6 В. Масса – 45,4 грамма.
- Sony | Murata VTC5D 18650 2800mAh 25A. Краткое обозначение – VTC5D. Емкость – 2800 mAh. Пиковое значение тока – 25 А при рабочем напряжении в 3,6 В. Масса – 46,6 грамм.
- Panasonic NCR18650BD. Емкость составляет 3180 mAh. Максимально развиваемый ток разряда – 10 А при напряжении питания нагрузки в 3,6 вольт. Масса – 46,89 грамм.
- VapCell INR18650. Запас мощности равен 3500 mAh. Ток нагрузки в максимальном значении достигает 10 А при напряжении питания в 3,7 вольта. Вес – не более 47 грамм.
Расшифровка маркировок и надписей
Как и у других аккумуляторов, у большинства моделей 18650 характеристики батареи нанесены на боковую поверхность в виде сокращенных надписей. Вообще какой-либо стандартизации для всех производителей в этом вопросе не существует, однако, можно выделить наиболее общие аббревиатуры:
- Первый символ отвечает за обозначение технологии, например, I или L– литий-ионная (от англ. Li-Ion).
- Второй делит виды аккумуляторов 18650 по химическому составу:
- N или M в составе первой тройки INR или NMC – литий-марганец-никель-кобальт, обеспечивают высокий ток разряда при низкой емкости;
- M для триплетов IMR или LMO – оксид лития марганца, также распространен для кратковременного питания мощных нагрузок;
- C в тройках NCA, NCO, LCO – различные виды кобальтовых оксидов, обладают высокой емкостью и низким выходным током;
- F в аббревиатурах IFR или LFP говорит о применении фосфата железа, такой аккумулятор будет «золотой серединой» при выборе значения емкости и выдаваемого тока разряда.
- Если в конце первых трех символов стоит R, это не обозначение одного из элементов, а указание, что данный тип элемента питания перезаряжаемый (от англ. – rechargeable).
- Следующие за тремя символами цифры также делятся на три параметра: округленное значение диаметра в мм (18), также приближенная высота в мм (64) и указание на цилиндрическую форму исполнения – (0), что символизирует основание этой фигуры.
- Символика, следующая после тире, определяет специфические параметры химических элементов (плотности) и может сильно варьироваться в зависимости от конкретного производителя.
Примером маркировки может послужить модель INR18650-25R от производителя Samsung. Первые три буквы обозначают, что батарея выполнена по Li-ion технологии с использованием в качестве катодного материала литий-марганца. Типоразмер 18650. 25R – параметры химических элементов. Строчки ниже хранят зашифрованную информацию о дате выпуска.
Защищенные и незащищенные АКБ 18650
Аккумуляторы, изготовленные по Li-ion технологии, имеют довольно ограниченные условия эксплуатации. Одним из факторов, влияющих на их долговечность и безотказную работу, является допустимый рабочий диапазон напряжения, о котором уже было сказано выше. Вследствие этого аккумуляторы могут делиться еще на два типа:
- Защищенные.
Батареи, у которых внутри корпуса установлена специализированная схема – контроллер, обрывающая цепь при достижении высокого или, наоборот, низкого уровня заряда. Такие аккумуляторы целесообразно использовать в устройствах, которые своими защитными контроллерами не обладают (дешевые фонарики, простые радиоприемники, портативные колонки и т. д.). - Незащищенные.
Тут речь идет об обычных химических элементах питания, в конструкции которых отсутствуют какие-либо дополнительные электрические схемы. Их обычно используют в составе наборных аккумуляторных батарей (например, для ноутбуков), либо же в устройствах, внутреннее сопротивление которых априори ограничивает ток разряда. В последнем случае ток заряда контролируется, соответственно, зарядным устройством.
Здесь следует заметить, что корпус большинства Li-ion батарей устроен таким образом, что в случае образования внутри него газов (при коротком замыкании) разрывается мембрана одного из торцов. Такой подход предотвращает накопление высокого давления и последующий мощный взрыв.
Как определить емкость аккумулятора 18650
Иногда многозарядная батарея лежит слишком долго без использования, и тогда возникает вопрос, сохранила ли она вольтаж и первоначальную емкость. Существует как минимум три способа, как проверить литиевый аккумулятор типа 18650.
Способ 1. При помощи USB-тестера и контроллера заряда TP4056.
В этом случае необходимо в гнездо USB-порта зарядного вначале подключить USB-тестер, измеряющий ёмкость аккумулятора, вернее, количество энергии, прошедшей через него. К нему подключается плата-контроллер заряда тр4056 шнуром USB-A-microUSB, которая защищает аккумулятор от перезаряда.
С выхода Bat+ и Bat- при помощи держателя аккумулятора или импровизированных клемм присоединяется заряжаемая Li-ion батарейка к «+» и «-», соответственно. Батарея должна быть полностью разряжена, таким образом, когда она полностью зарядится, на контроллере заряда погаснет красный светодиод, и на экране тестера мы увидим значение ёмкости аккумулятора.
Способ 2. При помощи специального зарядного устройства. От предыдущего варианта оно отличается тем, что все узлы скомпонованы в специализированном корпусе. Также эти устройства питаются от бытовой сети с напряжением 220 вольт.
Способ 3. Если у вас есть повербанк с возможностью замены аккумуляторов, то можно полностью заряженные аккумуляторы разрядить на USB-нагрузку через тот же тестер, что использован в первом способе. Такая нагрузка зачастую может нагружать АКБ на ток в 1А и на 2А, для этого на плате есть переключатель (на правой части иллюстрации выше).
Рекомендации по эксплуатации и хранению
Если аккумуляторные батареи не используются, то при их хранении следует соблюдать несколько условий:
- нельзя держать их полностью разряженными, лучше разрядите наполовину перед длительным хранением;
- стабильный температурный режим. Несмотря на то что эксплуатация и хранение обычно допустимы при диапазоне от -20 до + 50-60 градусов Цельсия, рекомендуется избегать отрицательных значений температуры и положительных выше 40 градусов. Так, например, зарядка вообще должна проходить при +10-+40 градусах Цельсия.
- отсутствие повышенной влажности. Вода и тем более соль всегда пагубно влияют на любой металл, окисляя его в кратчайшие сроки. Это приводит к нарушению внешней оболочки и выходу из строя аккумулятора.
При этом, даже несмотря на соблюдение всех условий, деградация батарей всегда будет наблюдаться. Она достигает значения потерь до 10% от первоначальной емкости в год. Поэтому крайне важно обращать внимание на дату производства.
Заключение
Как видно из текста, выбор, эксплуатация и хранение аккумуляторных батарей типа 18650 – довольно ответственное занятие. При соблюдении всех вышеперечисленных рекомендаций и выполнения условий вы сможете в значительной мере сэкономить на отсутствии необходимости использовать обычные батарейки.
Сейчас читают:
