Как определить емкость аккумулятора 18650

Батарейки

Литиевые батареи серии 18650 применяют для питания электроинструмента и различных бытовых приборов. Со временем длительность работы приборов уменьшается, что свидетельствует о снижении ёмкости источника питания. Появляется желание узнать фактическое значение. Рассмотрим, как проверить ёмкость аккумулятора 18650 мультиметром в домашних условиях.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Ёмкость аккумуляторов 18650 можно измерить мультиметром

Общие сведения

Аккумулятор 18650 является литиевым. Тип гальванической пары может быть кобальтовым, марганцевым, железно-фосфатным и др. Номинальное напряжение составляет 3,7 В. Ёмкость источника энергии измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. Зависит от его размеров, может быть от 1200 до 3600 мА·ч, а возможно, и больше. Отдельные элементы могут набираться в батарейные блоки, соединяемые параллельно для её увеличения и последовательно для увеличения напряжения питания приборов.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Элемент 18650 большой ёмкости 3000 мА·ч

Инструкция по проверке работоспособности и измерению ёмкости

Как проверить аккумулятор 18650 на работоспособность? Лучше всего проверять на приборе, для которого он предназначен. Батарея заряжается стандартным зарядным устройством. Затем вставляется в прибор — запускается рабочий цикл. Если длительность работы прибора не вызывает нареканий, то батарея исправна.

Чтобы определить ёмкость аккумулятора, нужно измерить два параметра: силу тока и время работы от состояния 100%-го заряда до полного разряда. Под полными зарядом и разрядом следует понимать максимально допустимые величины верхнего и нижнего порога напряжения элемента питания, устанавливаемые производителем. Верхняя величина полностью заряженного элемента не должна превышать 4,2 В, нижнее значение не должно опуститься менее 3,0 В. Поэтому нужно постоянно следить за этими значениями при проведении разряда для проверки на ёмкость аккумуляторной батареи.

Литийионный аккумулятор очень чувствителен к превышению пороговых значений напряжения, перезаряд или глубокий разряд выводят его из строя без возможности восстановления.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Формула вычисления ёмкости элемента питания

Для более точного измерения ёмкости ток разряда не должен превышать 10 % от предполагаемой ёмкости элемента. Можно включить в работу какой-либо двигатель или инструмент на холостом ходу. Предварительно измеряется фактический ток разряда мультиметром. Далее прибор переключается на измерение напряжения для его контроля. Засекается время начала разряда. По достижении нижнего предела в 3,0 В прибор выключается, и производятся вычисления.

Сначала вычисляется средний ток. Начальный известен за счёт измерения, но нужно определить конечный. Поскольку сопротивление нагрузки можно считать постоянным, то конечное значение силы тока уменьшится во столько раз, во сколько снизится напряжение. С 4,2 до 3,0 В снижение составляет 1,4 раза. Следовательно, начальное значение, к примеру, 1 А, снизится до 0,72 А. А его среднее значение составит 0,86 А. Теперь вычисляется ёмкость аккумулятора, для чего среднее значение тока умножается на время разряда, например, 3 часа. В таком случае получим значение 2,58 А·ч, или 2580 мА·ч.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Мультиметр и часы, минимальный набор для измерения ёмкости

Это очень упрощённый расчёт, поскольку не принимается во внимание, что напряжение и, значит, сила тока снижаются не в прямой зависимости, пропорционально времени. А кроме того, индуктивная нагрузка прибора, в котором используется вращающееся магнитное поле, также меняется не прямо пропорционально. Но такой расчёт даёт невысокую погрешность. Для более точного расчёта необходимо производить замер с периодичностью в 20–30 минут. И вычислять среднее значение и отданную ёмкость за каждый промежуток времени. Теперь полученные результаты в каждый промежуток времени сложить вместе. Такой расчёт имеет более высокую точность.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Графики разряда аккумуляторов 18650

Как измерить напряжение и ток

Напряжение измеряется мультиметром в режиме вольтметра на контактах элемента. Сила тока измеряется путём включения мультиметра в режиме амперметра в цепь питания от АКБ к нагрузке одного из проводов питания.

Для удобства проведения измерений к контактам батареи можно временно присоединить провода. А для постоянного контроля значений следует использовать два мультиметра. В этом случае точность измерения значительно возрастёт.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Схемы измерения напряжения и тока на батарее с нагрузкой

Мультиметром и самодельной схемой

При использовании мультиметра измеряются напряжение и сила тока в процессе разряда АКБ. Поскольку одним мультиметром выполнять оба измерения одновременно невозможно, то постоянный контроль осуществляют за напряжением, а силу тока разряда мерят периодически. Для чего схему подключения меняют, переключая мультиметр в режим амперметра.

Но лучше собрать простую схему с использованием линейного стабилизатора LM7805 и второго источника электрической энергии, например батарейки «Крона». В этом случае ток разряда будет иметь постоянную величину, не зависящую от падения напряжения на испытываемом аккумуляторе. Остаётся только измерить время разряда и умножить на величину тока разряда.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Схема стабилизации энергии на линейном стабилизаторе L7805

USB-тестером

Существует огромное количество USB-тестеров — измерителей ёмкости аккумуляторов различного типа, включая 18650. Устройство легко присоединяется к любому источнику питания и имеет свою нагрузку, либо также может присоединяться к другой нагрузке. Тестер одновременно измеряет напряжение, силу тока и время разряда. Некоторые способны отключаться при достижении критических значений нижнего уровня напряжения, которое можно задавать самостоятельно.

Как определить емкость аккумулятора 18650
USB-тестер для измерения ёмкости аккумуляторов

С помощью imax

Imax b6 — это уже интеллектуальное устройство, которое предназначено для заряда и разряда различных аккумуляторных батарей, включая литиевые, кадмиевые, никелевые, все типы свинцовых. Может проводить тренировочные циклы и попутно измерять ёмкость элементов питания.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Универсальное устройство imax B6

Как измерить внутреннее сопротивление

По величине внутреннего сопротивления можно судить о степени износа и старения элемента питания. Чем выше сопротивление в сравнении с первоначальным, тем меньшая площадь поверхности пластин аккумулятора участвует в процессе заряда-разряда. Внутреннее сопротивление любого источника питания (Re или R0) — величина непостоянная. Она зависит от нагрузки и силы протекающего электрического тока, а также от ёмкости батареи. Различные измерительные приборы могут показывать разное внутреннее сопротивление одного и того же элемента, поскольку могут применяться импульсные сигналы различной частоты.

Для определения можно воспользоваться китайским измерителем внутреннего сопротивления Yr1035+. У новых 18650 величина Re, определяемая этим прибором, находится в пределах 18–20 миллиом.

Как определить емкость аккумулятора 18650
Измерение внутреннего сопротивления элемента 18650 прибором YR1035+

При отсутствии измерительного прибора можно воспользоваться расчётным методом. При подключении нагрузки к аккумуляторной батарее величина напряжения несколько снижается и величина тока несколько меньше, чем должна была быть, если рассчитать её по закону Ома. Эти отклонения как раз вызваны внутренним сопротивлением аккумулятора. Если разницу в напряжении на холостом ходу и под нагрузкой разделить на силу фактической величины тока, то получим величину внутреннего сопротивления.

Re = (V без нагрузки — V под нагрузкой) / I фактический в цепи нагрузки.

Для проверки можно воспользоваться формулой: (R нагрузки + Re) * I фактический в цепи нагрузки = V без нагрузки

При разных нагрузках будет получаться разная величина Re. Поэтому для сравнения характеристик аккумулятора через некоторое время, следует пользоваться одинаковой нагрузкой. Тогда сравнение будет корректным.

Читайте далее:
Плохо
0
Помогло
0
Спасибо
0
Акумы.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector