Существует много литиевых аккумуляторов разного типоразмера и форм-фактора – от крошечных «таблеток» до внушительного вида цилиндров и параллелепипедов. Они отличаются характеристиками и назначением. Сегодня мы поговорим об аккумуляторе 21700.
Характеристики и размеры
Аккумулятор типа 21700 представляет собой литий-ионный (Li-ion) аккумулятор цилиндрической формы. Отличается низким внутренним сопротивлением, обеспечивающим высокую токоотдачу, и увеличенной электрической ёмкостью.
Несмотря на внешнее сходство, аккумуляторы могут отличаться материалом анода. От него зависит электрическая ёмкость, токоотдача и срок службы. Материалы, из которых изготовлены аккумуляторы, определяются по маркировке:
- IMR – литий-диоксид марганца (LiMn2О4);
- INR – литий-марганец-никель-диоксид кобальта (LiNiMnCoO2);
- IFR – литий-железо-фосфат (LiFePO4);
- ICR – литий-диоксид кобальта (LiCoO2).
К примеру, элемент, фото которого приведено выше, выполнен по технологии INR литий-марганец-никель-диоксид кобальта.
Самые прогрессивные элементы на сегодня – ферро фосфатные аккумуляторы —LiFePO4 (маркировка IFR). У них повышенная электрическая ёмкость, они отдают пиковый ток до 8С, а долговременный – до 3С. Не требуют специальных мер по утилизации, взрыво- и пожаробезопасны даже при повреждении корпуса и перезарядке.
Элементы 21700 выпускаются со встроенными платами защиты от перезаряда/переразряда/перегрева и без них. Аккумуляторы без защиты предназначены для работы в составе батарей (сборок), а с защитой обычно используют по отдельности, к примеру, в фонарях.
Основные технические характеристики этого аккумулятора следующие:
- Тип – литий-ионные.
- Номинальное напряжение, В – 3.7.
- Рабочее напряжение, В – 3.3-3.6;
- Электрическая ёмкость, мАч* – 3 000-5 000.
- Ток зарядки в режимах:
- нормальный – 0.1-0.3С;
- быстрый – 1С.
- Количество циклов заряд/разряд* – от 3 000 до 7 000.
- Срок эксплуатации, лет* – до 5.
- Диапазон рабочих температур, °C – -30 +60.
- Встроенная защита – опция.
- Габаритные размеры (Ø, высота), мм – 21 х 70.
- Вес, г** – 60-70.
* Параметр зависит от условий эксплуатации.
** Вес зависит от типа и конструкции.
Где используются
Благодаря высокой электрической ёмкости и способности долговременно отдавать большой ток элементы 21700 широко применяются в энергоёмких и высокотоковых устройствах. Их можно встретить в:
- резервных и аварийных источниках питания;
- аккумуляторном электроинструменте;
- транспортных средствах (электросамокаты, электровелосипеды, гироскутеры и т. п.);
- энергоёмких игрушках, дронах, квадрокоптерах и т. п.;
- мощных фонарях;
- электронных сигаретах;
- мощных ноутбуках.
Аналоги
Нередко при ремонте батарей, собранных на 21700, не удается найти именно таких аккумуляторов. Чем их заменить? Ближайший аналог 21700 – элемент 20700. У него меньший диаметр (20 мм против 21), но такие же характеристики. Единственное, его ёмкость ниже.
Также можно использовать:
- INR21700-50E;
- INR21700-M50T;
- ORB-5000P-21;
- Lii-40A.
Вместо INR, как мы выяснили, могут стоять INR, IFR, ICR. Существуют аккумуляторы форм-фактора 21700, но не имеющие отношения к рассматриваемым. Например, элемент с портом USB для зарядки. По сути, это маленький литий-ионный аккумулятор любой ёмкости (зависит от порядочности производителя, на маркировку не смотрим) и контроллер зарядки от 5 В в корпусе того или иного стандартного типоразмера.
Аккумулятор NL2150R с портом USB-C для зарядки
Как заряжать — ток, напряжение, техника безопасности
Прежде чем выяснить, как правильно заряжать эти аккумуляторы, поговорим о характерных особенностях литиевых элементов питания.
- Перезарядка. В этом случае любой литиевый элемент может загореться, а то и взорваться.
- Глубокий разряд. Аккумулятор выходит из строя.
- Перегрев. Происходит по разным причинам (высокие токи заряда/разряда, короткое замыкание в цепи нагрузки, расположение рядом с источником тепла и пр.). Элемент, как правило, загорается или взрывается.
- Механическое повреждение. При механическом повреждении корпуса происходит внутреннее замыкание, которое вызывает нагрев и возгорание.
Заряжая элемент 21700 (и любой другой литиевый), необходимо контролировать ток зарядки, напряжение на клеммах и температуру корпуса. Выход любого параметра за допустимые пределы вызовет серьезные проблемы.
Исключение – аккумуляторы со встроенными платами защиты. Задача таких плат – автоматический контроль за этими параметрами элемента.
Безопаснее использовать для зарядки элементов 21700 специальные зарядные устройства, поддерживающие режим CC/CV (стабилизация тока + стабилизация напряжения).
Если вы решили провести процесс вручную, запаситесь вольтметром, амперметром и блоком питания с регулировкой тока/напряжения. Далее придерживайтесь следующего алгоритма:
- Снизьте напряжение на клеммах блока питания до минимума, подключите аккумулятор, соблюдая полярность.
- Установите номинальный ток заряда (10-30% от ёмкости). В процессе напряжение на клеммах будет медленно расти. Ток необходимо поддерживать стабильным.
- Когда напряжение достигнет 4.1 В, аккумулятор наберёт 80-90% ёмкости. Первый этап зарядки окончен.
- Установите на блоке питания напряжение 4.2 В и продолжайте заряд. При этом зарядный ток будет постепенно падать. Как только он снизится до 0.03С (3% от ёмкости), остановите процесс – элемент полностью заряжен. Напряжение на протяжении всего времени нужно поддерживать стабильным.
В ходе всего процесса контролируйте температуру корпуса аккумулятора. На ощупь он должен быть едва теплым. При сильном нагреве (более 45 градусов Цельсия) прекратите зарядку и дождитесь, пока элемент не остынет.
Для заряда элемента с платой защиты на него подают напряжение, которое обеспечит достаточный зарядный ток. Все остальное сделает автоматика – проведет полную двухэтапную зарядку и отключится.
Зарядка железо-фосфатных аккумуляторов
Вышеописанный алгоритм подходит для всех литиевых источников элементов, но для феррофосфатных (LiFePO4, маркировка IFR) в него вносят корректировки. Напряжение полностью заряженного аккумулятора составляет 3.6, а не 4.2 В. Поэтому первый этап — основная зарядка стабилизированным током — заканчивают при напряжении на клеммах 3.4-3.5 В, а второй — при стабилизированном напряжении 3.6 В.
Зарядные устройства для аккумов типа 21700
Ручная зарядка, если она проведена правильно, по качеству и безопасности не отличается от автоматической. Есть лишь один минус – все делать и за всем следить придется вручную. Поэтому если вы часто заряжаете литиевые аккумуляторы, лучше обзавестись специальным зарядным устройством. Рассмотрим наиболее популярные, качественные и бюджетные приборы, которые можно купить на Алиэкспресс.
LiitoKala Lii-PD4
Прибор предназначен для зарядки любых литий-ионных аккумуляторов типоразмера 26650, 21700, 20700, 18650, 18490, 18350, 17670, 17500, 16340 (RCR123), 14500, 10440, включая феррофосфатные.
Ток зарядки можно выбрать из значений 500 мА, 1 000 мА, 2 000 мА. Процесс проходит в автоматическом режиме в два этапа (основной, дозарядка). Информация о ходе зарядки отображается на ЖК-дисплее. Купить его можно, перейдя по ссылке, стоимость – в районе 1 300 рублей.
Fast Charger 5
Устройство позволяет зарядить одновременно два литиевых аккумулятора от порта USB компьютера или от сетевого адаптера с соответствующим гнездом.
Поддерживаемые типоразмеры элементов – от 26700 и по убыванию до 14500. Зарядка производится током 800 мА до конечного напряжения 4.2 В. Зарядка феррофосфатных аккумуляторов не поддерживается. Процесс зарядки отображается на светодиодном индикаторе. Купить ЗУ можно перейдя по ссылке. Ориентировочная стоимость – 300 рублей.
XTAR4
Интеллектуальное зарядное устройство позволяет быстро заряжать любые литиевые аккумуляторы типоразмеров от 10440 до 32650. Оснащено портом USB-C, поддерживает технологию QC3.0 (5V3A / 9V2A).
Максимальный ток заряда на каждый слот – 2 А. Для отображения текущей информации и режима служит ЖК-дисплей. Определение типа аккумулятора и выбор режима зарядки – автоматически или вручную. Приобрести прибор можно перейдя по ссылке. Ориентировочная стоимость – 1 800 рублей.
Мы разобрались с аккумуляторами типоразмера 21700. Теперь вы знаете, какими они бывают, какими характеристиками обладают и как правильно должны эксплуатироваться.
Сейчас читают:
