Литий─ионный аккумулятор формата 18650

Аккумулятор 18650: универсальный боец!

Практически все современные приборы работают на электроэнергии. В настоящее время существует большое разнообразие различных аккумуляторов и батареек, позволяющих использовать электроприборы в любом месте. Одним из самых качественных источников энергии является литий-ионный аккумулятор 18650.

Что такое аккумулятор 18650, устройство и емкость

Химический источник тока 18650 представляет собой электронную пару с активными компонентами, содержащими соли лития. Аккумулятор имеет небольшой размер и внешне напоминает пальчиковую батарею. Длина элемента составляет 66,5 мм, диаметр – 18. Li-ion имеет сотни циклов зарядки, что делает его наиболее выгодным для потребителей.

Производятся литий-ионные источники ЭДС следующими компаниями:

Остальные фирмы покупают уже готовые элементы и заменяют упаковку, выдавая источники питания за собственную продукцию. Кроме того, некоторые компании указывают на элементе недостоверную информацию. В связи с этим нужно запомнить следующее: на сегодняшний день не существует источников питания 18650 емкостью выше 3600 мА-ч.

На выходе аккумулятор имеет напряжение 3,78 вольта. Емкость может составлять 1000, 1100, 1500, 2000-3200 мАч.

Разновидности и характеристики

Существует несколько видов гальванических элементов 18650, которые отличаются по материалу катода. Можно выделить следующие три типа аккумуляторов:

1. Литий-кобальтовые. Самый распространенный тип, отличающийся большой емкостью. Рассчитан на небольшой ток. Чаще всего встречается в ноутбуках, видеокамерах и т.п.
2. Литий-марганцевые. Имеют небольшую емкость, однако обладают высоким разрядным током (5-7 градусов по Цельсию).
3. Литий-феррофосфатные. Имеют небольшую емкость и слабое напряжение. Обладают большим сроком действия (до 1000 циклов) и высокой скорости зарядки (заряжаются менее, чем за 60 мин.). Могут работать при глубоком разряде.

Свойства аккумуляторов напрямую зависят от материала катода. Однако все типы устройств 18650 имеют достаточно хорошие характеристики.

Определить тип аккумулятора можно по маркировке на корпусе: ICR – катод литий-кобальтовый, IMR – катод литий-марганцевый, INR – катод из никелатов. Также можно встретить надпись NCR, которая характерна для компании Panasonic. В таких устройствах используются никелаты, кобальт, окись алюминия.

Плюсы и минусы устройства

Литий-ионные элементы обладают целым рядом преимуществ. Среди основных плюсов можно выделить следующие:

• большая емкость;
• минимальный саморазряд;
• отсутствие «эффекта памяти»;
• маленький размер;
• небольшой вес.

Однако есть у устройства и ряд определенных недостатков. Например, особенно выделяются следующие:

• чувствительность к избыточному заряду;
• склонность к перегреву;
• наличие особых требований к хранению;
• начало процесса деградации с момента выпуска.

При неправильном обращении такие аккумуляторы ломаются намного быстрее, чем другие виды. Например, если полностью разрядить элемент, он может больше не заработать. Кроме того, при постоянной перезарядке и переразрядке аккумуляторы будут терять свою емкость. В некоторых случаях на батарее может присутствовать надпись “With Re/Discharging Protection Circuit”, которая означает, что элемент оснащен специальной защитной платой, предотвращающей полную разрядку.

Стоит отметить, что хранить литий-ионные источники питания нужно в полузаряженном состоянии при температуре 5-15 градусов Цельсия.

Чтобы избежать перегрева, необходимо установить систему защиты. Чаще всего в качестве защитной платы выступает небольшое утолщение около плюса.

Где используется

Данный вид гальванических элементов широко используется в приборах, требующих большой емкости. Например, их можно встретить в фонариках, ноутбуках, фотоаппаратах, биноклях и т.д.

Во многих устройствах устанавливается специальная защита, которая представляет собой небольшую печатную плату. В некоторых приборах можно использовать как защищенные, так и незащищенные элементы. Однако в устройствах, не имеющих контроллера заряда-разряда для литий─ионных элементов, обязательно устанавливается защита. К таким приборам можно отнести светодиодные фонари. Если не установить защиту, источник питания в фонаре высадится в ноль.

Аккумуляторы 18650 – это качественные источники электроэнергии, используемые в устройствах, требующих большую емкость. Литий-ионные элементы имеют множество плюсов, среди которых можно выделить минимальный саморазряд. Однако существуют и некоторые минусы, такие, как чувствительность к избыточному заряду и перегреву.

Аккумулятор 18650: универсальный боец! : 1 комментарий

Хочется напомнить (или объяснить) автору, что аккумуляторы и гальванические элементы – не одно и тоже. Это абсолютно разные источники постоянного тока. Это всё равно, что лошадь называть мотором, только потому, что мощность мотора измеряется в лошадиных силах. И уж вообще мрак. Автор измеряет ток в градусах цельсия. Такое впечатление, что он окончил только первые три класса

Определить формат или размер Li-ion аккумулятора

Для обозначения используется 5-значное число, в котором:

• первые 2 цифры указывают на значение диаметра источника энергии (в мм);
• последующие 2 цифры отображают его длину (в мм);
• последняя цифра отражает форму элемента питания (0 – цилиндрическая форма).

Например, маркировка самого распространенного типоразмера 18650 указывает на то, что перед нами накопитель энергии цилиндрической формы, диаметром 18 мм и длиной 65 мм. Хотя литиевые элементы питания представлены обширной номенклатурной линейкой, аккумуляторы Li-ion формата 18650 остаются самыми распространенными и востребованными.

Обычно Li-ion аккумуляторы производятся в форме цилиндра или призмы. В цилиндрических моделях содержится завернутый в рулон комплект электродов и сепаратора. Они находятся в корпусе из стали или алюминия. С корпусом соединяется электрод» –», а через изолятор на крышку выводится полюс» +». Накопители в форме призмы содержат уложенные одна на другую прямоугольные пластины. Иногда в призматических источниках энергии используется рулонная сборка комплекта электродов, завернутого в виде эллиптической спирали.

Таблица типоразмеров аккумуляторов Li-ion

Приведем самые распространенные размеры Li-ion аккумуляторов в таблице:

Тип

Обозначение

Типоразмеры

Схожие типоразмеры

XX – указание диаметра в мм,

YY – значение длины в мм,

0 – отражает исполнение в виде цилиндра

1/2 AAA ( Ø соответствует ААА, но на половину длины)

Ø 7 мм (как у АА), но длина меньше

2xCR123 (или 168S/600S)

2xCR123 (или 150A/300P)

2xCR123 (или 168A/600P)

Параметры определяются примерно и могут варьироваться в зависимости от нюансов изготовления источников питания. В частности:

• толщина наружного покрытия на перезаряжаемых элементах питания бывает толще, чем на простых батарейках;
• толщина защитной платы способна достигать 3 мм.

Также следует учесть, что соответствие типоразмеров указывает на эквивалентность геометрических, но не электрических характеристик, т.е. выходное напряжение таких источников питания не идентично! К примеру, при установке пары элементов CR123 взамен ячейки 18650 важно убедиться, что повышенное напряжение не навредит приборам.

Размеры литиевых аккумуляторов в форме «таблеток » обозначаются формулой CRXXYY, где ХХ – это диаметр (в мм), а YY – высота (в десятых долях мм). К примеру, обозначение CR2032 указывает на то, что перед нами 3V источник питания с размерами 20х3,2 мм.

У «плоских » элементов питания формат 3R12 соответствует 3-м типоразмерам R12 (больше не производятся). Модель 6F22 9V соответствует 6-ти источникам питания F22 или последовательно соединенным элементам АААА.

Форматы литиевых аккумуляторов

Обычно литиевые аккумуляторы производятся с привычными контактами:» +» в виде выступа на торце и» –» в виде рельефной или плоской площадки. Также в них могут быть предусмотрены контакты под пайку. В зависимости от химического состава различают источники питания: Li-ion, Li-Po, Li-Mn, LFP, Li-FeS, LTO. В зависимости от входящих в состав химических элементов цилиндрические источники питания маркируются так:

• ICR – содержащие кобальт;
• IMR – имеющие в составе марганец;
• INR – содержащие никель и марганец;
• NCR – имеющие в составе никель и кобальт, а в роли изолятора – оксид алюминия.

В частности, обозначение ICR18650 характерно для цилиндрических элементов питания на основе кобальта с диаметром 18 мм и длиной 65 мм. По внешнему виду они напоминают батарейки АА, но превышают их по величине. Такие аккумуляторы востребованы в фонарях и других приборах, нуждающихся в высокой емкости, а также используются для сборки аккумуляторных батарей с различными параметрами. Наиболее распространены элементы с номинальным напряжением 3,7 В.

Подробнее о разновидностях литий-ионных аккумуляторов читайте в нашем предыдущем материале.

Продлеваем жизнь литий – ионному АКБ 18650

Каждая Li-Ion батарея типа 18650 рассчитана на определенный жизненный цикл. Что такое цикл у АКБ? Каждый заряд и разряд считается циклом.
Максимальный заряд АКБ до 4,2 вольта.
Минимальный разряд АКБ между 2 и 3 вольта, но менее 3 вольт не рекомендуется разряжать АКБ.
В большинстве 18650 имеется встроенная защита от переразряда, но не у всех, к примеру в АКБ ноутбуков защиты может не быть, там она общая на все 6 АКБ.
18650 заряжается только специальными ЗУ для литий-ионных АКБ.
Вот один из многих сделанный своими руками

https://usamodelkina.ru/10449-zaryadnoe-avtomaticheskoe-universalnoe-ustroystvo-iz-bloka-pitaniya-noutbuka.html
Определяется жизненный цикл разницей в мощности между новым и состоянием батарей на данный момент. К примеру новый – 3000мАч, а на данный момент 2900мАч, это составляет 96% от первоначальной емкости.

Когда же процент достигает 80% то жизненный цикл АКБ на закате (даже если он может выдержать еще не один цикл).
Таким образом, если мы считаем новую АКБ как 3000мАч, то когда же закончится его жизнь?

80% от 3000 это 2400 получается при этой емкости АКБ переходит в разряд старушек, то есть заканчивается его жизненный цикл.
Возникает вопрос сколько жизненных циклов у литий-ионной АКБ 18650?

Большинство 18650 имеют средний типичный возраст 300-500 циклов. Но эта цифра во многом зависит от вас, от того как, чем и до какого уровня вы заряжаете 18650. Если заряжать 18650 максимальным током, то жизнь АКБ составит 50 циклов. Если заряжать оптимальным током, то жизнь продлевается более чем 500 циклов. Вплоть до 1000 и более циклов.

Второй не маловажный фактор это температура окружающей среды, она должна составлять 20 – 25 градусов по Цельсию.

Любые отклонения от этих температур будут создавать потери в эффективности. 10 градусов отклонения могут составить потери 20 или 30мАч. Не говоря о температурах ниже 0 и выше 70 градусов. По этому ни когда не производите зарядку 18650 ниже 0 градусов. При зарядке температура АКБ может нагреваться, не допускайте превышение температуры выше 60 градусов, сразу отключайте ЗУ.

Если хотите продлить жизнь своему 18650,(когда он старенький, а новых не предвидится), то можно заряжать частичным зарядом. Частичный заряд: вместо зарядки до 4,2 вольта заряжайте до 3,8 вольта. Будет наблюдаться уменьшение объема, но при этом увеличится жизненный цикл вашего АКБ.

И на оборот ни когда не превышайте максимально допустимый заряд, это приведет к гибели пациента…

Большинство ЗУ имеют способность регулировать ток. Чем больше ток, тем быстрее зарядится АКБ и тем меньше его жизненный цикл. И в обратной пропорциональности, чем меньше ток тем заряд идет дольше, но увеличивается жизненный цикл АКБ. Какой же должен быть ток для продления жизни АКБ? LG, Samsung, Panasonic, Sony используют в своих тестах ток порядка 0,5 – 0,8 Ампер.

Литий- Ионная АКБ 18650 при правильной эксплуатации может прожить 1000 и более циклов, при соблюдении этих простых правил. Желаю долгих лет вашим 18650! Удачи!