Литий-ионные аккумуляторы повышенного срока службы 18650

Форм-фактор обычных пальчиковых батареек до сих пор находится среди одних из самых распространённых в электрических устройствах. Сегодня с развитием технологий производства литий-ионных и литий-полимерных элементов питания их ёмкость растёт, поэтому увеличивается и область применения. Современные аккумуляторы 18650 имеют похожий корпус, но при этом способны обеспечить питанием и средствами для подзарядки даже современные модели смартфонов.

Характеристики батарей

Характеристики элементов питания:

• Ёмкость в диапазоне между 1600 и 3600 мАч.
• Выходное напряжение 3,7 В.
• В качестве катода пластины различных металлов и неметаллов.

Все качественные элементы такого образца снабжены встроенной защитой от переразряда и скачков входного напряжения. Она выполнена в виде миниатюрной круглой печатной платы и называется контроллером заряда. Такая деталь при этом не защищает от перегрева, и добиться от неё прекращения работы элемента нельзя. Эти функции должны быть обеспечены управляющими компонентами устройства, которое питается от аккумуляторной батареи 18650.

Дешёвые батареи, которые продаются на китайских торговых площадках, как правило, не обладают такой деталью, поэтому устанавливать их для питания любых светодиодных ламп или осветительных приборов не рекомендуется: они могут повредить элементы электрической цепи внутри, если производителем не предусмотрен предохранитель.

Расшифровка доступных моделей

Чтобы правильно подобрать для своего устройства литий-ионные аккумуляторы 18650, нужно знать расшифровку их маркировок. Все литеры, нанесённые на боковые стенки, имеют значение. Цифры — это физический размер в миллиметрах, остальные символы требуют дополнительной расшифровки:

• I — признак того, что в качестве электролита используется именно литий-ионная субстанция.
• C, M, F — используемый в пластине катода элемент или химическое соединение (кобальт, марганец (Manganese) или феррофосфат).
• R — от английского rechargable, перезаряжаемый. Так маркируются все аккумуляторы.

Несмотря на то что универсального метода маркировки элементов не существует, эти символы стандартные и используются подавляющим большинством производителей. Рядом с ними размещают и паспортную ёмкость в миллиампер-часах.

Самыми большими производителями аккумуляторных батареек 18650 являются такие компании:

• Sony;
• Samsung;
• LG;
• Sanyo;
• Panasonic.

Каждая батарея этих брендов проверяется на предмет соответствия всем заявленным характеристикам прямо на заводе. Большинство моделей Panasonic по производственным причинам вместо литий-ионного электролита использует никелевые. Особенности некоторых моделей следует рассмотреть подробнее.

Элементы питания от Samsung

На примере модели ICR18650- 26 °F можно увидеть, что это кадмиевый перезаряжаемый аккумулятор, который имеет ёмкость в 2600 мАч. Имеют чаще всего фиолетовый цвет корпуса, но встречаются и в других исполнениях. Это незащищённые модели, так как сам концерн Samsung не выпускает другие. Нужно следить за тем, чтобы они не получали термических нагрузок и использовать в щадящем режиме. Остальные характеристики выглядят так:

1. Количество циклов заряда-разряда — 600.
2. Величина силы тока при разряде — 2,6 А.
3. Скорость саморазряда при нормальных условиях (+20…+25°C) — 3% за 4−5 недель.

Могут работать в широком диапазоне температуры в атмосфере (-20…+60°C). Стоимость около 3 долларов за шт.

Популярные представители LG

По одинаково плоскому катоду и аноду из всего модельного ряда южнокорейской компании выделяются коричневые LG HG2. Эта компания уделяет особое внимание упаковке при транспортировке, поэтому можно быть уверенным в том, что помещённые в прозрачную пластиковую коробку элементы питания доедут до заказчика в целости и сохранности. Эта модель не обтянута плёнкой с изображением бренда, снаружи присутствует только термоусадочная насадка, маркированная в соответствии с содержанием и техническими параметрами:

• Номинальное выдаваемое напряжение 3,6 В. Максимально возможное — 4,2 В.
• Напряжение зарядки — 4,2 В.
• Паспортная ёмкость — 3000 мАч.
• Рабочая температура −20…+60°С. При зарядке могут разогреваться до +50°С.
• Температура хранения −20…+20°C, берётся из расчёта нахождения на складе в течение 1 года перед отправкой.
• Вес около 50 г.

Результаты тестов подтверждают, что показатель ёмкости соответствует паспортному значению, находясь в допустимых границах погрешности. Скорость разряда зависит от приложенной нагрузки. Если она равна 2−3 А, то вся ёмкость расходуется примерно за 1,5 часа. При больших силах тока она, соответственно, иссякает намного быстрее.

Panasonic и его перемарк LiitoKala

От LiitoKala в этих моделях не только наклеенный «шильдик». Они комплектуют все литиевые аккумуляторы 18650 платами защиты, за счёт чего эти модели примерно на 1−2 мм обычных. По маркировке NCR18650B можно понять, что это не литиевые, а никелевые модели с кадмиевыми катодами. Остальные характеристики выглядят так:

• Выходное напряжение 4,2 В.
• Количество циклов перезарядки — 1000. Это несколько больше, чем у традиционных литиевых моделей.
• Величина сопротивления между внутренними обкладками 50 миллиОм.
• Паспортная ёмкость 3400 мАч.

Приборы для измерения параметров показывают некоторое отклонение от заявленных производителем. Они разнятся в зависимости от конкретной батарейки, но лежат в пределах 3100 — 3200 мАч.

Зарядка стандартным устройством, которым комплектуется любой бюджетный смартфон, продолжается 7 часов. Поддержки Fast Charge нет, поэтому максимально возможные нагрузки на аккумулятор составляют 1 А.

​

Японские Sanyo

Незащищённые модели пониженной ёмкости. Самые вместительные имеют показатель на уровне 2600 мАч. Имеют вес порядка 50 г. Иногда поставляются с уже припаянными проводными контактами с обеих сторон. Основные технические параметры:

• Минимально выдаваемое напряжение 2,75 В.
• Максимальное — 4,2.
• Уровень внутреннего сопротивления 45−50 миллиОм.

Хорошо заряжаются током высокой силы. Поддерживают функцию быстрой зарядки. Стандартным фонариком или другим устройством, потребляющим примерно пол-ампера, разряжаются примерно за 5 — 5,5 часов. Имеют довольно высокую цену — около 20 долларов за младшие модели, причём чем выше показатель ёмкости, тем сильнее возрастает итоговая стоимость набора.

Простым повышением приходящего на клеммы напряжения можно немного раскачать существующие показатели и повысить их.

Это происходит за счёт того, что по мере увеличения вольтмода электролит проникает через большее количество мембран и просачивается глубже к центру модуля.

Достоинства и недостатки

Будучи одними из самых передовых элементов питания, которые представлены на рынке, 18650-элементы не лишены типичных для всех литий-ионных источников недостатков. Но при этом, они наследуют и позитивные характеристики.

Достоинства:

1. Величина саморазряда в состоянии покоя незначительная. По сравнению с более старыми решениями, может храниться на складе с 80% уровнем заряда очень долго.
2. Значительно большая ёмкость и рабочие напряжения, которые они способны выдавать.
3. Сведённое до минимума влияние недостаточного заряда и полного разряда. Чтобы пользоваться полностью исчерпавшим свою ёмкость аккумулятором, не требуется делать «поджигание», пропуская через контакты дежурный ток с заданными параметрами.
4. Значительно меньшие размеры и масса. Позитивным эффектом этого пункта можно считать возрастающую автономность устройства.

Из минусов можно выделить:

1. Повышенные требования к условиям хранения. Требуется точно соблюдать температуру, влажность и уровень заряда для избежания сильной изнашиваемости.
2. Деградация показателей. Не реализованные продавцом элементы могут просто не запустится после покупки.
3. Высокое влияние повышенной температуры. Из-за высокого содержания щелочного металла внутри может воспламениться после лёгких механических повреждений.
4. Нежелательность избыточного уровня заряда. Оставлять 18650 batteries на ночь для более сильной заполненности не рекомендуется, так как этот процесс ускоряет изнашиваемость.

При невысокой цене на некоторые модели большинство пользователей мирится с тем, что эти элементы нужно эксплуатировать с повышенной осторожностью. Хранить их придётся в специальных условиях, подзаряжая 1 раз в 500−600 часов.

Использование аккумуляторов 18650

Так как у этих моделей бывает очень высокий срок службы, их возможности обеспечить хорошую автономность позволяют использовать их практически везде, где хватает рабочих напряжений, не превышающих 5 вольт. Аналоги при этом неспособны на такие показатели, а потому не могут применяться так широко.

Основные направления использования:

• Устройства Power bank, применяющиеся для продления срока службы смартфонов без подзарядки от электрической сети. В них несколько элементов объединены под общим корпусом одного устройства, в котором присутствует контроллер заряда, препятствующий неравномерному распределению и появлению избыточно заряженных составляющих.
• Бытовой столярный инструмент — портативные шуруповёрты, электролобзики, дрели. Любой из них по своим техническим характеристикам близок к проводным аналогам.
• Светодиодные системы освещения. LED-лампам зачастую не требуется даже 12 вольт постоянного напряжения, многим моделям достаточно 5. Именно они используют батареи 18650 в качестве источника питания. Сюда же относятся ручные фонари.
• Батареи в ноутбуках. Хотя это применимо скорее к устаревшим моделям портативных компьютеров: их аккумуляторы переупаковываются более вместительными банками и продаются на вторичном рынке. Они имеют большую, чем стандартные модели, ёмкость, что значительно продлевает жизнь ноутбука без подключения к розетке.

Эти модели должны после прихода в негодность утилизироваться. Чтобы правильно это сделать, нужно узнать, какой магазин или салон мобильной связи содержит специальные урны для выбрасывания таких батарей.

После утилизации они переправляются на заводы, где проходят вторичную переработку. Металлические части группируются в зависимости от химического состава, неметаллы же расщепляют с помощью специальных реагентов.

Некоторые элементы, например, кадмий, являются одними из немногих невосстанавливаемых ресурсов планеты, поэтому удешевление процесса извлечения его из переработанного сырья позволит не использовать залежи этого элемента из недр нашей планеты.

Originally posted 2018-08-29 07:25:53.