Wszystkie baterie w rozmiarze 18650 (współczynnik kształtu) mają swoje wady i zalety. Dlatego trudno mówić o tym, które baterie 18650 są lepsze. To raczej kwestia osobistych preferencji i wymagań, jakie stawiasz baterii. Specyfikacje i funkcje baterii zależą od rodzaju użytego odczynnika chemicznego (elektrolitu).
Zabezpieczone i niezabezpieczone baterie litowo-jonowe
Najpierw spójrzmy na różnicę między chronionymi i niechronionymi bateriami 18650. Który z tych dwóch typów jest lepszy, stanie się jasne po przeanalizowaniu tych terminów. Akumulatory Protected (Protected) to akumulatory z małą płytką (kontrolerem ładowania) „wszytą” w obudowę, która spełnia trzy najistotniejsze funkcje: zabezpieczenie przeciwzwarciowe, zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem oraz przekroczenie dopuszczalnego prądu podczas ładowania. Oprócz chronionych są też te niechronione.(Niezabezpieczone) baterie bez płytki wewnętrznej. Należy się z nimi obchodzić bardzo ostrożnie, zwłaszcza podczas jazdy z bardzo niskim oporem.
W zależności od składu chemicznego niezabezpieczonej baterii może ona ulec trwałemu pogorszeniu lub po prostu eksplodować. Możesz dowiedzieć się, czy bateria jest chroniona, czytając małe napisy na jej obudowie. Zwarcie przetłumaczone na język angielski będzie oznaczać Zwarcie, ochrona - Ochrona. Jeśli spotkałeś te dwa słowa w tej samej linii, możesz być pewien, że istnieje ochrona. Również pojedyncze słowa Ochrona lub Chronione powiedzą to samo. Niestety nie wszystkie baterie piszą o obecności w nim małego zbawiciela. Alternatywnie możesz skorzystać z wyszukiwania informacji o bateriach od sprzedawców lub w Internecie. Jeśli bezpieczeństwo stawiasz na pierwszym miejscu przy wyborze baterii, to odpowiedź na pytanie, która bateria 18650 jest lepsza, staje się oczywista.
Zabezpieczenie mechaniczne akumulatora litowo-jonowego
Oprócz elektronicznej ochrony wewnętrznej baterii, istnieje również system ochrony mechanicznej bez użycia płytki. Znaczenie takiego zabezpieczenia sprowadza się do mechanicznego przerwania obwodu (zadziałania wyłącznika mechanicznego) wewnątrz akumulatora w wyniku przekroczenia pewnego progu ciśnienia wewnętrznego, co w rzeczywistości prowadzi do wybuchu. Powoduje to rozładowywanie baterii. Jeśli ciśnienie nadal rośnie, automatycznie otwiera się specjalny zawór, który usuwa elektrolit. Sam wyłącznik mechaniczny jest dość rozpowszechniony jako dodatkowy środek bezpieczeństwa w wielu akumulatorach, wbudowany z kontrolerem ładowania (płytą) lub bez niego. Jednocześnie o obecności ochrony mechanicznej nie można w ogóle wspomnieć, ani na obudowie, ani w opisie parametrów technicznych w sklepie. W takim przypadku wystarczy zrozumieć, że baterie o niestabilnym składzie chemicznym nigdy nie zostaną pozostawione bez ochrony przez dobrego producenta. Nawet jeśli oficjalnie taki zasilacz jest uważany za niezabezpieczony, to i tak będzie miał przynajmniej część mechaniki.
Pojemność akumulatora litowo-jonowego
Pojemność baterii jest wyrażona w miliamperach na godzinę (mAh lub mAh), a także pomaga określić, która bateria 18650 najlepiej nadaje się do użytku z Twoim urządzeniem. Im wyższa ta wartość, tym dłużej bateria wytrzyma do całkowitego rozładowania. Miliamper na godzinę jest pochodną „amperów na godzinę” (1 Ah=1000 mAh) stosowanych w przypadku małych akumulatorów. Bez wchodzenia w fizykę, wartość ta charakteryzuje potencjalną siłę prądu akumulatora, który musi oddawać przez godzinę, aby całkowicie się rozładował. Oczywiście może nie wydawać tak silnego prądu, ale po tej wartości można łatwo ocenić jego pojemność. Za pomocą prostych obliczeń można dowiedzieć się, jaki prąd będzie wytwarzał akumulator przez kilka godzin pracy, na podstawierówność - liczba amperów na godzinę. Im wyższa wartość ampera, tym dłużej bateria może pracować przy tej samej mocy.
Wyjście prądowe akumulatorów litowo-jonowych
Wyjście prądowe to kolejny parametr charakteryzujący baterię. Na obudowie akumulatora wyjście prądowe oznaczone jest natężeniem prądu - amper (A). Im więcej amperów, tym silniejsza bateria się „smaży”. Baterie o wysokim natężeniu są uważane za wysokoprądowe (wysoki dren). Od liczby amperów zależy, która bateria wysokoprądowa 18650 jest lepsza. Baterie te mają jednak stosunkowo małą pojemność. Im mniejszy opór, z jakim musi pracować bateria, tym większy prąd będzie musiał dać. A limit tego zwrotu zależy od opisanej wartości.
Pojemność akumulatora określa siłę prądu w czasie, a wyjście prądowe pokazuje ten limit. Na podstawie tych dwóch parametrów można obliczyć maksymalną żywotność baterii przy maksymalnej możliwej dla niej mocy. Ważne jest, aby zrozumieć, że jeśli prąd wymagany dla konkretnego urządzenia jest większy niż maksymalny prąd wyjściowy akumulatora, z którym działa to urządzenie, będzie to przeciążenie akumulatora. Żywotność baterii przy ciągłej pracy przy dużym obciążeniu jest znacznie skrócona.
Prawo Ohma jako metoda sprawdzenia, które baterie 18650 są lepsze pod względem parametrów technicznych
Znając napięcie znamionowe źródła zasilania i rezystancję urządzenia, można obliczyć wymagany prąd wyjściowy,używając prawa Ohma:
I=U/R gdzie I to prąd w amperach (A), U to napięcie w woltach (V), R to rezystancja w omach (Ohm).
Oznacza to, że musisz podzielić napięcie baterii przez rezystancję końcowego urządzenia. Stosując formułę, możesz zabezpieczyć baterię przed możliwym przeciążeniem podczas pracy, a już na pewno przed zwarciem. Omomierze służą do pomiaru rezystancji. Wiedza o tym, jak wykonać te proste obliczenia, pomoże Ci określić, która bateria 18650 najlepiej nadaje się do użytku z konkretnym urządzeniem.
Wszystkie akumulatory 18650 mają napięcie 3,7 V. Jednak ta wartość w większości przypadków jest zmienna i zależy od poziomu rozładowania akumulatora. Im bardziej jest rozładowywany, tym mniej wytwarza woltów.
Rodzaje akumulatorów litowo-jonowych
Jaką baterię 18650 wybrać i która jest lepsza - zależy od konkretnej sytuacji. Znajomość cech różnych rodzajów chemii pomoże zrozumieć ten problem. Poniżej znajdują się najpopularniejsze typy chemii baterii 18650:
- Litowo-kob altowy - ICR, NCR, LiCoO2 (litowo-kob altowy tlenek).
- Lito-mangan – IMR, INR, NMC, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (Tlenek litowo-manganowy).
- Fosforan litowo-żelazowy (żelazofosforan) - LFP, IFR, LiFePO4 (fosforan litowo-żelazowy).
Wymienione typy baterii to odmiany baterii litowo-jonowych, to znaczy wykonane w technologii litowo-jonowej.
Poniższe informacje z opisami rodzajów chemii pomogą Ci określić, który akumulator litowo-jonowy 18650 jest najlepszy.
Zakres starzenia, przechowywania i temperatury pracy akumulatorów litowo-jonowych
Wszystkie zasilacze litowo-jonowe starzeją się. Nie ma znaczenia, czy w ogóle są używane. Uważa się, że po kilku latach od daty produkcji można je w każdym razie bezpiecznie wyrzucić. Co roku bateria traci około 10% swojej pojemności nominalnej, dlatego przed zakupem zaleca się sprawdzenie daty produkcji. Wraz ze starzeniem się baterie litowe mają jeszcze jedną niewielką wadę – nie można ich długo przechowywać w stanie rozładowanym, co może je zrujnować. Na baterie ma również wpływ temperatura otoczenia. Ogniwa litowo-jonowe mają stosunkowo niski zakres temperatur pracy - od -20 stopni do +20 stopni Celsjusza. Oznacza to, że używanie lub ładowanie ich w warunkach zbliżonych do wskazanych limitów wpłynie niekorzystnie na elektrolit.
Baterie litowo-kob altowe
Baterie litowo-kob altowe mają największą pojemność. Chemia litowo-kob altowa jest bardzo niestabilna, dlatego należy jej używać ostrożnie. Nie należy dopuszczać możliwości szybkiego ładowania w przypadku korzystania z metody ładowania doładowania lub delta V. Dzięki temu ładowaniu stabilniejsza bateria może zostać w pełni naładowana w ciągu godziny. Ładowanie litowo-kob altowe w ten sposób jest niebezpieczne. Nie należy również używać baterii litowo-kob altowych o takim obciążeniu, któremożna go rozładować w mniej niż 30 minut. W przypadku akumulatora z tym składem chemicznym bez ochrony oba spowodują zapłon elektrolitu.
Chemia oparta na technologii litowo-kob altowej znalazła dużą popularność wśród 18650 baterii do e-papierosów. Który jest najlepszym producentem baterii w tej kategorii do wyboru, warto zapoznać się z recenzjami. Ze względu na pewną niestabilność takie baterie należy dobierać ostrożnie.
Próg ładowania baterii litowo-kob altowej to granica 4,2 wolta. Skoki napięcia akumulatora powyżej tego limitu będą oznaczać przeładowanie, co jest wysoce odradzane. Używanie zbyt mocnych ładowarek niekorzystnie wpływa na chemię litowo-kob altową. Powoduje to uszkodzenie akumulatora i jednocześnie zwiększa ryzyko zapłonu i wybuchu elektrolitu. Najlepiej używać zaawansowanych ładowarek z możliwością regulacji dostarczanego prądu i zastosowania różnych ustawień ładowania. Najlepszą metodą ładowania byłby tutaj algorytm CC / CV - stały prąd, stałe napięcie (stały prąd / stałe napięcie).
Baterie kob altowe są bardzo dotknięte nie tylko przeładowaniem, ale także nadmiernym rozładowaniem. Szczytowy próg rozładowania wynosi 3 wolty. Jeśli będziesz kontynuować pracę nad kob altem po osiągnięciu tego napięcia akumulatora, zepsuje go, zwiększając ryzyko zapłonu. W idealnym przypadku powinieneś przestać pracować nad kob altem po 3,5 woltach. Związek z chemią litowo-kob altowąpowinien być najbardziej ostrożny. Przeładowanie, nadmierne rozładowanie, zbyt niskie omy przy rozładowaniu, fizyczne uszkodzenia przyczynią się do pogorszenia składu chemicznego, co ostatecznie doprowadzi do wybuchu. W przypadkach z bardzo wysokim prądem na ładowanie i bardzo niską rezystancją może to nastąpić natychmiast. Chemia niklowo-kob altowa jest wysoce toksyczna. Po zapaleniu uwalnia gazy, które są bardzo szkodliwe dla zdrowia i mogą być śmiertelne w przypadku wdychania.
Baterie litowo-manganowe
Najbardziej popularne są baterie litowo-manganowe, przede wszystkim ze względu na stabilność chemiczną o niemal podobnych właściwościach do baterii kob altowych. Dlatego wiele baterii manganowych nie ma kontrolera ładowania, a jednocześnie producenci z dumą wywieszają na nich „bezpieczną” flagę.
Baterie manganowe są w stanie pracować długo i cicho pod obciążeniem (przy bardzo niskim omach). To oczywiście nie jest dobre w każdym przypadku, ale w przeciwieństwie do pierwiastków kob altowych, manganowe wytrzymają w tym przypadku znacznie dłużej. Elementy manganowe mają dobrą równowagę pojemności i siły, ale tracą pojemność na rzecz kob altu. Środki ostrożności przy ładowaniu akumulatorów IMR są prawie takie same, jak w przypadku akumulatorów kob altowych. Maksymalny limit to 4,2 wolta. Stosowanie wysokich prądów na ładowanie nie spowoduje eksplozji elektrolitu, ale znacznie go zepsuje. A to oczywiście zależy od siły dostarczanego prądu. Im mocniejszy, tym szybsze ładowanie nastąpi, ale dla chemii będzie gorzej. Zalecaną metodą ładowania jest CC/CV. Kolejny plusogniwa manganowe, ponieważ są w stanie wytrzymać głębokie rozładowanie 2,5 wolta. Tak czy inaczej, nie powinieneś często doprowadzać baterii manganowej do takiego stanu.
Ten rodzaj elektrolitu charakteryzuje się również brakiem efektu wybuchu. Wynika to z zastosowania grafitu jako materiału anodowego. W krytycznych warunkach pracy (bardzo niska rezystancja lub bardzo wysoki prąd na ładowanie), nawet niezabezpieczony akumulator będzie wytwarzał gaz, ale nie zapali się ani nie eksploduje.
Ogólnie rzecz biorąc, ze względu na średnią wydajność, 18650 baterie litowo-manganowe mają lepszą wydajność. Które baterie z tej kategorii wybrać, należy sprawdzić w recenzjach osobno dla każdego z producentów.
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe
Fosforan litowo-żelazowy (żelazofosforan) jest najbezpieczniejszym z rodziny akumulatorów litowo-jonowych. To jest ich główna różnica. Stabilność chemiczna baterii LFP jest nawet lepsza niż baterii manganowych. Wynika to z zastosowania katody z fosforanu żelaza, która ma doskonałą stabilność termiczną i brak toksyczności. Prawie wszystkie akumulatory żelazowo-fosforanowe nie są wyposażone w kontroler ładowania, a doprowadzenie ich do wybuchu lub pożaru bez fizycznych uszkodzeń wymaga dużo wysiłku. Dobrze radzą sobie z nadużyciami, takimi jak bardzo niski opór.
Ogniwa żelazofosforanowe mają najwyższą żywotność (2000 cykli ładowania-rozładowania) wśród akumulatorów litowo-jonowych. Zwady - niska pojemność, około 50% mniejsza niż baterii kob altowych i około 15% mniejsza niż baterii manganowych. Kolejną cechą tych akumulatorów jest stabilność napięcia podczas użytkowania, które oscyluje w pobliżu granicy 3,2 V aż do rozładowania. Ta właściwość daje akumulatorom żelazofosforanowym więcej korzyści w przypadku używania ich w połączeniu szeregowym (jeśli akumulatory są zmontowane w obwodzie, to znaczy w akumulatorze). Akumulatory żelazowo-fosforanowe mają niższą wydajność prądową niż ich odpowiedniki w chemii, ale można wśród nich znaleźć również akumulatory wysokoprądowe. Baterie żelazowo-fosforanowe starzeją się nieco wolniej niż inne baterie litowo-jonowe, ale jak opisano powyżej, nie powinny być przechowywane puste.
Gdy szukasz informacji o tym, która bateria 18650 jest najlepsza do latarki lub modelu sterowanego radiowo, zaleca się wybór baterii z tą chemią. Ze względu na opisane powyżej właściwości doskonale nadają się do zastosowania w akumulatorach tych urządzeń.
Chemia tych zasilaczy pozwala na ich bezpieczne ładowanie metodą przyspieszoną. Akumulatory żelazofosforanowe są bardzo odporne na przeładowanie. Jeśli chodzi o wyładowanie, jego maksymalny dopuszczalny limit wynosi 2 wolty. Pod koniec pracy stabilne napięcie akumulatora gwałtownie spadnie. Częste rozładowywanie poniżej tego limitu szybko uszkodzi baterię.
Wreszcie
To koniec opisu oznaczeń baterii, parametrów technicznych 18650, które są lepsze, oraz różnych rodzajów chemii. Mamy nadzieję, że te informacje pomogąokreślić, która bateria jest odpowiednia dla konkretnego urządzenia. Zalecenia i cechy podane tutaj są podane w bardzo zwięzły sposób. Całe fora, strony internetowe, a nawet książki poświęcone są akumulatorom. Najpełniejszej informacji na ich temat nie da się zawrzeć w jednym artykule. Nie mówimy o tym, że aby je studiować, musisz znać wiele specjalnych terminów i ogólnie elektrochemii.
