Baterie litiu-ion 18650: dimensiuni. Acumulator 18650: Aplicație

Baterii litiu-ion

Dimensiunea bateriei 18650

În acest cod de cinci cifre, lățimea și lungimea bateriei sunt exprimate, unde primele două cifre sunt lățimea (diametrul) în mm, iar ultimele trei sunt lungimea în mm cu zecimi. Există o opinie greșită că zero la sfârșitul acestui cod indică forma cilindrică a bateriei (există acumulatori de diferite forme). Această indicație exactă a lungimii bateriei nu este necesară. Când se specifică dimensiunea sa, adesea se limitează la primele patru cifre (1865). Apropo, degetele și bateriile mici au propriul lor cod - 14500 și 10440. Pe lângă codul digital, dimensiunea poate fi indicată și prin litere. De exemplu, cele două dimensiuni de baterii menționate mai sus au coduri de litere alternative - AA (deget) și AAA (degete mici). Există numeroase coduri alfabetice și numerice pentru dimensiunile diferitelor baterii: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) etc.

Pentru 18650 de baterii, această dimensiune este inexactă. Este necesar să se țină seama de alți parametri. Mărimea bateriei 18650 poate fi influențată, de exemplu, de prezența unei plăci speciale încorporate (controler de încărcare). Unele baterii în acest caz, lungimea poate fi puțin mai mare. Cazuri când bateria pur și simplu nu se încadrează în compartimentul dispozitivului, în cazul în care dorește să folosească, în ciuda faptului că dispozitivul (de exemplu, acumulatorul e-țigară) este proiectat pentru a lucra cu baterii reîncărcabile de acest tip.

Durata de utilizare a bateriei litiu-ion 18650

Timpul în care această baterie poate funcționa depinde de un astfel de concept ca "milliamps pe oră" (mAh). Pentru acumulatorii de mari dimensiuni, de exemplu pentru automobile, se folosește termenul "amperi pe oră". Pentru bateria de 18650 mAh, aceasta este o cantitate derivată. Un amper este de 1000 miliamperi. Milliampere în România ora este curentul pe care bateria îl poate oferi în timpul orelor de utilizare condiționate. Cu alte cuvinte, dacă împărțiți această valoare cu un anumit număr de ore, puteți afla durata de viață a bateriei. De exemplu, bateria are o capacitate de 3000 mAh. Aceasta înseamnă că timp de două ore de muncă va produce 1500 milliampe. La patru - 750. Bateria din exemplul de mai sus va fi descărcată complet după 10 ore de funcționare, când capacitatea sa va atinge 300 miliamperi (limita unei descărcări profunde).

Astfel de calcule oferă doar o idee aproximativă despre durata de viață a bateriei. Timpul său real de funcționare depinde de ce fel de încărcare trebuie să se ocupe, adică de dispozitivul pe care trebuie să-l furnizeze cu putere.

Curent, tensiune și putere

Înainte de a ne baza pe descrierea generală a caracteristicilor tehnice ale bateriilor litiu-ion 18650 și a precauțiilor în lucrul cu acestea, vom da o scurtă definiție conceptelor de mai sus. Curentul (curentul de descărcare maximă, ieșirea curentului) este exprimat în amperi și este marcat pe acumulator cu litera "A". Tensiunea este exprimată în volți și este indicată prin litera "V". Pe multe elemente de nutriție se poate găsi o astfel de desemnare. Pentru o baterie litiu-ion, tensiunea este întotdeauna de 3,7 volți, iar curentul poate fi diferit. Capacitatea bateriei ca parametru principal al puterii sale este exprimată de produsul tensiunii și curentului (volții trebuie multiplicați cu amperi).

Descrierea avantajelor și avantajelor unei baterii litiu-ion

Principalul dezavantaj al bateriilor de 18650, produse de tehnologia litiu-ion, este că acestea au o mică gamă de temperaturi de funcționare. Operarea normală a bateriei litiu-ion este posibilă numai în intervalul de la -20 la +20 grade Celsius. Dacă se folosește sau se încarcă la temperaturi sub sau peste valorile indicate, aceasta îl strică. În comparație, bateriile nichel-cadmiu și nichel-metal hidru au o gamă mai mare de temperaturi - de la -40 la +40. Dar, spre deosebire de acestea din urmă, bateriile litiu-ion au o tensiune nominală mai mare - 3,7 volți față de 1,2 volți din bateriile cu nichel.

De asemenea, bateriile cu litiu-ion nu sunt aproape supuse efectelor auto-descărcării și memoriei comune între multe tipuri de baterii. Auto-descărcare este pierderea energiei încărcate atunci când este inactiv. Efectul de memorie apare în unele tipuri de baterii ca urmare a încărcării sistematice după descărcarea incompletă. Adică se dezvoltă pe baterii care nu sunt pe deplin aterizate.

Cu efectul de memorie, bateria "amintește" acel grad de descărcare, după care este încărcat și descărcat, atingând această limită în următorul ciclu. În acel moment, adevărata sa capacitate este de fapt mai mare. Dacă există o placă care arată nivelul bateriei, va afișa și descărcarea. Acest efect nu se dezvoltă imediat, dar treptat. Se poate dezvolta și în situații în care bateria este în mod constant rulantă din rețeaua electrică, adică încărcată continuu.

Efectul de auto-descărcare și memorie se manifestă foarte puțin în bateriile litiu-ion.

Există un alt punct de reținut: aceste baterii nu pot fi stocate într-o stare descărcată, altfel acestea nu reușesc rapid.

Precauții la lucrul cu bateria litiu-ion

Multe tipuri de baterii sunt predispuse la foc și explozii. Aceasta depinde de componenta chimică a dispozitivului de acumulator intern. Pentru bateriile litiu-ion de dimensiunea 18650, această problemă este destul de acută. Nu este neobișnuit ca utilizatorii de țigări electronice să aibă arsuri grave pe mâini și față sau chiar răniri mai grave. Deoarece bateriile litiu-ion sunt prezente în laptopuri, tablete și telefoane mobile, cazurile de aprindere nu sunt neobișnuite.

În primul rând printre cauzele unor astfel de incidente este, desigur, bateria de joasă calitate (ieftină). Cu toate acestea, în cazul țigaretelor electronice, explozia unei baterii litiu-ion este ușor de provocat pe cont propriu, chiar dacă bateria nu este ieftină. Pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegeți puțin despre ceea ce este rezistența electrică.

Dacă explicăm acest concept în cea mai simplă limbă, acest parametru determină cerințele conductorului la elementul de putere. Cu cât rezistența conductorului este mai mică, cu atât ar trebui să se dea mai mult curent (amperi). Dacă rezistența este foarte scăzută, bateria va funcționa cu un astfel de conductor într-o sarcină mare. Rezistența poate fi atât de mică încât să provoace o încărcare prohibitivă a bateriei și explozia sau aprinderea ulterioară. Cu alte cuvinte, va fi un scurtcircuit. Ca țigări electronice funcționează pe principiul de evaporare, care nu se distribuie cu elementul de încălzire (cu filament în spirală), utilizatorii necalificați pot face în mod greșit munca bateriei cu un element de încălzire cu o rezistență extrem de redusă. Cunoașterea tokootdachu bateriei și rezistența conductorului specifice, cu ajutorul unor calcule simple, în conformitate cu formula de legea lui Ohm poate determina dacă bateria face față cu conductorul special.

Aceste fenomene periculoase nu apar întotdeauna și nu în toate cazurile. Tehnologiile de protecție a bateriilor sunt în mod constant îmbunătățite. Multe baterii au în interiorul lor un controler special de încărcare, care poate scurge bateria în timp ce apare un scurtcircuit. Acestea sunt baterii protejate.

Dispozitiv de baterie litiu-ion

În inima bateriei dispozitivului 18650 este un electrolit - un lichid special în care apar reacții chimice.

Aceste reacții chimice sunt reversibile. Acest principiu se bazează pe funcționarea oricărei baterii. În termeni simpli, formula pentru astfel de reacții poate avea loc de la stânga la dreapta (descărcare) și de la dreapta la stânga (încărcare). Astfel de reacții apar între catod și anodul elementului. Catodul este un electrod negativ (minus), anodul este electrodul pozitiv (plus) al sursei de alimentare. Un curent electric se formează între ele în momentul reacției. Reacțiile chimice de descărcare și încărcare între catod și anod sunt procesele de oxidare și reducere, dar aceasta este o poveste complet diferită. Nu vom intra mai profund în procesul de electroliză. Curentul se formează în momentul în care catodul și anodul încep să interacționeze, adică la plus și minus bateriile conectă ceva. Catodul și anodul trebuie să fie conductori electrici.

În timpul încălcării condițiilor de funcționare, moleculele de elemente chimice apar în electroliți, care închid catodul și anodul, ceea ce duce la scurtcircuite interne. Ca rezultat, temperatura bateriei crește și se formează mai multe molecule care închid plusurile și minusurile. Întregul proces ca un bulgăre de zăpadă devine viteză într-o progresie geometrică. Fără posibilitatea scoaterii electrolitului (carcasa bateriei este sigilată), există expansiune termică, creșterea presiunii interne. Ce se întâmplă în continuare poate fi înțeles fără comentarii.

Încărcarea bateriei Li-ion

Ca încărcător pentru acumulatorul 18650, orice dispozitiv conceput pentru baterii de acest format este potrivit. Principalul lucru este să nu modificați polaritatea corectă la încărcare. Așezați bateriile în sloturile încărcătorului exact în conformitate cu semnele plus și minus. Nu este deloc inutil să vă familiarizați cu alte măsuri de precauție atunci când utilizați încărcătorul de baterii 18650, care sunt întotdeauna indicate pe carcasa acestuia.

Cea mai bună opțiune pentru încărcarea acumulatorilor litiu-ion va fi utilizarea încărcătoarelor mai scumpe, cu reglarea fină a procesului de încărcare. Multe dintre ele au funcția de încărcare a bateriilor prin metoda CC / CV, care este descifrată ca un curent direct, o tensiune constantă. Această metodă este bună deoarece poate încărca bateria mai mult decât încărcătoarele normale. Acest lucru este legat de un astfel de lucru ca reîncărcarea.

La încărcarea sau descărcarea bateriei, tensiunea se schimbă. Când încărcarea crește, atunci când debitul scade. Valoarea nominală de 3,7 volți este valoarea medie.

Există două efecte, în detrimentul bateriei - reîncărcarea și supraîncărcarea. Există valori de prag pentru încărcarea și descărcarea bateriei. Dacă tensiunea bateriei depășește aceste limite, acumulatorul este reîncărcat sau reîncărcat, în funcție de încărcarea sau descărcarea bateriei. În modul normal de încărcare la 18650 Li-ion încărcător de baterie și controler de încărcare în interiorul bateriei (dacă există) este citit prin citirea tensiunii bateriei și taxa de tăiat la atingerea unui prag pentru a evita supraîncărcarea. În acest caz, acumulatorul nu se încarcă complet. Capacitatea acestuia poate permite încărcarea mai multor valori, dar valoarea pragului nu permite efectuarea acesteia.

Principiul de încărcare prin metoda CC / CV este conceput astfel încât curentul furnizat încărcării să nu fie întrerupt, ci redus brusc, împiedicând tensiunea internă a bateriei să depășească pragul. Astfel, acumulatorul este încărcat complet fără a primi o reîncărcare.

Tipuri de baterii Li-ion

Tipuri de baterii Li-ion 18650:

• litiu-fier-fosfat (LFP);
• litiu-mangan (IMR);
• litiu-cobalt (ICR);
• litiu-polimer (LiPo).

Toate tipurile, cu excepția ultimei, au o formă cilindrică și pot fi fabricate în format 18650. Bateriile litiu-polimer diferă prin faptul că nu au o formă specifică. Acest lucru se datorează faptului că acestea au un electrolit solid (polimer). Se datorează acestei proprietăți electrolitice neobișnuite faptul că aceste baterii sunt adesea folosite în tablete și telefoane mobile.

Aplicarea bateriilor cu litiu-ion

După cum sa menționat deja, bateriile litiu-ion de mărimea 18650 sunt utilizate pe scară largă în țigările electronice. Acestea pot fi integrate în acumulator sau detașabile, adică pot fi instalate separat. Ele pot fi, de asemenea, mai multe, conectate în paralel sau în serie.

Bateriile litiu-ion au fost utilizate de mult timp în aparatul cu diverse baterii, cum ar fi bateriile laptop. Aceste baterii sunt un lanț cu mai multe baterii de 18650 conectate împreună într-o singură carcasă. Astfel de baterii pot fi găsite și ca bănci de putere capacitive - încărcătoare portabile.

Domeniul de aplicare al bateriilor în sine este foarte larg: de la încărcătoare numit la elementele constitutive ale mecanismelor moderne mari (auto sau de urgență). În același timp, numărul de 18650 de baterii litiu-ion care compun o singură baterie poate varia de la câteva la sute. Merită menționat și bateriile cu litiu-polimer. Deși nu sunt disponibile în formatul Li-ion 18650, acestea sunt cele mai frecvente, deoarece sunt utilizate în tablete și telefoane mobile.