Акумулятори 18650 - які краще? Опис та відгуки

Всі акумулятори розміру (форм фактора) 18650 мають свої плюси і мінуси. Тому говорити про те, які акумулятори 18650 краще, складно. Це, швидше, справа особистих уподобань і вимог, які ви пред'являєте до елемента живлення. Технічні характеристики та особливості акумулятора залежать від типу використовуваної хімії (електроліту).

Захищені і незахищені літій-іонні акумулятори

Для початку розглянемо, у чому різниця між захищеними і незахищеними акумулятори 18650. Які краще з даних двох видів, стане ясно після розбору цих термінів. Захищені (Protected) акумулятори – це акумулятори з «вшитою» в корпус маленької платою (контролером заряду), що має при собі три найнеобхідніші функції: захист від короткого замикання, захист від глибокого розряду і перевищення допустимої сили струму при зарядці. Поряд з захищеними існують і незахищені (Unprotected) акумулятори без внутрішньої плати. З такими потрібно поводитися дуже обережно, особливо змушуючи їх працювати з дуже низьким опором.
В залежності від того, який хімічний склад має незахищений акумулятор, він може або назавжди зіпсуватися або просто вибухнути. Дізнатися про те, чи захищена батарейка, можна, почитавши дрібні написи на її корпусі. Коротке замикання у перекладі на англійську буде Short-circuit, захист – Protection. Якщо ви зустріли ці два слова, які стоять в одному рядку, то можна бути впевненим у наявності захисту. Також і окремі слова Protection або Protected будуть говорити про те ж. На жаль, аж ніяк не на всіх акумуляторах пишуть про присутність у ньому маленької рятівниці. В якості альтернативи можна скористатися пошуком інформації про батарейці у продавців або в інтернеті. Якщо поставити безпека праці під главу кута при виборі елемента живлення, то відповідь на питання, який акумулятор 18650 краще, стає очевидним.

Механічна захист літій-іонних акумуляторів

Крім електронної внутрішнього захисту акумулятора існує також і система механічного захисту без використання плати. Сенс такого захисту зводиться до механічного розриву ланцюга (механічного спрацьовування вимикача) всередині акумулятора в результаті перевищення певного порогу внутрішнього тиску, який, власне, і призводить до вибуху. Це знеструмлює акумулятор. Якщо ж тиск все одно продовжує зростати, то відбувається автоматичне відкриття спеціального клапана, який витягує електроліт назовні. Механічний вимикач сам по собі досить широко поширений як додатковий захід безпеки у багатьох акумуляторах, вбудована спільно з контролером заряду (платою) або без оного. При цьому наявність механічного захисту може не згадуватися взагалі ніде, ні на корпусі, ні в описі технічних характеристик в магазині. В даному випадку потрібно просто розуміти, що батарейки з нестабільним хімічним складом хороший виробник ніколи не залишить без захисту. Навіть якщо офіційно таке джерело живлення вважається незахищеним, в ньому в будь-якому випадку буде хоч якась механіка.

Ємність літій-іонних акумуляторів

Ємність акумулятора виражається в миллиамперах в годину (mAh або mA*h) і також допомагає визначити, який акумулятор 18650 краще підійде для використання на потрібному приладі. Чим вище це значення, тим довше пропрацює акумулятор до повного розряду. Міліампер на годину - це похідна величина від «ампер на годину» (1 Ah = 1000 mAh), застосовувана для акумуляторів невеликого розміру. Не заглиблюючись у фізику, ця величина характеризує потенційну силу струму акумулятора, який він повинен видавати протягом однієї години для того, щоб повністю розрядитися. Зрозуміло, такий сильний струм він може і не видати, але по даній величині можна легко судити про його ємності. За допомогою нехитрих обчислень можна дізнатися який струм буде видавати елемент живлення протягом кількох годин роботи, виходячи з рівності - кількість ампер на одну годину. Чим більше значення ампер, тим довше зможе пропрацювати акумулятор з однією і тією ж силою.

Токоотдача літій-іонних акумуляторів

Токоотдача - це ще один параметр, що характеризує елемент живлення. На корпусі акумулятора токоотдача маркується силою струму – ампером (A). Чим ампери більше, тим сильніше буде «смажити» акумулятор. Батарейки з високими ампер вважаються высокотоковыми (High drain). Саме число ампер визначає, якою высокотоковый акумулятор 18650 краще. Однак такі батарейки мають порівняно невелику ємність. Чим нижчий опір, з яким повинен працювати акумулятор, тим більше струму йому доведеться віддавати. І межа цієї віддачі залежить від описуваного значення. Ємність акумулятора визначає силу струму в розрізі часу, а токоотдача показує цю межу. Виходячи з цих двох параметрів, можна обчислити максимальний час роботи елемента живлення з максимально можливою для нього силою. Важливо розуміти, що якщо струм, необхідний для якогось конкретного приладу буде більше, ніж максимальна віддача струму того акумулятора, з яким цей прилад працює, то для елемента живлення це буде перевантаженням. Робочий ресурс акумулятора при постійній роботі у велике навантаження сильно знижується.

Закон Ома як метод дізнатися, які акумулятори 18650 за технічними характеристиками краще

Знаючи номінальна напруга джерела живлення та опір приладу можна обчислити необхідну токоотдачу, скориставшись законом Ома: I = U/R, де I – сила струму в амперах (A), U – напруга в вольтах (V), R – опір в омах (Ом). Тобто потрібно розділити напруга на опір кінцевого приладу. Використовуючи формулу, можна убезпечити акумулятор від можливого перевантаження в роботі, і вже точно від короткого замикання. Для вимірювання опору використовують омметри. Вміння проводити такі нескладні обчислення допоможе визначити, який акумулятор 18650 краще підійде під використання на конкретному приладі. Всі акумулятори форм фактора 18650 мають номінальну напругу в 37 вольт. Але це значення в більшості випадків вариабельно і залежить від рівня розряду акумулятора. Чим більше він розряджений, тим менше вольт він видає.

Види літій-іонних акумуляторів

Який акумулятор 18650 вибрати, і який краще - залежить від конкретної ситуації. Знання особливостей різних видів хімії допоможе розібратися в даному питанні. Нижче представлені найбільш популярні типи хімії акумулятора 18650: Літій-кобальтові – ICR, NCR, LiCoO 2 (Lithium Cobalt Oxide). Літій-марганцеві – IMR, INR, NMC, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiMnCoO 2 (Lithium Manganese Oxide). Літій-залізо-фосфатні (ферофосфатні) – LFP, IFR, LiFePO 4 (Lithium Iron Phosphate). Перераховані види акумуляторів є різновидами літій-іонних акумуляторів, тобто зроблених з літій-іонної технології. Подана нижче інформація з описами типів хімії допоможе визначити, який літій-іонний акумулятор 18650 краще.

Старіння, зберігання та діапазон робочих температур літій-іонних акумуляторів

Всім літій-іонним джерел живлення властиво старіння. При цьому неважливо, чи використовуються вони взагалі. Вважається, що після кількох років від дати виробництва при будь-якому розкладі їх можна сміливо викидати. Кожен рік батарейка втрачає приблизно 10 % від номінальної ємності, тому рекомендується перед покупкою дізнаватися дату її виробництва. Поряд зі старінням, у літієвих акумуляторів є ще один невеликий мінус – їх не можна довго зберігати в розрядженому стані, це може їх зіпсувати. На батарейки також впливає і температура навколишнього середовища. У літій-іонних елементів діапазон робочих температур порівняно низький – від -20 градусів до +20 градусів Цельсія. Це означає, що використання або зарядка їх в умовах, близьких до позначених кордонів, буде негативно позначатися на електроліті.

Літій-кобальтові акумулятори

Літій-кобальтові акумулятори характеризуються найвищими показниками в ємності. Літій-кобальтова хімія дуже нестабільна, тому використовувати його потрібно обережно. Не можна допускати можливості швидкої зарядки при використанні методу прискореного або дельта V заряду. При такій зарядці більш стабільний акумулятор може повністю зарядитися протягом однієї години. Літій-кобальтовий ж заряджати таким способом небезпечно. Також не можна використовувати літій-кобальтовий акумулятор з таким навантаженням, при якій він може розрядитися менше, ніж за 30 хвилин. Для батарейки з цією хімією без захисту і те і інше призведе до займання електроліту. Хімія на основі літій-кобальтової технології знайшла велику популярність серед акумулятора 18650 для електронних сигарет. Будь краще виробника акумуляторів даної категорії вибрати, рекомендується дивитися у відгуках. Зважаючи певної нестабільності такі акумулятори треба вибирати обережно. Пороговим значенням на заряд літій-кобальтового акумулятора є межа в 42 вольта. Вискакування напруги акумулятора вище цієї межі буде означати перезаряд, допускати який вкрай не рекомендується. Використання дуже потужних зарядних пристроїв згубно впливає на літій-кобальтовую хімію. Це псує батарейку і одночасно підвищує ризик займання та вибуху електроліту. Краще всього використовувати просунуті зарядні пристрої з можливістю регулювання подається сили струму і застосування різних налаштувань для зарядки. Найкращим методом зарядки тут буде алгоритм CC/CV – постійний струм, постійне напруження (Constant current/constant voltage). На кобальтові батарейки погано позначається не тільки перезаряд, але і перерозряд. Піковим порогом на розряд є межа у 3 вольта. Якщо продовжувати працювати на кобальті після досягнення такої напруги батареї, то це буде псувати її, збільшуючи ризик займання. В ідеалі потрібно припиняти роботу на кобальті після 35 вольт. Ставлення до літій-кобальтової хімії має бути найбільш дбайливим. Перезаряд, перерозряд, надмірно низький ом на розрядки, фізичні пошкодження будуть сприяти погіршенню хімії, яка в кінцевому підсумку призведе до вибуху. У випадках з дуже високим струмом на заряд і дуже низьким опором він може відбутися відразу. Нікель-кобальтова хімія дуже токсична. При загорянні вона виділяє дуже шкідливі для здоров'я гази, вдихання яких може призвести до летального результату.

Літій-марганцеві акумулятори

Літій-марганцеві акумулятори є найбільш популярними, в першу чергу за рахунок стабільності своєї хімії при аналогічних кобальтовим акумуляторам властивостями. Тому на багато марганцеві батарейки не ставиться контролер заряду і при цьому виробники гордо вішають на них прапорець «безпечні». Марганцеві акумулятори здатні довго і спокійно працювати в навантаження (з дуже низьким омом). Це, звичайно, не добре, але на відміну від кобальтових елементів, марганцеві прослужать в цьому випадку набагато довше. Марганцеві елементи мають хороший баланс ємності і сили, однак програють кобальтовим в ємності. Обережності при зарядці IMR акумуляторів майже такі ж, як і у кобальтових. Максимальна межа - 42 вольта. Використання великих струмів на заряд не підірве електроліт, але сильно його зіпсує. І це, звичайно ж, залежить від сили струму подається. Чим він сильніший, тим швидше відбудеться зарядка, але тим гірше буде для хімії. Рекомендований метод зарядки - CC/CV. Ще один плюс марганцевих елементів у тому, що вони здатні витримати глибокий розряд в 25 вольт. Як би там не було, не варто часто доводити марганцевий акумулятор до такого стану. Даний тип електроліту також характеризується відсутністю вибухового ефекту. Це пов'язано з використанням графіту в якості матеріалу для анода. При критичному порушення умов експлуатації (дуже низький опір або дуже високий струм на заряд) навіть на акумуляторі без захисту буде виділятися газ, але займання або вибуху не відбудеться. В цілому за рахунок своїх усереднених показників літій-марганцеві акумулятори 18650 за характеристиками краще. Які саме акумулятори даної категорії вибрати, чи слід дивитися у відгуках окремо по кожній з фірм виробників.

Літій-залізо-фосфатні акумулятори

Літій-залізо-фосфатні (ферофосфатні) є найбезпечнішими з сімейства літій-іонних акумуляторів. Це їх основна відмінність. Стабільність хімії LFP батарейок навіть краще, ніж у марганцевих. Це пов'язано з використанням залізо-фосфатного катода, який володіє відмінною термостійкістю та відсутністю токсичності. Майже все залізо-фосфатні батареї не оснащуються контролером заряду, а щоб довести їх до вибуху або загоряння без фізичних ушкоджень, потрібно сильно постаратися. Вони добре переносять різні зловживання в роботі, наприклад, дуже низький опір. Ферофосфатні елементи мають самий високий термін служби (2000 циклів заряд-розряд) серед літій-іонних. З мінусів – низька ємність, приблизно на 50 % нижче, ніж у кобальтових, і приблизно на 15 % нижче, ніж у марганцевих акумуляторів. Ще одна особливість цих батарейок – стабільність напруги при використанні, яке коливається біля кордону в 32 вольта аж до розряду. Це властивість дає феррофосфатным батареям більше переваг для використання їх у послідовному з'єднанні (якщо акумулятори збираються в ланцюг, тобто в акумуляторну батарею). Залізо-фосфатні акумулятори мають токоотдачу нижче, ніж у своїх побратимів по хімії, однак серед них можна зустріти і высотоковые. Залізо-фосфатні акумулятори старіють трохи повільніше, ніж інші літій-іонні батареї, але, як і вищеописані, їх не можна зберігати розрядженими. У пошуках інформації про те, якою акумулятор 18650 краще для ліхтаря або радіокерованої моделі, рекомендують зупинити свій вибір саме на акумуляторах з даної хімією. Зважаючи на вищеописані властивостей вони відмінно підійдуть для застосування їх в батареях даних приладів. Хімія даних джерел живлення дозволяє спокійно заряджати їх за допомогою прискореного методу. Ферофосфатні батарейки дуже стійкі до перезаряду. Що ж стосується розряду, то його максимально допустима межа дорівнює 2 вольтів. Ближче до кінця роботи сталий напруга акумулятора буде різко знижуватися. Частий розряд нижче цієї межі буде швидко псувати батарейку.

На завершення

На цьому опис маркувань акумуляторів, тхнических характеристик 18650 які краще з них, і різних типів хімії ми закінчимо. Сподіваємося, що дана інформація допоможе визначити, який акумулятор підходить для конкретного приладу. Рекомендації дані тут і характеристика дано у досить стислій формі. Акумуляторам присвячені цілі форуми, сайти і навіть книги. Найбільш повну інформацію про них не укласти в одну статтю. Ми вже не говоримо про те, що для їх вивчення необхідно знати безліч спеціальних термінів і электрохимию в цілому.