Lithium-iontová baterie 18650: rozměry. Baterie 18650: Použití

Lithium-iontové baterie

Velikost baterie 18650

Tento pětimístný kód vyjádřený šířku a délku akumulátoru, kde první dvě čísla - šířka (průměr) v mm, a poslední tři - délka mm desetiny. Tam je chybný názor, že nula na konci tohoto kódu označuje válcový tvar baterie (jsou zde akumulátory různých tvarů). Tato přesná indikace délky baterie není nutná. Při určování jeho velikosti je často omezena na první čtyři číslice (1865). Mimochodem, malá a malá baterie mají také svůj vlastní kód - 14500 a 10440. Kromě digitálního kódu může být velikost také označena písmeny. Například obě výše uvedené velikosti baterií mají alternativní kódy písmen - AA (prst) a AAA (malé prsty). K dispozici je množství alfanumerických kódů označujících velikostí různých baterií: CR123 (16340) A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), atd ...

U 18650 baterií je toto označení velikosti nepřesné. Je třeba vzít v úvahu další parametry. Velikost baterie 18650 může být ovlivněna například přítomností vestavěné speciální desky (regulátoru nabíjení). Některé baterie v tomto případě mohou být délky mírně větší. Případy, kdy je baterie prostě nevejde do prostoru pro zařízení, kde je chce použít, a to navzdory skutečnosti, že zařízení (například je akumulátor e-cigareta) je navržen pro práci s nabíjecími bateriemi tohoto typu.

Doba používání lithium-iontové baterie 18650

Doba, po kterou může tato baterie fungovat, závisí na konceptu "milliamps za hodinu" (mAh). U velkých akumulátorů, například v automobilovém průmyslu, se používá termín "ampéry za hodinu". Pro baterii 18650 mAh je to odvozené množství. Jedno ampér je 1000 milliamp. Milliampere v hodina je proud, který může baterie během podmíněné hodiny použití používat. Jinými slovy, pokud rozdělíte tuto hodnotu o určitý počet hodin, zjistíte životnost baterie. Například baterie má kapacitu 3000 mAh. To znamená, že po dobu dvou hodin práce produkuje 1500 miliampérů. Ve čtyřech - 750. Baterie z výše uvedeného příkladu bude zcela vybitá po 10 hodinách provozu, když její kapacita dosáhne 300 miliampérů (hranice hlubokého výboje).

Takové výpočty poskytují pouze přibližnou představu o životnosti baterie. Jeho skutečný provozní čas závisí na tom, s jakým zatížením se musí vypořádat, to znamená ze zařízení, které musí napájet.

Proud, napětí a výkon

Předtím, než se budeme zabývat obecným popisem technických vlastností lithium-iontových baterií 18650 a opatřeními při práci s nimi, stručně uvádíme definici výše uvedených konceptů. Proud (maximální výbojový proud, proudový výstup) je vyjádřen v ampérech a je vyznačen na akumulátoru písmenem "A". Napětí je vyjádřeno ve voltech a je označeno písmenem "V". Na mnoha prvcích výživy lze nalézt takové označení. U lithium-iontové baterie je napětí vždy 3,7 V a proud může být jiný. Kapacita akumulátoru jako hlavního parametru jeho výkonu je vyjádřena produktem napětí a proudu (napětí musí být násobeno ampérem).

Popis výhod a nevýhod lithium-iontové baterie

Hlavní nevýhodou 18650 baterií, vyrobených lithium-iontovou technologií, je, že mají malý rozsah provozních teplot. Normální provoz lithium-iontové baterie je možný pouze v rozmezí -20 až +20 stupňů Celsia. Pokud se používá nebo nabíjí při teplotách nižších nebo vyšších, než je uvedeno, poškozuje ji. Pro srovnání, nikl-kadmium a nikl-metal hydridové baterie mají širší rozsah teplot - od -40 do +40. Na rozdíl od nich však mají lithium-iontové baterie vyšší jmenovité napětí - 3,7 V vs. 1,2 V od niklových baterií.

Také lithium-iontové baterie nejsou téměř vystaveny účinkům samovybíjení a paměti, které jsou společné mezi mnoha typy baterií. Samovybíjení je ztráta nabité energie, když je nečinná. Paměťový efekt se vyskytuje u některých typů baterií v důsledku systematického nabíjení po neúplném vybití. To znamená, že se vyvíjí na bateriích, které nejsou zcela vyloženy.

S paměťovým efektem baterie "pamatuje", že stupeň vybití, po kterém je nabíjen a vybit, dosáhne tohoto limitu v dalším cyklu. V té době je skutečná kapacita skutečně větší. Pokud je na desce zobrazena hladina baterie, zobrazí se také výboj. Tento účinek se nevyvíjí okamžitě, ale postupně. Může se rozvíjet a v podmínkách, kdy se baterie neustále rozběhne z elektrické sítě, tj. Nepřetržitě nabitá.

Samovybíjení a paměťový efekt se projevují velmi málo v lithium-iontových bateriích.

Je třeba si uvědomit, že tyto baterie nelze uložit do stavu vybití, jinak se rychle nezdaří.

Opatření při práci s lithium-iontovou baterií

Mnoho typů baterií je náchylných k požáru a výbuchům. Závisí to na chemické složce interního akumulátoru. U lithium-iontových baterií velikosti 18650 je tento problém velmi akutní. Není neobvyklé, že uživatelé elektronických cigaret dostanou vážné popáleniny na rukou a tváři, nebo dokonce závažnější zranění. Vzhledem k tomu, že lithium-iontové baterie jsou v notebooku, tabletách a mobilních telefonech, nejsou případy jejich vzplanutí neobvyklé.

Na prvním místě mezi příčiny takových incidentů je samozřejmě nízká kvalita (levné) baterie. Nicméně v případě elektronických cigaret je výbuch lithium-iontové baterie snadno provokován sám o sobě, i když baterie není levná. Chcete-li to udělat, musíte trochu porozumět tomu, co je elektrický odpor.

Pokud tento pojem vysvětlíme v nejjednodušším jazyce, pak tento parametr určuje požadavky vodiče na výkonový prvek. Čím nižší je odpor vodiče, tím větší je proud (akumulátory), který by měl akumulátor vypnout. Je-li odpor velmi nízký, bude baterie pracovat s takovým vodičem při vysokém zatížení. Odpor může být tak nízký, že způsobí bariérové ​​zatížení akumulátoru a jeho následný výbuch nebo zapálení. Jinými slovy, bude to zkrat. Jako elektronické cigarety pracují na principu odpařování, což nevylučuje s topným prvkem (spirála vláken), nekvalifikovaní uživatelé mohou omylem usnadnit práci baterie s topným tělesem s extrémně nízkým odporem. S vědomím tokootdachu konkrétní baterie a odporu vodiče, s pomocí jednoduché výpočty podle vzorce z Ohmova zákona může určit, zda je baterie vyrovnat s konkrétním vodiče.

Tyto nebezpečné jevy se neobjevují vždy a ne vždy. Technologie ochrany baterie se neustále zlepšují. Mnoho baterií má v sobě speciální regulátor nabíjení, který může včas vybíjet baterii, pokud dojde k zkratu. Jedná se o chráněné baterie.

Zařízení lithium-iontové baterie

V srdci baterie baterie 18650 je elektrolyt - speciální kapalina, ve které dochází k chemickým reakcím.

Tyto chemické reakce jsou reverzibilní. Tento princip je založen na provozu jakékoli baterie. Jednoduše řečeno, vzorec pro takové reakce může pokračovat zleva doprava (vypouštění) a zprava doleva (nabití). Takové reakce se objevují mezi katodou a anodou prvku. Katoda je záporná elektroda (mínus), anoda je kladná elektroda (plus) zdroje energie. Mezi nimi se v době reakce vytváří elektrický proud. Chemické reakce výboje a náboje mezi katodou a anodou jsou procesy oxidace a redukce, ale je to zcela jiný příběh. Nebudeme hlouběji do procesu elektrolýzy. Proud se vytváří v okamžiku, kdy se katoda a anoda začnou vzájemně ovlivňovat, to znamená, že baterie plus plus mínus spojují něco. Katoda a anoda musí být elektricky vodivé.

Během porušení provozních podmínek se molekuly chemických prvků objevují v elektrolytu, který uzavírá katodu a anodu, což vede k vnitřním zkratům. V důsledku toho se teplota baterie zvyšuje a vytváří se více molekul, které uzavírají plus a mínus. Celý proces jako sněhová koule získá rychlost v geometrickém postupu. Bez možnosti vkládání elektrolytu ven (pouzdro baterie je utěsněno), existuje tepelná expanze, zvýšení vnitřního tlaku. Co se děje dále, lze pochopit bez komentáře.

Nabíjení lithium-iontové baterie

Jako nabíječ pro baterii 18650 je vhodné jakékoli zařízení určené pro baterie tohoto formátu. Hlavní věc je, že při nabíjení neměňte správnou polaritu. Vložte baterie do zásuvek nabíječky přesně podle značek plus a mínus. Nebude nadbytečné se seznámit s dalšími bezpečnostními opatřeními při používání nabíječky baterií 18650, které jsou vždy uvedeny na pouzdře.

Nejlepší volbou pro nabíjení lithium-iontových baterií bude použití dražších nabíječek s jemným laděním nabíjecího procesu. Mnohé z nich mají funkci nabíjení baterií metodou CC / CV, která je dešifrována jako stejnosměrný proud, konstantní napětí. Tato metoda je dobrá, protože může baterii nabíjet víc než normální nabíječky. Týká se to například dobití.

Při nabíjení nebo vybíjení baterie se mění napětí. Když se nabíjení zvyšuje, když se výboj snižuje. Jmenovitá hodnota 3,7 voltů je průměrná hodnota.

Existují dva efekty, které poškozují akumulátor - nabíjení a přebíjení. Existují prahové hodnoty pro nabíjení a vybití baterie. Pokud napětí baterie přesahuje tyto limity, baterie se v závislosti na tom, zda se nabíjí nebo vybíjí, dobíjí nebo znovu nabíjí. V normálním nabíjecím režimu pro Li-ion 18650 nabíječka a regulátor nabíjení uvnitř samotné baterie (pokud existují) si přečte údaj o napětí akumulátoru a při dosažení prahové hodnoty odpojí nabíjení, aby nedošlo k přetížení. V takovém případě se baterie zcela nenabíjí. Jeho kapacita může umožňovat nabíjení více, ale prahová hodnota to neumožňuje.

Princip nabíjení metodou CC / CV je navržen tak, aby proud přiváděný do nabíječky nebyl odpojen, ale prudce snížil, což brání tomu, aby vnitřní napětí baterie překročilo prahovou hodnotu. Baterie je tak plně nabitá, aniž by byla nabíjena.

Typy lithium-iontových baterií

Typy 18650 Li-ion baterií:

• lithium-železo-fosfát (LFP);
• lithium-mangan (IMR);
• lithium-kobalt (ICR);
• lithium-polymer (LiPo).

Všechny typy kromě posledního mají válcovitý tvar a mohou být vyrobeny ve formátu 18650. Lítiové-polymerové baterie se liší tím, že nemají konkrétní tvar. To je způsobeno skutečností, že mají pevný elektrolyt (polymer). Je to kvůli této neobvyklé vlastnosti elektrolytu, že tyto baterie jsou často používány v tabletách a mobilních telefonech.

Použití lithium-iontových baterií

Jak již bylo řečeno, lithium-iontové baterie velikosti 18650 jsou široce používány v elektronických cigaretách. Mohou být zabudovány do akumulátoru nebo vyměnitelné, to znamená, že mohou být instalovány samostatně. Mohou být také několik, spojených paralelně nebo v sérii.

Lithium-iontové baterie jsou již dlouho používány v zařízeních různých baterií, například baterií laptopů. Tyto baterie jsou řetězem několika 18650 baterií spojených v jednom pouzdře. Takové baterie lze nalézt také jako velkoplošné napájecí banky - přenosné nabíječky.

Oblast použití samotných baterií je velmi široká: od jmenovaných nabíječů až po součásti moderních velkých mechanismů (automobilové nebo nouzové). Počet 18650 lithium-iontových baterií, které tvoří jednu baterii, se může lišit od několika několika stovek. Za zmínku stojí lithium-polymerové baterie. Ačkoli nejsou k dispozici ve formátu Li-ion 18650, jsou nejběžnější, protože se používají v tabletách a mobilních telefonech.