18650 Li-ion-batterier har blitt mer og mer populære i det siste. I henhold til deres tekniske egenskaper er de foran de velkjente fingerbatteriene. Begrepene "finger" og "lillefinger", brukt for de velkjente størrelsene på batterier, er feil med tanke på korrekt terminologi. Alle batterier, uansett størrelse, har sine egne koder som indikerer størrelsen. Så, 18650 er også en kode. Det er hele hemmeligheten.
Batteristørrelse 18650
Denne femsifrede koden uttrykker bredden og lengden på batteriet, der de to første sifrene er bredden (diameteren) i mm, og de tre siste er lengden i mm med tideler. Det er en feilaktig oppfatning at nullen på slutten av denne koden indikerer den sylindriske formen på batteriet (det er batterier med forskjellige former). En slik nøyaktig betegnelse av lengden på batteriet er ikke nødvendig. Når du spesifiserer størrelsen, er den ofte begrenset til de fire første sifrene (1865). Finger- og lillefingerbatterier har forresten også sin egen kode - 14500 og 10440. I tillegg til den digitale koden,størrelse kan også angis med bokstaver. For eksempel har de to batteristørrelsene ovenfor alternative bokstavkoder - AA (finger) og AAA (lillefinger). Det er mange alfabetiske og numeriske koder som indikerer størrelsen på forskjellige batterier: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), osv.
For 18650-batterier er denne størrelsesbetegnelsen unøyaktig. Andre parametere må også tas i betraktning. Størrelsen på et 18650-batteri kan for eksempel påvirkes av tilstedeværelsen av et innebygd spesialkort (ladekontroller). Noen batterier kan ha litt lengre lengde i dette tilfellet. Det er ikke uvanlig at et batteri rett og slett ikke passer inn i rommet på enheten der de ønsker å bruke det, til tross for at denne enheten (for eksempel en elektronisk sigarettbatteripakke) er designet for å fungere med denne typen batterier.
Li-ion 18650 batterilevetid
Hvor lang tid et gitt batteri kan vare avhenger av konseptet "milliampere per time" (mAh). For store batterier, for eksempel biler, brukes begrepet "ampere per time". For et 18650 mAh batteri er dette en avledet verdi. En ampere er lik 1000 milliampere. En milliampere per time er strømmen som et batteri kan produsere i løpet av en konvensjonell times bruk. Med andre ord, hvis du deler denne verdien på et visst antall timer, kan du finne ut batterilevetiden. For eksempel har batteriet en kapasitet på 3000 mAh. Dette betyr at for to timerfungerer, vil den gi ut 1500 milliampere. Fire - 750. Batteriet fra eksemplet ovenfor vil bli fullstendig utladet etter 10 timers drift, når kapasiteten når 300 milliampere (grense for dyputlading).
Disse beregningene gir bare en grov ide om batterilevetiden. Den faktiske driftstiden avhenger av hvilken belastning den må håndtere, det vil si på enheten som den må levere strøm.
Strøm, spenning og effekt
Før vi dveler ved den generelle beskrivelsen av de tekniske egenskapene til 18650 litiumion-batterier og forholdsregler ved arbeid med dem, vil vi kort definere begrepene ovenfor. Strømmen (maksimal utladningsstrøm, strømutgang) er uttrykt i ampere og er merket på batteriet med bokstaven "A". Spenning er uttrykt i volt og er merket med bokstaven "V". På mange batterier kan du finne slike betegnelser. For et litiumionbatteri er spenningen alltid 3,7 volt, og strømmen kan være forskjellig. Batterikraft som den dominerende parameteren for dets styrke uttrykkes som produktet av spenning og strøm (volt må multipliseres med ampere).
Beskrivelse av fordeler og ulemper med et litiumionbatteri
Den største ulempen med 18650 Li-Ion-batterier er at de har et lite driftstemperaturområde. Normal drift av et litiumionbatteri er bare mulig i området fra -20 til +20 grader Celsius. Hvis den brukes eller lades ved temperaturer under eller overmerket, det ødelegger det. Til sammenligning har nikkel-kadmium- og nikkel-metallhydridbatterier et bredere temperaturområde - fra -40 til +40. Men i motsetning til sistnevnte har litium-ion-batterier en høyere nominell spenning - 3,7 volt mot 1,2 volt for nikkelbatterier.
Litium-ion-batterier påvirkes praktisk t alt ikke av selvutlading og minneeffekter som er vanlig blant mange typer batterier. Selvutlading er tap av ladet energi når den er inaktiv. Minneeffekten oppstår i enkelte typer batterier som følge av systematisk lading etter ufullstendig utlading. Det vil si at den utvikler seg på batterier som ikke er helt utladet.
Med minneeffekten "husker" batteriet graden av utlading etter at det begynner å lades, og utlades, etter å ha nådd denne grensen i neste syklus. Dens sanne kapasitet på den tiden er faktisk større. Hvis det er et tavle som viser batterinivået, vil det også vise utladingen. Denne effekten utvikler seg ikke umiddelbart, men gradvis. Det kan også utvikle seg under forhold der batteriet hele tiden jobber fra strømnettet, det vil si at det lader kontinuerlig.
Selvutlading og minneeffekt er ekstremt lav i litium-ion-batterier.
Det er en ting til å være oppmerksom på: slike batterier kan ikke lagres i utladet tilstand, ellers vil de raskt svikte.
Forholdsregler for litiumionbatteri
Mange typer batterier er brennbare ogeksplosjoner. Det avhenger av den kjemiske sammensetningen av den interne strukturen til batteriet. For 18650 litium-ion-batterier er dette problemet ganske akutt. Det er ikke uvanlig at brukere av e-sigarett får alvorlige brannskader på hender og ansikt, eller enda mer alvorlige skader. Siden litium-ion-batterier finnes i bærbare datamaskiner, nettbrett og mobiltelefoner, er det ikke uvanlig at de antennes.
I første rekke blant årsakene til slike hendelser er selvfølgelig lavkvalitets (billig) batterimontering. Men når det gjelder elektroniske sigaretter, er det lett å fremprovosere en litium-ion batterieksplosjon på egen hånd, selv om batteriet ikke er billig. For å gjøre dette må du forstå litt om hva elektrisk motstand er.
Hvis vi forklarer dette konseptet på det enkleste språket, så er dette en parameter som bestemmer kravene til lederen til batteriet. Jo lavere motstand lederen har, jo mer strøm (ampere) må batteriet gi. Hvis motstanden er veldig lav, vil batteriet fungere med en slik leder til en stor belastning. Motstanden kan være så lav at det vil provosere en ublu belastning på batteriet og dets påfølgende eksplosjon eller antenning. Det blir med andre ord en kortslutning. Siden elektroniske sigaretter fungerer etter prinsippet om fordampning, som krever et varmeelement (filamentspole), kan udugelige brukere feilaktig tvinge batteriet til å fungere med et varmeelement medekstremt lav motstand. Når du kjenner strømutgangen til et bestemt batteri og motstanden til lederen, ved å bruke enkle beregninger ved å bruke Ohms lovformel, kan du bestemme om dette batteriet kan håndtere en bestemt leder.
Disse farene oppstår ikke alltid i alle tilfeller. Batteribeskyttelsesteknologier er i konstant utvikling. Mange batterier har en spesiell ladekontroller inni som kan deaktivere batteriet i tide når det oppstår en kortslutning. Dette er beskyttede batterier.
Li-ion batterienhet
I hjertet av 18650-batteriet er en elektrolytt, en spesiell væske som kjemiske reaksjoner finner sted i.
Disse kjemiske reaksjonene er reversible. Dette er prinsippet for drift av ethvert batteri. Enkelt sagt kan formelen for slike reaksjoner gå både fra venstre til høyre (utladning) og fra høyre til venstre (ladning). Slike reaksjoner skjer mellom katoden og anoden til cellen. Katoden er den negative elektroden (minus), anoden er den positive elektroden (pluss) til strømkilden. Under reaksjonen dannes det en elektrisk strøm mellom dem. De kjemiske reaksjonene av utladning og ladning mellom katode og anode er oksidasjons- og reduksjonsprosesser, men det er en annen historie. Vi vil ikke fordype oss i prosessen med elektrolyse. Strømmen dannes i det øyeblikket katoden og anoden begynner å samhandle, det vil si at noe er koblet til pluss og minus til batteriet. Katoden og anoden må være elektrisk ledende.
Under brudd på vilkårUnder drift vises molekyler av kjemiske elementer i elektrolytten, som lukker katoden og anoden, noe som fører til interne kortslutninger. Som et resultat av dette øker temperaturen på batteriet og flere molekyler vises, noe som lukker pluss og minus. Hele denne prosessen, som en snøball, får fart eksponentielt. Uten mulighet for å ta ut elektrolytten (batterihuset er forseglet), oppstår termisk ekspansjon, noe som øker det indre trykket. Hva som skjer videre kan forstås uten kommentarer.
Lading av litiumion-batteriet
Som en lader for et 18650-batteri er alle enheter som er utviklet for batterier av dette formatet egnet. Det viktigste er ikke å endre riktig polaritet under lading. Plasser batteriene i ladersporene nøyaktig i henhold til pluss- og minustegnene. Det er en god idé å lese de andre forholdsreglene for bruk av 18650-batteriladeren, som alltid er oppført på batteridekselet.
Det beste alternativet for å lade litium-ion-batterier er å bruke dyrere ladere med finjustert ladeprosess. Mange av dem har som funksjon å lade batterier ved hjelp av CC / CV-metoden, som står for konstant strøm, konstant spenning. Denne metoden er god fordi den kan lade batteriet mer enn konvensjonelle ladere. Dette skyldes et konsept som overlading.
Under lading eller utlading av batteriet, spenningenendrer seg. Øker ved lading, avtar ved utlading. Vurdert 3,7 volt er en gjennomsnittsverdi.
Det er to effekter som påvirker batteriet negativt - overlading og overutlading. Det er terskler for å lade og utlade batteriet. Hvis batterispenningen går utover disse grensene, blir batteriet overladet eller overutladet, avhengig av om det lades eller utlades. I normal lademodus for 18650 Li-ion leser laderen og ladekontrolleren inne i selve batteriet (hvis noen) spenningen til batteriet og kutter av ladingen når den når terskelen for å unngå overlading. I dette tilfellet er ikke batteriet fulladet. Kapasiteten kan tillate den å lade mer, men terskelen hindrer den i å gjøre det.
Prinsippet for lading etter CC / CV-metoden er utformet slik at strømmen som tilføres ladningen ikke kuttes, men reduseres kraftig, og forhindrer at den interne spenningen til batteriet går over terskelverdien. Dermed er batteriet fulladet uten å bli ladet.
Typer litium-ion-batterier
Typer 18650 Li-ion-batterier:
- litiumjernfosfat (LFP);
- litium-mangan (IMR);
- litium-kobolt (ICR);
- litiumpolymer (LiPo).
Alle typer bortsett fra den siste er sylindriske og kan lages i formatet 18650. Litiumpolymerbatterier er forskjellige ved at de ikke har en bestemt form. Dette skyldes det faktum at de har en solidelektrolytt (polymer). Det er på grunn av denne uvanlige egenskapen til elektrolytten at disse batteriene ofte brukes i nettbrett og mobiltelefoner.
Anvendelse av litium-ion-batterier
Som allerede nevnt, er 18650 størrelse Li-ion-batterier mye brukt i elektroniske sigaretter. De kan bygges inn i batteripakken eller fjernes, dvs. installeres separat i den. Det kan også være flere koblet parallelt eller i serie.
Lithium-ion-batterier har lenge vært brukt i konstruksjonen av ulike batterier, for eksempel bærbare batterier. Slike batterier er en kjede av flere sammenkoblede 18650-batterier inne i en enkelt kasse. Slike batterier kan også finnes som romslige strømbanker - bærbare ladere.
Omfanget av batteriene i seg selv er veldig bredt: fra de navngitte laderne til bestanddelene i moderne store mekanismer (bil eller luftfart). Samtidig kan antallet 18650 litium-ion-batterier som utgjør et enkelt batteri variere fra noen få til hundrevis. Det er verdt å nevne litium-polymer-batteriene. Selv om de ikke er tilgjengelige i 18650 Li-ion-format, er de de vanligste, ettersom de brukes i nettbrett og mobiltelefoner.
