Основные характеристики типа аккумуляторов 18650

Устройство аккумулятора 18650

Внутри и снаружи данная батарея имеет следующее строение:

1. Предохранитель.
2. Прокладку.
3. Положительный вывод.
4. Токо съемник анода.
5. Клапан для сброса давления.
6. Изоляцию как правило из целлофана.
7. Положительный электрод.
8. Сепаратор.
9. Изоляцию.
10. Отрицательный вывод.
11. Корпус.
12. Отрицательный электрод.

Обычно аккумулятор 18650 состоит из анода, выполненного из меди и катода, сделанного из алюминия. Встроенные электроды между собой разделены специальным сепаратором. Данный агрегат имеет пористую структуру. Он пропитан электролитом. Электроды тщательно упакованы в плотном цилиндрическом корпусе. Положительно заряженные ионы лития, находящиеся в сепараторе, проникают в кристаллическую решетку графита. Этот элемент присоединен к минусовому полюсу элемента питания. На плюсе образуется потенциал эл тока.

Читайте так же об устройстве источников питания здесь!

Где плюс у батарейки 18650?

Не так просто определить где находится отрицательный вывод. Очень часто по внешнему виду определить практически невозможно.

Полярность батареек 18650 определяется следующим образом:

• Визуально.
• Тестером.

Ряд подобных элементов имеет маркировку плюса и минуса. Порой положительный полюс значится там, где есть широкая черная полоса. Как на рисунке ниже.

Но когда нет никакого цветового обозначения обратите внимание на торцы li ion батарейки 18650. Защищенный конец или полюс с прорезями будет плюсовым

Соответственно противоположный будет минусом. Так же где плюс там имеется круговая канавка, с краю некая вогнутость.

Таким образом разобрались где плюс, а где минус.

Второй вариант — это взять обычный тестер и в режиме измерения напряжения проверить полярность. Красный щуп идет на плюс, черный на минус. Если на табло будет показатель с минусом просто поменяйте щупы местами.

 

Таймер со звуком

Как заряжать аккумулятор, правила

Литий-ионные аккумуляторы похожи на людей тем, что они не ведут себя одинаково и работают лучше всего при температурах, которые не являются ни слишком жаркими, ни холодными.

Эти батареи работают лучше при высоких температурах, чем при низких, так как тепло снижает внутреннее сопротивление и ускоряет химическую реакцию внутри батареи. Побочным эффектом этого процесса является то, что он создает нагрузку на батарею, что может привести к сокращению срока службы в жарких условиях в течение продолжительных периодов.

С другой стороны, низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и сокращает его емкость. Батареи, которые обеспечивают 100% -ную емкость при 27 ° C, обычно уменьшаются на 50% при -18 ° C и так далее.

Li ion аккумуляторы как правильно заряжать?

Не разряжать полностью

Несоблюдение этих советов и инструкций может привести к повреждению аккумулятора до такой степени, что он станет непригодным для использования. Вы также можете поставить под угрозу свою безопасность и безопасность других людей, если батарея не используется должным образом. В сочетании с несовпадающим зарядным устройством может произойти перегрев или перезарядка, и существует риск возгорания.

Полная разрядка производится не чаще раза в 3 месяца

Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы?

Зарядка ионно-литиевых батарей очень отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.

Различия заключаются в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокое напряжение на элемент. Они также требуют гораздо более жестких допусков на напряжение при обнаружении полной зарядки, а после полной зарядки они не допускают или требуют подзарядки

Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полной зарядки, поскольку литий-ионные аккумуляторы не допускают перезарядки

Хранение с небольшим зарядом

Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это допускает отклонение около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого вызывает напряжение в элементе и приводит к окислению, что сокращает срок службы и производительность. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Заряжать только оригинальной зарядкой

Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

• Заряд постоянного тока: на первой стадии зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента тока заряда контролируется. Как правило, это составляет от 0,5 до 1,0 С. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость зарядки будет равна 2000 мА для скорости зарядки С). Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется скорость зарядки не более 0,8 ° C.На этом этапе напряжение на ионно-литиевом элементе увеличивается для заряда постоянного тока. Время зарядки может быть около часа для этой стадии.
• Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика в 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 В, и ток будет постоянно падать. Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального тока. Время зарядки может быть около двух часов для этой стадии в зависимости от типа элемента и производителя и т. Д.

Эффективность заряда, то есть величина заряда, удерживаемого батареей или элементом, относительно количества заряда, поступающего в элемент, является высокой. Эффективность зарядки составляет от 95 до 99%. Это отражает относительно низкие уровни повышения температуры клеток.

Не перегревать аккумулятор при зарядке

Есть моменты, когда вы не можете использовать аккумулятор в течение длительного периода времени. Вот советы по поддержанию максимальной емкости батареи для длительного хранения.

Как определить лучший аккумулятор 18650

Защищенные или незащищенные – как отличить?

Как же выбрать качественный и самое главное безопасный аккумулятор 18650? Не секрет, что при перегреве они зачастую возгораются.

На ютубе полным-полно подобных роликов.

Дело в том, что Li-Ion батарейки бывают защищенные и не защищенные. Последние – это обычная банка без каких-либо встроенных элементов защиты.

Такие банки имеют “плоский” носик.

В защищённых, в конструкцию батарейки встроена плата PCB, контролирующая перезаряд + обеспечивающая защиту от КЗ. Плата припаяна к одному из контактов.

Обычно это “минус”. На плюсовом идет специальная насадка.

При этом сама батарейка оборачивается в термоусадку. Иногда на бочонок наносится надпись “Protected”.

Ошибка №4
Не путайте PCB плату (power control board) с PCM модулем (power charge module).

Если первая только защищает аккумулятор, то вторая полностью управляет процессом заряда АКБ (ограничение тока, контроль температуры и т.д.).

Ошибка №5
Простые батарейки также бывают с Button-Top (с пипкой или выпирающим носиком), они не обязательно должны быть плоскими Flap-Top.

С “пипкой” чаще всего используются в брендовых дорогих фонариках. Плоскоголовые там при последовательном соединении могут попросту не дать контакта.

Как вы понимаете, габариты защищенных аккумуляторов получаются немного больше обычных. Многие производители их даже называют иначе – не 18650, а 18700.

Ошибка №6
Покупать нужно аккумуляторы 18650 только со встроенной защитой.

На самом деле нет. Более того, не многие знают, но большинство ведущих производителей даже не производят таких батареек!

Защитные платы выпускаются совсем другими брендами, после чего они соединяются с обычными аккумуляторами известных марок и их перемаркируют.

Все дело в том, что защищенные АКБ требуются далеко не всегда. Выбирайте их только в том случае, если у вас вызывает сомнение зарядное устройство.

В первую очередь то, которое автоматически не останавливает заряд.

Ошибка №7
Пользоваться такими зарядками с незащищенными батарейками категорически запрещено.

Также незащищенные модели можно встретить в больших сборках, где последовательно соединено сразу несколько 18650.

Если вам попался большой аккумулятор на элементах 18650 в закрытом корпусе, то обратите внимание на соответствующие надписи. Например, вот такие буквы “6S5P” расшифровываются как:. 6 последовательно соединенных ячеек

6 последовательно соединенных ячеек

каждая из которых содержит 5 параллельных банок

Дело в том, что не существует двух абсолютно одинаковых банок.

Их внутреннее сопротивление всегда отличается, и в случае разброса напряжения на банках, некоторые из них будут нагреваться значительно больше остальных и деградировать.

Но и здесь опять же все зависит от качественной зарядки. А они в последнее время стали очень доступны и максимально безопасны. Подробнее

На электро-велосипедах все решается элементарными платами балансира.

Поэтому обычные Li-ion батарейки и получили гораздо большее распространение, нежели защищенные.

Ошибка №8
Кроме того, в большинство современных устройств вы попросту не запихнете защищенные аккумуляторы.

Их габаритные размеры не всегда позволяют это сделать.

Общие сведения о литийионных аккумуляторах

Литиевые аккумуляторы появились относительно недавно, но уже прочно заняли ведущие позиции в электропитании автономных устройств. Конструктивно такой источник питания представляет собой два электрода — катод и анод. Первый выполнен из того или иного соединения лития (обычно кобальт-литий или литий-феррофосфат), второй — из графита. Электроды погружены в безводный раствор электролита. Бывают разные форм-факторы и типоразмеры батареек этого типа. Наиболее распространённые форм-факторы литийионных аккумуляторов — цилиндрический и прямоугольный.

Прямоугольные элементы можно увидеть в устройствах малой толщины — мобильных телефонах, смартфонах, планшетах и т. п. Обычно в батареях такой формы в качестве электролита используют полимерный материал, а сами аккумуляторы называют литий-полимерными.

Выходное напряжение всех литиевых аккумуляторов меняется от 4,2 до 2,5 В в зависимости от степени зарядки и в среднем составляет 3,7 В. Электрическая ёмкость же бывает разной – от десятков миллиампер в час (мА·ч) до десятков ампер в час (А·ч). Зависит от назначения источника питания и его размеров.

Срок службы литиевого аккумулятора зависит от условий эксплуатации и обычно составляет 2–3 года при количестве циклов заряд/разряд до 600 у литийионных и до 900 у литий-полимерных батарей. Основные качества аккумуляторов этого типа:

• большая плотность энергии на единицу массы;
• низкий саморазряд;
• отсутствие эффекта памяти;
• не требуют обслуживания;
• теряют работоспособность при перезарядке и глубоком разряде;
• взрывоопасность при перегреве.

Если не заряжается

Если зарядка не происходит (резистор холодный), возможно несколько причин:

1. схема защиты неисправна или ушла в очень глубокую защиту;
2. произошел внутренний обрыв.

Как восстановить литиевые АКБ или 18650 элементы в таком случае? Можно попытаться убрать внешнюю полимерную оболочку каждого аккумулятора и подсоединить созданную зарядку непосредственно к банке, «+» к «+», «-» к «-». Если заряд все равно не пойдет, аккумулятор восстановлению не подлежит. Если пойдет – дождитесь, пока напряжение превысит порог в 3,1–3,2 В и далее зарядите аккумулятор штатной зарядкой.

Если же наоборот резистор сильно греется, а напряжение на аккумуляторе нулевое, это говорит о наличии внутри КЗ. Нужно снять с аккумулятора внешнюю полимерную оболочку, отпаять защитную плату и попробовать зарядить непосредственно банку. Если удастся, это означает, что проблема в неисправности защитной платы, и ее нужно заменить.

Как зарядить аккумулятор 18650?

Выполнять подзарядку элемент питания 18650 li ion следует частенько. В противном случае он может потерять свою прежнюю резвость.

1. Выполнение зарядки происходит с вольтажа 0,05 в, а заканчивать следует, когда напряжение достигает уровня в 4,2 вольта. Так батарея будет в целости.
2. Зарядка может быть осуществлена при токе 0,5-1 Ампер. Поэтому каким током заряжать li ion аккумулятор 18650, теперь понятно. Первое значение является самым сбалансированным. Второе сделает процесс зарядки быстрее. Но не стоит увеличивать силу тока без всякой необходимости.
3. Батареи 18650 подзаряжаться должны не больше 3-х часов. Иначе химия может пострадать. Хорошо если встроена защита. В этом случае АКБ сам отключится.
4. Не нужно чтобы аккумулятор сильно разряжался. Прежние характеристики будет проблематично вернуть. Время от времени его нужно подзаряжать.
5. В первый раз следует выполнить 5 циклов заряда и 5 циклов разряда.

Как зарядить аккумулятор 18650 без зарядного устройства?

Без подзарядника выполнить наполнение АКБ энергией можно только через USB пор. Для этого в вашей батареи должен быть специальный разъем. Подробности в видео.

Зарядное устройство для батареек 18650

Зарядить своими руками данный элемент питания можно с помощью стандартного зарядника. Обычно устройство с 1 гнездом способно давать заряд силой тока 1 Ампер. Подобный аппарат будет удобен для тех людей, которые выполняют заряд один раз в 12 месяцев.

Подключение модуля зарядки батареи 18650 выполняйте строго, соблюдая полярность.

Те зарядные устройства, которые имеют 2 гнезда под батареи с 4,2 в. Если увеличить вольтаж АКБ умрет. К счастью есть индикатор, который следит за процессом.

В розничной торговле могут встретится смешанные типы зарядников. Они предназначены как для аккумулятора 18650, так и для обычных никель кадмиевых батарей.

Устройства, которые имеют высокую стоимость оснащены более богато. В них есть реле и все возможные индикаторы контроля. Поэтому зарядка для литий ионных аккумуляторов 18650 будет более надежной.

Что делать если 18650 не заряжается?

Проверьте дату изготовления, возможно его срок уже иссяк.
Подумайте сколько циклов заряда и разряда уже вы сделали. Если больше чем указано в характеристиках АКБ, то он уже отслужил.
Проверьте исправно ли зарядное устройство

Возможно перемололся провод.
Обратите внимание на контакты. Есть вероятность нарушения соприкосновения батареи и жестяной пластины

Причиной может быть налет, ржавчина или окисление.
Проверьте есть ли электричество в доме.

Эти пять пунктов помогут понять почему не заряжается аккумулятор 18650.

Как зарядить аккумулятор 18650 зарядкой от телефона?

Ниже в видео изложена инструкция как правильно можно это сделать. Вот что потребуется:

1. Мобильная зарядка ТР 4056.
2. АКБ.
3. Паяльник.
4. Провода.
5. USB провод с подходящим разъемом.
6. Зарядник для телефона.

После сбора устройства остается подсоединить его к ЗУ телефона с помощью USB кабеля.

А вот зарядка 18650 от солнечной батареи возможна если создать специальное устройство выдающее нужный ток. Но в действительности придется постараться чтобы воплотить конструкцию в жизнь. Готовой разработки пока нет.

Смотрите видео о том, как собрать крутую батарею с солнечными панелями.

Совет! Лучше всего покупать зарядное устройство для 18650 li ion аккумуляторов CV или CC.

Как сделать зарядник для батареек 18650?

Зарядка для li ion аккумуляторов может быть выполнена на микросхеме LM 317. Ниже представлена схема и как она выглядит в сборе.

В видео представлен пример создания ЗУ для данного элемента питания.

Литий-алюминий (короткое название NCA)

Данный химсостав имеет схожесть с INR, но у него отсутствуют положительные свойства марганца. Как правило, подобная продукция может выдержать невысокие разрядные токи, однако она компенсирует это недоразумение более солидной ёмкостью и длительностью жизненного цикла. У NCA имеет место ещё одно достоинство — они обладают повышенной устойчивостью к физическим воздействиям, что позволяет эффективно использовать их на электрических велосипедах и не только. К примеру, популярный американский производитель электрокаров Tesla, устанавливает подобное оборудование на свои элитные транспортные средства.

Популярные модели NCA 18650:

• Panasonic 18650PF(ссылка);
• Panasonic 18650B(ссылка);
• LG MH1(ссылка);

Основные характеристики аккумулятора 18650:

• Емкость. Емкость это одна из самых важных характеристик аккумулятора. Современные производители указывают емкостные характеристики от 2000 mAh до 3400 mAh. Причем число 3400 в данный момент является максимальным. Если в характеристике аккумулятора указана цифра выше 3600, то это неправда и реальная емкость такого элемента питания будет значительно ниже, ну а цена значительно ниже реальной. Этот показатель напрямую отвечает за время работы аккумулятора. Чем выше емкость, тем больше время работы.
• Напряжение. Напряжение делится на несколько типов.

Номинальное напряжение как правило это 3,6 -3,7 вольт

Реальное напряжение. Это рабочее напряжение полностью заряженного аккумулятора в пределах от 2,4 до 4,35 вольт в зависимости от модели

Минимальное напряжение. Это напряжение, до которого может разрядиться аккумулятор и не потерять своих свойств. Как правило это 2,4 вольта

Максимальное напряжение. При полном заряде аккумулятора максимальное напряжение достигает 4,25-4,4 вольт, при превышении которого он испортится. Опять же в зависимости от модели.

• Наличие защиты. Литиевые аккумуляторы формата 18650 могут комплектоваться встроенной платой электронной защиты от перезаряда, переразряда и короткого замыкания. Аккумуляторы, оснащенные защитой, называются «защищенными» и являются более универсальными при эксплуатации.
• Ток разряда или ток отдачи. Это важная характеристика для приборов с большим потреблением энергии — проявляется в способности акб работать при повышенной нагрузке. Например, это может быть аккумулятор для шуруповерты.  Данная характеристика достигает порядка 35А. Высокоточные аккумуляторы не могут похвастаться большими емкостями — около 2000 мач.
• Время заряда. Время полной зарядки аккумулятора напрямую зависит от емкости аккумулятора и тока каким он заряжается. Как правило ток заряда указывается в характеристиках зарядного устройства.
• Габариты аккумулятора. Классический размер аккумулятора 18650 указан в его названии. Это 18 мм диаметр и 65 мм длина. На самом деле эти размеры очень часто отличаются от реальных габаритов. На эту характеристику в первую очередь влияет наличие или отсутствие платы защиты аккумулятора. При наличии защиты аккумулятор будет несколько длиннее. На диметр аккумулятора может повлиять толщина изолирующей пленки, которой обтянут корпус батареи.

При сравнении аккумуляторов 18650 с огромным преимуществом в различных тестах побеждают аккумуляторы всемирно известного производителя электроники компании Panasonic.  У этого производителя все характеристики аккумулятора 18650 являются соответствующими действительности без всяких завышений. Компания является единственной которая выпускает аккумуляторы с «честной» ёмкостью в 3400 mAh и ведет работы над запуском новой серии аккумуляторов с повышенной ёмкостью в 3600 mAh — модель NCR18650G.

Области применения никеля

Оксидная пленка защищает металл, придавая ему высокую коррозионную стойкость. Причем действие ее настолько сильно, что не только сам никель оказывается малоактивным, но и любые другие предметы, покрытые тончайшим слоем никеля. Именно это качество и обуславливает один из самых распространенных способов применения.

О применении никеля в быту поведает этот видеосюжет:

Никелирование

Никелирование – получение никелевого покрытия гальваническим методом на поверхности других металлов – железных сплавов, как правило, с целью защитить последние от коррозии. В 2020 году 7% добытого металла ушло на никелирование. С такой «обработкой» сталкиваются повсеместно: посуда, столовые приборы, металлические трубы, используемые при изготовлении мебели или в декоративных целях. Кроме того, что металл защищает основной сплав, он еще и придает красивый серебристый блеск, не тускнеющий со временем.

Никель используется для защиты чугуна, железа, магния и даже цинка и алюминия, которые сами по себе считаются достаточно стойкими к коррозии. Однако никель отличается еще одним особым свойством – исключительной стойкостью к щелочам. Никелирование изделий из металла активно применяют в химической промышленности – для производства резервуаров для хранения и перевозки химически агрессивных веществ, например, а также для производства деталей, предназначенных работать в самых опасных условиях: например, для защиты от коррозии дюралюминиевых самолетных лопастей.

Иные сферы

• Металл используют при производстве аккумуляторов – никель-кадмиевых, железо-никелевых, никель-цинковых, никель-водородных. Никелевые электроды устойчивы в электролите, имеют долгий срок службы и доступны по стоимости. Так, цинково-серебряный аккумулятор демонстрирует более высокие характеристики, однако по стоимости намного дороже.
• Металл применяется в химической промышленности для получения разнообразных реактивов.
• В медицине никель используют при изготовлении протезов и брекет-систем, поскольку металл совершенно инертен и безопасен. То же свойство позволяет использовать вещество при изготовлении аппаратуры для пищевой промышленности.
• Однако куда большая доля никеля расходуется на получение разнообразных сплавов. На железные сплавы приходится 67% добытого вещества, а на не железные – 17%.

Связано это с тем, что никель придает сплавам едва ли не такую же антикоррозийную стойкость, которой сам и обладает. В результате большая часть металла применяется для получения всего разнообразия нержавеющих сталей. Те же железные сплавы, которые не легировались никелем, для защиты подвергаются оцинковке или никелированию. Перечислить же сферы применения нержавеющих и конструкционных сталей попросту нереально: нет такой области народного хозяйства, где не использовалась бы эта продукция.

Не меньший интерес представляют собой другие составы-никелевые сплавы, например, сплав никеля с железом, медью, оловом, алюминием, титаном, хромом и иными металлами.

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Зарядку для аккумуляторов 18650 своими руками смастерить вполне реально. Главное, знать основные принципы работы электрической цепи и те показатели, при которых можно заряжать АКБ.

Способ №1

Самый простой способ подзарядить батарейку в экстренных условиях — просто воспользоваться стареньким, но работающим зарядным устройством от телефона «Нокиа» или «Самсунг». Благо, параметры тока и напряжения в таких зарядниках не навредят АКБ.

Схема проста, и с ней справится даже школьник:

1. У зарядки нужно освободить провода от связывающей их оболочки, разъединить их на плюсовой и минусовой полюса. Обычно красный проводок — это плюс, а черный — минус, так что, путаницы быть не должно.
2. Теперь нужно просто прикрепить батарейку к оголенным контактам проводков пластилином.
3. Соблюдая полярность, подсоединить устройство к сети, либо компьютеру — и элемент можно спокойно заряжать, время от времени следя за процессом.

На вопрос, сколько держать батарейку на таком «экспресс-заряднике», ответ простой: часа будет вполне достаточно для того, чтобы восстановить параметры ее емкости.

Способ №2

Как сделать зарядку более совершенного типа? Здесь схема может быть немного сложнее, учитывая то, что придется воспользоваться подручными инструментами в виде паяльника, припоя, клея и флюса. Однако самый важный элемент, который понадобится домашнему зарядному устройству, можно приобрести на AliExpress — это плата зарядки. Поэтому собрать такое устройство самостоятельно большого труда не составит.

Схема такова: плата припаивается к заранее подготовленному пластиковому боксу с двумя проводками («плюс» и «минус»). В боксе и будет находиться батарейка во время зарядки. Сам бокс можно достать из любого бытового прибора, вышедшего из строя: это может быть старый зарядник, либо игрушка. Главное, чтобы размеры бокса соответствовали элементам 18650.

С пайкой проблем возникнуть не должно — на плате указаны те места, куда следует припаивать проводки. Кроме того, сама плата уже заранее оснащена двумя светодиодными индикаторами красного и зеленого цвета, которые будут сигнализировать об уровне заряда.

Плату следует аккуратно приклеить на бокс в любое удобное место, затем припаять проводки, не забывая соблюдать полярность. Перед пайкой провода нужно будет слегка зачистить и залудить с помощь канифоли и капнуть на плату немного жидкого флюса (или припоя)

Важно следить за тем, чтобы не произошло замыкания проводков между собой

Такая схема позволяет изготовить простое, но надежное и очень дешевое зарядное устройство в короткое время. Теперь осталось с помощью usb-разъема подсоединить его к компьютеру или сети — и можно заряжать батарейки. Как правильно заряжать их — уже ясно, главное, следить за показаниями индикаторов. Зеленый цвет всегда будет сигналить о заряженном состоянии элементов.