18650 Li-ion akkumulátorok az utóbbi időben egyre népszerűbbek. Műszaki jellemzőik szerint megelőzik a jól ismert ujjas típusú akkumulátorokat. A jól ismert méretű elemekre használt „ujj” és „kisujj” fogalmak a helyes terminológia szempontjából tévesek. Minden akkumulátornak, mérettől függetlenül, saját kódja van, amely jelzi a méretét. Tehát az 18650 is egy kód. Ez az egész titok.
Akkumulátorméret 18650
Ez az ötjegyű kód az akkumulátor szélességét és hosszát fejezi ki, ahol az első két számjegy a szélesség (átmérő) mm-ben, az utolsó három pedig a hossza mm-ben tizeddel. Téves az a vélemény, hogy a kód végén található nulla az akkumulátor hengeres alakját jelzi (különböző formájú akkumulátorok vannak). Az akkumulátor hosszának ilyen pontos megjelölése nem szükséges. A méret megadásakor gyakran az első négy számjegyre korlátozódik (1865). Egyébként az ujj- és kisujj akkumulátoroknak is van saját kódjuk - 14500 és 10440. A digitális kódon kívüla méret betűkkel is jelezhető. Például a fenti két elemméret alternatív betűkódokkal rendelkezik - AA (ujj) és AAA (kisujj). Számos alfabetikus és numerikus kód jelzi a különféle elemek méretét: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), stb.
Az 18650-es akkumulátorok esetében ez a méretjelölés pontatlan. Más paramétereket is figyelembe kell venni. Az 18650-es akkumulátor méretét befolyásolhatja például egy beépített speciális kártya (töltésvezérlő) jelenléte. Ebben az esetben egyes akkumulátorok kissé hosszabbak lehetnek. Nem ritka, hogy egy akkumulátor egyszerűen nem fér be a készülék azon rekeszébe, ahol használni akarják, annak ellenére, hogy ezt az eszközt (például egy elektronikus cigaretta akkucsomagot) úgy tervezték, hogy az ilyen típusú akkumulátorral működjön.
Li-ion 18650 akkumulátor élettartama
Az adott akkumulátor élettartamának időtartama a "mAh" (mAh) fogalmától függ. A nagy akkumulátorok, például az autók esetében az "amper óránként" kifejezést használják. Egy 18650 mAh-s akkumulátor esetében ez egy származtatott érték. Egy amper 1000 milliampernek felel meg. A milliamper óránként az az áramerősség, amelyet az akkumulátor egy hagyományos használati óra alatt képes termelni. Más szóval, ha ezt az értéket elosztja egy bizonyos számú órával, akkor megtudhatja az akkumulátor élettartamát. Például az akkumulátor kapacitása 3000 mAh. Ez azt jelenti, hogy két órán keresztülműködik, 1500 milliampert ad ki. Négy - 750. A fenti példában szereplő akkumulátor 10 óra működés után teljesen lemerül, amikor kapacitása eléri a 300 milliampert (mélykisülési határ).
Ezek a számítások csak hozzávetőleges képet adnak az akkumulátor élettartamáról. A tényleges működési ideje attól függ, hogy milyen terhelésnek kell megbirkóznia, vagyis attól, hogy melyik eszköztől kell áramot adnia.
Áram, feszültség és teljesítmény
Mielőtt az 18650-es lítium-ion akkumulátorok műszaki jellemzőinek általános leírásán és a velük való munkavégzéssel kapcsolatos óvintézkedéseken továbbmennék, röviden meghatározzuk a fenti fogalmakat. Az áramerősség (maximális kisülési áram, áramkimenet) amperben van kifejezve, és az akkumulátoron "A" betűvel van jelölve. A feszültséget voltban fejezzük ki, és "V" betűvel jelöljük. Sok akkumulátoron találhat ilyen jelöléseket. Lítium-ion akkumulátor esetén a feszültség mindig 3,7 volt, és az áramerősség eltérő lehet. Az akkumulátor teljesítményét, mint erősségének domináns paraméterét, a feszültség és az áram szorzataként fejezzük ki (a voltokat meg kell szorozni az amperrel).
A lítium-ion akkumulátor előnyeinek és hátrányainak leírása
Az 18650 Li-Ion akkumulátorok fő hátránya, hogy kis üzemi hőmérséklet-tartományuk van. A lítium-ion akkumulátor normál működése csak -20 és +20 Celsius fok közötti tartományban lehetséges. Ha alacsonyabb vagy magasabb hőmérsékleten használják vagy töltikmegjelölve, elrontja. Összehasonlításképpen, a nikkel-kadmium és a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok hőmérséklet-tartománya szélesebb - -40 és +40 között. Ez utóbbiakkal ellentétben azonban a lítium-ion akkumulátorok névleges feszültsége magasabb – 3,7 V, szemben a nikkel akkumulátorok 1,2 V-tal.
Ezenkívül a lítium-ion akkumulátorokat gyakorlatilag nem érintik az önkisülés és a memóriahatások, amelyek számos akkumulátortípusnál gyakoriak. Az önkisülés a töltött energia elvesztése üresjáratban. A memóriaeffektus bizonyos típusú akkumulátorokban a nem teljes kisütés utáni szisztematikus töltés eredményeként jelentkezik. Vagyis nem teljesen lemerült akkumulátorokon fejlődik.
A memóriaeffektussal az akkumulátor „emlékezik” a lemerülés mértékére, amely után elkezdődik a töltés, és lemerül, miután a következő ciklusban elérte ezt a határt. Valódi kapacitása akkoriban valójában nagyobb. Ha van egy tábla, amely kijelzi az akkumulátor töltöttségi szintjét, akkor az is mutatja a lemerülést. Ez a hatás nem azonnal, hanem fokozatosan alakul ki. Olyan körülmények között is kialakulhat, amikor az akkumulátor folyamatosan hálózatról működik, azaz folyamatosan töltődik.
Az önkisülés és a memóriahatás rendkívül alacsony a lítium-ion akkumulátorokban.
Még egy dologra kell figyelni: az ilyen akkumulátorokat nem lehet lemerült állapotban tárolni, különben hamar meghibásodnak.
A Li-ion akkumulátorral kapcsolatos óvintézkedések
Sok típusú elem gyúlékony ésrobbanások. Ez az akkumulátor belső szerkezetének kémiai összetételétől függ. Az 18650-es lítium-ion akkumulátorok esetében ez a probléma meglehetősen akut. Nem ritka, hogy az e-cigaretta használók súlyos égési sérüléseket szenvednek a kezükön és az arcán, vagy akár komolyabb sérüléseket is szenvednek. Mivel a lítium-ion akkumulátorok laptopokban, táblagépekben és mobiltelefonokban találhatók, nem ritka, hogy meggyulladnak.
Az ilyen események okai között az első helyen természetesen a rossz minőségű (olcsó) akkumulátor-összeszerelés áll. Az elektronikus cigaretták esetében azonban könnyen előidézhető egy lítium-ion akkumulátor robbanás, még akkor is, ha az akkumulátor nem olcsó. Ehhez meg kell értened egy kicsit, hogy mi az elektromos ellenállás.
Ha ezt a fogalmat a legegyszerűbb nyelven magyarázzuk el, akkor ez egy olyan paraméter, amely meghatározza az akkumulátor vezetőjének követelményeit. Minél kisebb a vezető ellenállása, annál nagyobb áramot (ampert) kell adnia az akkumulátornak. Ha az ellenállás nagyon alacsony, akkor az akkumulátor ilyen vezetővel nagy terhelés mellett működik. Az ellenállás olyan alacsony lehet, hogy túlzottan megterheli az akkumulátort, és az azt követő robbanást vagy gyulladást okoz. Más szóval rövidzárlat lesz. Mivel az elektronikus cigaretták az elpárologtatás elvén működnek, amihez fűtőelemre (száltekercsre) van szükség, a hozzá nem értő felhasználók tévedésből rákényszeríthetik az akkumulátort, hogy fűtőelemmel működjön együtt.rendkívül alacsony ellenállás. Egy adott akkumulátor áramkimenetének és a vezető ellenállásának ismeretében, egyszerű számításokkal az Ohm-törvény képletével meghatározhatja, hogy ez az akkumulátor képes-e kezelni egy adott vezetőt.
Ezek a veszélyek nem mindig jelentkeznek minden esetben. Az akkumulátorvédelmi technológiák folyamatosan fejlődnek. Sok akkumulátorban van egy speciális töltésvezérlő, amely rövidzárlat esetén időben feszültségmentesíti az akkumulátort. Ezek védett elemek.
Li-ion akkumulátoros eszköz
Az 18650-es akkumulátor szíve egy elektrolit, egy speciális folyadék, amelyben kémiai reakciók mennek végbe.
Ezek a kémiai reakciók reverzibilisek. Ez minden akkumulátor működési elve. Egyszerűen fogalmazva, az ilyen reakciók képlete mind balról jobbra (kisülés), mind jobbról balra (töltés) haladhat. Ilyen reakciók a cella katódja és anódja között mennek végbe. A katód az áramforrás negatív elektródája (mínusz), az anód a pozitív elektródája (plusz). A reakció során elektromos áram keletkezik közöttük. A katód és az anód közötti kisülés és töltés kémiai reakciói oxidációs és redukciós folyamatok, de ez egy másik történet. Nem fogunk belemenni az elektrolízis folyamatába. Az áram abban a pillanatban jön létre, amikor a katód és az anód kölcsönhatásba lép, vagyis valami csatlakozik az akkumulátor plusz és mínuszához. A katódnak és az anódnak elektromosan vezetőnek kell lennie.
A feltételek megsértése soránMűködés közben az elektrolitban kémiai elemek molekulái jelennek meg, amelyek lezárják a katódot és az anódot, ami belső rövidzárlatokhoz vezet. Ennek eredményeként az akkumulátor hőmérséklete megemelkedik, és több molekula jelenik meg, lezárva a plusz és mínuszokat. Ez az egész folyamat, mint egy hógolyó, exponenciálisan gyorsul. Az elektrolit eltávolításának lehetősége nélkül (az akkumulátorház tömített) hőtágulás lép fel, ami növeli a belső nyomást. Ami ezután történik, azt kommentár nélkül is megérthetjük.
A lítium-ion akkumulátor töltése
Az 18650-es akkumulátor töltőjeként minden ilyen formátumú akkumulátorhoz tervezett eszköz alkalmas. A lényeg az, hogy töltés közben ne változtassuk meg a megfelelő polaritást. Helyezze az akkumulátorokat a töltőnyílásokba pontosan a plusz és mínusz jelek szerint. Célszerű elolvasni az 18650-es akkumulátortöltő használatára vonatkozó egyéb óvintézkedéseket, amelyek mindig az akkumulátortokon találhatók.
A lítium-ion akkumulátorok töltésének legjobb módja a drágább töltők használata finomhangolt töltési folyamattal. Sokuknak az a funkciója, hogy akkumulátorokat töltsenek a CC / CV módszerrel, amely állandó áramot, állandó feszültséget jelent. Ez a módszer jó, mert jobban tudja tölteni az akkumulátort, mint a hagyományos töltők. Ez egy olyan koncepciónak köszönhető, mint a túltöltés.
Az akkumulátor töltése vagy kisütése közben annak feszültségeváltozik. Töltéskor növekszik, kisütéskor csökken. A névleges 3,7 V egy átlagos érték.
Két hatás van, amelyek károsan befolyásolják az akkumulátort: a túltöltés és a túltöltés. Az akkumulátor töltésének és kisütésének küszöbértékei vannak. Ha az akkumulátor feszültsége túllépi ezeket a határértékeket, akkor az akkumulátor túltöltődik vagy lemerül, attól függően, hogy töltés vagy lemerülés folyamatban van. Az 18650 Li-ion normál töltési módjában az akkumulátorban lévő töltő és töltésvezérlő (ha van) leolvassa az akkumulátor feszültségét, és leállítja a töltést, amikor az eléri a küszöbértéket, hogy elkerülje a túltöltést. Ebben az esetben az akkumulátor valójában nincs teljesen feltöltve. A kapacitása lehetővé teheti, hogy többet töltsön, de a küszöbérték megakadályozza, hogy ezt tegye.
A CC / CV módszerrel történő töltés elvét úgy alakították ki, hogy a töltésre betáplált áram ne szakadjon meg, hanem élesen csökken, megakadályozva, hogy az akkumulátor belső feszültsége túllépje a küszöbértéket. Így az akkumulátor teljesen fel van töltve, anélkül, hogy újra kellene tölteni.
Lítium-ion akkumulátorok típusai
18650-es Li-ion akkumulátorok típusai:
- lítium-vas-foszfát (LFP);
- lítium-mangán (IMR);
- lítium-kob alt (ICR);
- lítium polimer (LiPo).
Az utolsó kivételével minden típus hengeres, és 18650-es formátumban készülhet. A lítium-polimer akkumulátorok abban különböznek egymástól, hogy nincs meghatározott formájuk. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy szilárd anyaggal rendelkeznekelektrolit (polimer). Az elektrolit e szokatlan tulajdonságának köszönhető, hogy ezeket az akkumulátorokat gyakran használják táblagépekben és mobiltelefonokban.
Lítium-ion akkumulátorok alkalmazása
Amint már említettük, az 18650 méretű Li-ion akkumulátorokat széles körben használják az elektronikus cigarettákban. Beépíthetők az akkumulátorcsomagba, vagy kivehetők, azaz külön beépíthetők. Több párhuzamosan vagy sorosan is csatlakoztatható.
Lítium-ion akkumulátorokat régóta használnak különféle akkumulátorok, például laptop akkumulátorok gyártásában. Az ilyen akkumulátorok több, egymással összekapcsolt 18650-es akkumulátorból álló láncból állnak, egyetlen tokban. Az ilyen akkumulátorok nagy kapacitású power bankként is megtalálhatók – hordozható töltőként.
Maguk az akkumulátorok hatóköre igen széles: a nevezett töltőktől a modern nagyszerkezetek (autó vagy légi közlekedés) alkotóelemeiig. Ugyanakkor az egyetlen akkumulátort alkotó 18650 lítium-ion akkumulátorok száma néhánytól több százig változhat. Érdemes megemlíteni a lítium-polimer akkumulátorokat. Bár 18650 Li-ion formátumban nem érhetők el, ezek a legelterjedtebbek, mivel táblagépekben és mobiltelefonokban használják.
