18650 Li-ion akumulatori pēdējā laikā ir kļuvuši arvien populārāki. Pēc tehniskajiem raksturlielumiem tie apsteidz labi zināmos pirkstu tipa akumulatorus. Jēdzieni “pirksts” un “mazais pirksts”, kas lietoti labi zināmo izmēru akumulatoriem, ir nepareizi no pareizas terminoloģijas viedokļa. Visām baterijām neatkarīgi no izmēra ir savi kodi, kas norāda to izmēru. Tātad arī 18650 ir kods. Tas ir viss noslēpums.
Akumulatora izmērs 18650
Šis piecu ciparu kods izsaka akumulatora platumu un garumu, kur pirmie divi cipari ir platums (diametrs) mm, bet pēdējie trīs ir garums mm ar desmitdaļām. Pastāv kļūdains viedoklis, ka nulle šī koda beigās norāda uz akumulatora cilindrisko formu (ir dažādas formas baterijas). Šāds precīzs akumulatora garuma apzīmējums nav nepieciešams. Norādot tā lielumu, tas bieži tiek ierobežots līdz pirmajiem četriem cipariem (1865). Starp citu, pirkstu un mazo pirkstiņu baterijām ir arī savs kods - 14500 un 10440. Papildus digitālajam kodam,izmēru var norādīt arī ar burtiem. Piemēram, iepriekšminētajiem diviem akumulatoru izmēriem ir alternatīvi burtu kodi - AA (pirksts) un AAA (mazais pirksts). Ir daudz alfabētisku un ciparu kodu, kas norāda dažādu bateriju izmēru: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) utt.
18650 akumulatoriem šis izmēra apzīmējums ir neprecīzs. Jāņem vērā arī citi parametri. 18650 akumulatora izmēru var ietekmēt, piemēram, iebūvēta speciāla plate (lādēšanas kontrolieris). Dažas baterijas šajā gadījumā var būt nedaudz garākas. Nereti akumulators vienkārši neietilpst ierīces nodalījumā, kur to vēlas izmantot, neskatoties uz to, ka šī ierīce (piemēram, elektronisko cigarešu bateriju komplekts) ir paredzēta darbam ar šāda veida akumulatoru.
Li-ion 18650 akumulatora darbības laiks
Akumulatora darbības laiks ir atkarīgs no jēdziena “miliamperi stundā” (mAh). Lieliem akumulatoriem, piemēram, automašīnām, tiek lietots termins "ampēri stundā". 18650 mAh akumulatoram tā ir atvasināta vērtība. Viens ampērs ir vienāds ar 1000 miliamperiem. Miliampers stundā ir strāva, ko akumulators var radīt parastās lietošanas stundas laikā. Citiem vārdiem sakot, dalot šo vērtību ar noteiktu stundu skaitu, varat uzzināt akumulatora darbības laiku. Piemēram, akumulatora jauda ir 3000 mAh. Tas nozīmē, ka divas stundasstrādā, tas izdos 1500 miliamperus. Četri - 750. Iepriekš minētajā piemērā akumulators pilnībā izlādēsies pēc 10 stundu darbības, kad tā jauda sasniegs 300 miliamperus (dziļās izlādes robeža).
Šie aprēķini sniedz tikai aptuvenu priekšstatu par akumulatora darbības laiku. Tās faktiskais darbības laiks ir atkarīgs no tā, ar kādu slodzi tai jātiek galā, tas ir, no ierīces, kurai tai ir jānodrošina strāva.
Strāva, spriegums un jauda
Pirms apskatām 18650 litija jonu akumulatoru tehnisko parametru vispārīgo aprakstu un piesardzības pasākumus darbā ar tiem, mēs īsi definēsim iepriekš minētos jēdzienus. Strāva (maksimālā izlādes strāva, strāvas jauda) ir izteikta ampēros un ir atzīmēta uz akumulatora ar burtu "A". Spriegumu izsaka voltos un apzīmē ar burtu "V". Uz daudziem akumulatoriem var atrast šādus apzīmējumus. Litija jonu akumulatoram spriegums vienmēr ir 3,7 volti, un strāva var būt atšķirīga. Akumulatora jaudu kā tā stipruma dominējošo parametru izsaka kā sprieguma un strāvas reizinājumu (volti jāreizina ar ampēriem).
Litija jonu akumulatora priekšrocību un mīnusu apraksts
Galvenais 18650 litija jonu akumulatoru trūkums ir tas, ka tiem ir mazs darba temperatūras diapazons. Normāla litija jonu akumulatora darbība ir iespējama tikai diapazonā no -20 līdz +20 grādiem pēc Celsija. Ja tas tiek lietots vai uzlādēts temperatūrā, kas ir zemāka vai augstākaatzīmēts, tas to sabojā. Salīdzinājumam, niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem ir plašāks temperatūras diapazons - no -40 līdz +40. Taču atšķirībā no pēdējām litija jonu akumulatoriem ir augstāks nominālais spriegums - 3,7 volti, salīdzinot ar 1,2 volti niķeļa akumulatoriem.
Arī litija jonu akumulatorus praktiski neietekmē pašizlādes un atmiņas efekti, kas izplatīti daudzu veidu akumulatoriem. Pašizlāde ir uzlādētās enerģijas zudums tukšgaitā. Atmiņas efekts dažu veidu akumulatoros rodas sistemātiskas uzlādes rezultātā pēc nepilnīgas izlādes. Tas ir, tas attīstās uz baterijām, kas nav pilnībā izlādējušās.
Ar atmiņas efektu akumulators “atceras” izlādes pakāpi, pēc kuras tas tiek sākts uzlādēt, un tiek izlādēts, sasniedzot šo robežu nākamajā ciklā. Tā patiesā jauda tajā laikā patiesībā ir lielāka. Ja ir tāfele, kas parāda akumulatora uzlādes līmeni, tas arī parādīs izlādi. Šis efekts neattīstās uzreiz, bet pakāpeniski. Tas var attīstīties arī apstākļos, kad akumulators pastāvīgi darbojas no elektrotīkla, tas ir, tas tiek nepārtraukti uzlādēts.
Pašizlāde un atmiņas efekts litija jonu akumulatoros ir ārkārtīgi zems.
Ir vēl viena lieta, kam jāpievērš uzmanība: šādas baterijas nevar glabāt izlādētā stāvoklī, pretējā gadījumā tās ātri sabojāsies.
Litija jonu akumulatora piesardzības pasākumi
Daudzu veidu akumulatori ir uzliesmojoši unsprādzieni. Tas ir atkarīgs no akumulatora iekšējās struktūras ķīmiskā sastāva. 18650 litija jonu akumulatoriem šī problēma ir diezgan akūta. Nereti e-cigarešu lietotāji gūst smagus roku un sejas apdegumus vai pat nopietnākas traumas. Tā kā litija jonu akumulatori ir atrodami klēpjdatoros, planšetdatoros un mobilajos tālruņos, nav nekas neparasts, ka tie aizdegas.
Pirmajā vietā starp šādu incidentu cēloņiem, protams, ir zemas kvalitātes (lēta) akumulatora montāža. Taču elektronisko cigarešu gadījumā ir viegli paša spēkiem izprovocēt litija jonu akumulatora sprādzienu, pat ja akumulators nav lēts. Lai to izdarītu, jums ir nedaudz jāsaprot, kas ir elektriskā pretestība.
Ja izskaidrojam šo jēdzienu visvienkāršākajā valodā, tad šis ir parametrs, kas nosaka vadītāja prasības pret akumulatoru. Jo mazāka ir vadītāja pretestība, jo lielāka strāva (ampēros) jādod akumulatoram. Ja pretestība ir ļoti zema, akumulators darbosies ar šādu vadītāju līdz lielai slodzei. Pretestība var būt tik zema, ka tā izraisīs pārmērīgu akumulatora slodzi un tai sekojošu sprādzienu vai aizdegšanos. Citiem vārdiem sakot, tas būs īssavienojums. Tā kā elektroniskās cigaretes darbojas pēc iztvaikošanas principa, kam nepieciešams sildelements (kvēldiega spole), nepratīgi lietotāji var kļūdaini piespiest akumulatoru strādāt ar sildelementu arārkārtīgi zema pretestība. Zinot konkrēta akumulatora strāvas jaudu un vadītāja pretestību, izmantojot vienkāršus aprēķinus, izmantojot Ohma likuma formulu, varat noteikt, vai šis akumulators spēj izturēt konkrētu vadītāju.
Šie apdraudējumi ne vienmēr rodas visos gadījumos. Akumulatoru aizsardzības tehnoloģijas nepārtraukti attīstās. Daudzu akumulatoru iekšpusē ir īpašs uzlādes kontrolieris, kas var atslēgt akumulatoru laikā, kad notiek īssavienojums. Šīs ir aizsargātas baterijas.
Litija jonu akumulatora ierīce
18650 akumulatora pamatā ir elektrolīts, īpašs šķidrums, kurā notiek ķīmiskas reakcijas.
Šīs ķīmiskās reakcijas ir atgriezeniskas. Tas ir jebkura akumulatora darbības princips. Vienkārši izsakoties, šādu reakciju formula var turpināties gan no kreisās puses uz labo (izlāde), gan no labās uz kreiso (uzlāde). Šādas reakcijas notiek starp šūnas katodu un anodu. Katods ir barošanas avota negatīvais elektrods (mīnus), anods ir pozitīvais elektrods (pluss). Reakcijas laikā starp tām veidojas elektriskā strāva. Izlādes un lādiņa ķīmiskās reakcijas starp katodu un anodu ir oksidācijas un reducēšanas procesi, bet tas ir cits stāsts. Mēs neiedziļināsimies elektrolīzes procesā. Strāva veidojas brīdī, kad katods un anods sāk mijiedarboties, tas ir, kaut kas ir savienots ar akumulatora plusu un mīnusu. Katodam un anodam ir jābūt elektriski vadītspējīgam.
Nosacījumu pārkāpuma laikāDarbības laikā elektrolītā parādās ķīmisko elementu molekulas, kas aizver katodu un anodu, kas noved pie iekšējiem īssavienojumiem. Tā rezultātā paaugstinās akumulatora temperatūra un parādās vairāk molekulu, aizverot plusus un mīnusus. Viss šis process, tāpat kā sniega bumba, iegūst ātrumu eksponenciāli. Bez iespējas izņemt elektrolītu (akumulatora korpuss ir noslēgts) notiek termiskā izplešanās, kas palielina iekšējo spiedienu. Tālāko var saprast bez komentāriem.
Litija jonu akumulatora uzlāde
Kā lādētājs 18650 akumulatoram ir piemērota jebkura ierīce, kas paredzēta šāda formāta akumulatoriem. Galvenais, lai uzlādes laikā nemainītu pareizo polaritāti. Ievietojiet akumulatorus lādētāja slotos precīzi saskaņā ar plusa un mīnusa zīmēm. Ieteicams izlasīt citus akumulatora lādētāja 18650 lietošanas piesardzības pasākumus, kas vienmēr ir norādīti uz akumulatora korpusa.
Labākais litija jonu akumulatoru uzlādes variants ir izmantot dārgākus lādētājus ar precīzi noregulētu uzlādes procesu. Daudziem no tiem ir akumulatoru uzlādes funkcija, izmantojot CC / CV metodi, kas apzīmē pastāvīgu strāvu, pastāvīgu spriegumu. Šī metode ir laba, jo tā var uzlādēt akumulatoru vairāk nekā parastie lādētāji. Tas ir saistīts ar tādu jēdzienu kā pārmaksa.
Akumulatora uzlādes vai izlādes laikā tā spriegumsmainās. Uzlādējot palielinās, izlādējoties samazinās. Nominālā 3,7 volti ir vidējā vērtība.
Ir divi efekti, kas negatīvi ietekmē akumulatoru - pārlādēšana un pārmērīga izlāde. Ir noteikti akumulatora uzlādes un izlādes sliekšņi. Ja akumulatora spriegums pārsniedz šīs robežas, akumulators tiek pārlādēts vai pārāk izlādējies atkarībā no tā, vai tas tiek uzlādēts vai izlādējies. Parastā 18650 Li-ion uzlādes režīmā lādētājs un uzlādes kontrolieris, kas atrodas pašā akumulatorā (ja tāds ir), nolasa akumulatora spriegumu un pārtrauc uzlādi, kad tas sasniedz slieksni, lai izvairītos no pārmērīgas uzlādes. Šajā gadījumā akumulators faktiski nav pilnībā uzlādēts. Tā jauda var ļaut tam uzlādēt vairāk, taču slieksnis to neļauj.
Uzlādes princips ar CC / CV metodi ir izstrādāts tā, lai lādēšanai piegādātā strāva netiktu pārtraukta, bet tiek strauji samazināta, neļaujot akumulatora iekšējam spriegumam pārsniegt sliekšņa vērtību. Tādējādi akumulators ir pilnībā uzlādēts bez atkārtotas uzlādes.
Litija jonu akumulatoru veidi
18650 litija jonu akumulatoru veidi:
- litija dzelzs fosfāts (LFP);
- litija-mangāna (IMR);
- litija-kob alts (ICR);
- litija polimērs (LiPo).
Visi veidi, izņemot pēdējo, ir cilindriski un tos var izgatavot formātā 18650. Litija polimēru baterijas atšķiras ar to, ka tām nav noteiktas formas. Tas ir saistīts ar faktu, ka tiem ir cietselektrolīts (polimērs). Šīs neparastās elektrolīta īpašības dēļ šīs baterijas bieži izmanto planšetdatoros un mobilajos tālruņos.
Litija jonu akumulatoru izmantošana
Kā jau minēts, 18650 izmēra litija jonu akumulatori tiek plaši izmantoti elektroniskajās cigaretēs. Tie var būt iebūvēti akumulatoru komplektā vai izņemami, t.i., uzstādīti tajā atsevišķi. Var būt arī vairāki paralēli vai virknē savienoti.
Litija jonu akumulatori jau sen ir izmantoti dažādu akumulatoru, piemēram, klēpjdatoru bateriju, konstruēšanā. Šādas baterijas ir vairāku savstarpēji savienotu 18650 akumulatoru ķēde vienā korpusā. Tādus akumulatorus var atrast arī kā ietilpīgas jaudas bankas – pārnēsājamos lādētājus.
Pašu akumulatoru darbības joma ir ļoti plaša: no nosauktajiem lādētājiem līdz mūsdienu lielo mehānismu (automobiļu vai aviācijas) sastāvdaļām. Tajā pašā laikā 18650 litija jonu akumulatoru skaits, kas veido vienu akumulatoru, var svārstīties no dažiem līdz simtiem. Ir vērts pieminēt litija polimēru baterijas. Lai gan tie nav pieejami 18650 Li-ion formātā, tie ir visizplatītākie, jo tos izmanto planšetdatoros un mobilajos tālruņos.
