18650 акумулятори — які краще? Опис і відгуки

Всі акумулятори розміру (форм фактора) 18650 мають свої плюси і мінуси. Тому говорити про те, які акумулятори 18650 краще, складно. Це, швидше, справа особистих уподобань і вимог, які ви пред’являєте до елементу живлення. Технічні характеристики та особливості акумулятора залежать від типу використовуваної хімії (електроліту).

Захищені і незахищені літій-іонні акумулятори

Для початку розглянемо, в чому різниця між захищеними і незахищеними акумуляторами 18650. Які краще з даних двох видів, стане ясно після розбору цих термінів. Захищені (Protected) акумулятори — це акумулятори з «вшитою» в корпус маленькою платою (контролером заряду), що має при собі три найнеобхідніші функції: захист від короткого замикання, захист від глибокого розряду і перевищення допустимої сили струму при зарядці. Поряд із захищеними існують і незахищені (Unprotected) акумулятори без внутрішньої плати. З такими потрібно поводитися дуже обережно, особливо змушуючи їх працювати з дуже низьким опором. Залежно від того, який хімічний склад має незахищений акумулятор, він може або назавжди зіпсуватися або просто вибухнути. Дізнатися про те, чи захищена батарейка, можна, почитавши дрібні написи на її корпусі. Коротке замикання в перекладі англійською буде Short-circuit, захист — Protection. Якщо ви зустріли ці два слова, що стоять в одному рядку, то можна бути впевненим у наявності захисту. Також і окремі слова Protection або Protected будуть говорити про те ж. На жаль, аж ніяк не на всіх акумуляторах пишуть про присутність у ньому маленької рятівниці. Як альтернативу можна скористатися пошуком інформації про батарейку у продавців або в інтернеті. Якщо поставити безпеку роботи на перше місце при виборі елемента живлення, то відповідь на питання, який акумулятор 18650 краще, стає очевидною.

Механічний захист літій-іонних акумуляторів

Крім електронного внутрішнього захисту акумулятора існує також і система механічного захисту без використання плати. Сенс такого захисту зводиться до механічного розриву ланцюга (спрацьовування механічного вимикача) всередині акумулятора в результаті перевищення певного порогу внутрішнього тиску, який, власне, і призводить до вибуху. Це знеструмлює акумулятор. Якщо ж тиск все одно продовжує зростати, то відбувається автоматичний розтин спеціального клапана, який витягує електроліт назовні. Механічний вимикач сам по собі досить широко поширений як додатковий захід безпеки в багатьох акумуляторах, що вбудовується спільно з контролером заряду (платою) або без іншого. При цьому наявність механічного захисту може не згадуватися взагалі ніде, ні на корпусі, ні в описі технічних характеристик у магазині. В даному випадку потрібно просто розуміти, що батарейки з нестабільним хімічним складом хороший виробник ніколи не залишить без захисту. Навіть якщо офіційно таке джерело живлення вважається незахищеним, в ньому в будь-якому випадку буде хоч якась механіка.

Ємність літій-іонних акумуляторів

Ємність акумулятора виражається в міліамперах на годину (mAh або mA * h) і також допомагає визначити, який акумулятор 18650 краще підійде для використання на потрібному приладі. Чим вище дане значення, тим довше пропрацює акумулятор до повного розряду. Мільйампер на годину — це похідна величина від «ампер на годину» (1 Ah = 1000 mAh), що застосовується для акумуляторів невеликого розміру. Не заглиблюючись у фізику, ця величина характеризує потенційну силу струму акумулятора, який він повинен видавати протягом однієї години для того, щоб повністю розрядитися. Зрозуміло, такий сильний струм він може і не видати, але за даною величиною можна легко судити про його ємність. За допомогою нехитрих обчислень можна дізнатися який струм буде видавати елемент живлення протягом декількох годин роботи, виходячи з рівності — кількість ампер в одну годину. Чим більше значення ампер, тим довше зможе пропрацювати акумулятор з однією і тією ж силою.

Токовіддача літій-іонних акумуляторів

Струмпіддача — це ще один параметр, що характеризує елемент живлення. На корпусі акумулятора струмпіддача маркується силою струму — ампером (A). Чим ампери більші, тим сильніше буде «смажити» акумулятор. Батарейки з високими амперами вважаються високотоковими (High drain). Саме число ампер визначає те, який високотоковий акумулятор 18650 краще. Однак такі батарейки мають порівняно невелику ємність. Чим нижче опір, з яким повинен працювати акумулятор, тим більше струму йому доведеться віддавати. І межа цієї віддачі залежить від описаного значення. Ємність акумулятора визначає силу струму в розрізі часу, а струмовіддача показує цю межу. Виходячи з двох цих параметрів, можна обчислити максимальний час роботи елемента живлення з максимально можливою для нього силою. Важливо розуміти, що якщо струм, необхідний для якогось конкретного приладу буде більше, ніж максимальна віддача струму того акумулятора, з яким цей прилад працює, то для елемента живлення це буде перевантаженням. Робочий ресурс акумулятора при постійній роботі у велике навантаження сильно знижується.

Закон Ома як метод дізнатися, які акумулятори 18650 за технічними характеристиками краще

Знаючи номінальну напругу джерела живлення і опір приладу можна вирахувати необхідну струмовіддачу, скориставшись законом Ома:

I = U/R, де I — сила струму в амперах (A), U — напруга у вольтах (V), R — опір в омах (Ohm).

Тобто потрібно розділити напругу акумулятора на опір кінцевого приладу. Використовуючи формулу, можна убезпечити акумулятор від можливого перевантаження в роботі, і вже точно від короткого замикання. Для вимірювання опору використовують омметри. Вміння проводити такі нескладні обчислення допоможе визначити, який акумулятор 18650 краще підійде під використання на конкретному приладі.

Всі акумулятори форм фактору 18650 мають номінальну напругу в 3,7 вольт. Але це значення в більшості випадків варіабельне і залежить від рівня розряду акумулятора. Чим більше він розряджений, тим менше вольт він видає.

Види літій-іонних акумуляторів

Який акумулятор 18650 вибрати, і який краще — залежить від конкретної ситуації. Знання особливостей різних видів хімії допоможе розібратися в цьому питанні. Нижче представлені найбільш популярні типи хімії акумуляторів 18650:

• Літій-кобальтові — ICR, NCR, LiCoO₂ (Lithium Cobalt Oxide).
• Літій-марганцеві — IMR, INR, NMC, LiMnO₂, LiMn₂O₄, LiNiMnCoO₂ (Lithium Manganese Oxide).
• Літій-залізо-фосфатні (феррофосфатні) — LFP, IFR, LiFePO₄ (Lithium Iron Phosphate).

Перераховані види акумуляторів є різновидами літій-іонних акумуляторів, тобто зроблених за літій-іонною технологією.

Дана нижче інформація з описами типів хімії допоможе визначити, який літій-іонний акумулятор 18650 краще.

Старіння, зберігання та діапазон робочих температур літій-іонних акумуляторів

Всім літій-іонним джерелам живлення властиве старіння. При цьому неважливо, чи використовуються вони взагалі. Вважається, що після декількох років від дати виробництва при будь-якому розкладі їх можна сміливо викидати. Щороку батарейка втрачає приблизно 10% від номінальної ємності, тому рекомендується перед покупкою дізнаватися дату її виробництва. Поряд зі старінням, у літієвих акумуляторів є ще один невеликий мінус — їх не можна довго зберігати в розрядженому стані, це може їх зіпсувати. На батарейки також впливає і температура навколишнього середовища. У літій-іонних елементів діапазон робочих температур порівняно низький — від -20 градусів до + 20 градусів Цельсія. Це означає, що використання або зарядка їх в умовах, близьких до позначених кордонів, буде негативно позначатися на електроліті.

Літій-кобальтові акумулятори

Літій-кобальтові акумулятори характеризуються найвищими показниками в ємності. Літій-кобальтова хімія дуже нестабільна, тому використовувати її потрібно обережно. Не можна допускати можливості швидкої зарядки при використанні методу прискореного або дельта V заряду. При такій зарядці більш стабільний акумулятор може повністю зарядитися протягом однієї години. Літій-кобальтовий же заряджати таким способом небезпечно. Також не можна використовувати літій-кобальтовий акумулятор з таким навантаженням, при якому він може розрядитися менше, ніж за 30 хвилин. Для батарейки з даною хімією без захисту і те й інше призведе до займання електроліту.

Хімія на основі літій-кобальтової технології знайшла велику популярність серед акумуляторів 18650 для електронних сигарет. Якого краще виробника акумуляторів даної категорії вибрати, рекомендується дивитися у відгуках. Зважаючи на певну нестабільність такі акумулятори треба вибирати обережно.

Пороговим значенням на заряд літій-кобальтового акумулятора є межа в 4,2 вольта. Вискакування напруги акумулятора вище даної межі буде означати перезаряд, допускати який вкрай не рекомендується. Використання занадто потужних зарядних пристроїв згубно впливає на літій-кобальтову хімію. Це псує батарейку і одночасно підвищує ризик займання і вибуху електроліту. Найкраще використовувати просунуті зарядні пристрої з можливістю регулювання подаваної сили струму і застосування різних налаштувань для зарядки. Найкращим методом зарядки тут буде алгоритм CC/CV — постійний струм, постійна напруга (Constant current/constant voltage).

На кобальтові батарейки погано позначається не тільки перезаряд, а й перезряд. Піковим порогом на розряд є кордон у 3 вольти. Якщо продовжувати працювати на кобальті після досягнення такої напруги батарейки, то це буде псувати її, збільшуючи ризик займання. В ідеалі потрібно припиняти роботу на кобальті після 3,5 вольт. Ставлення до літій-кобальтової хімії має бути найбільш дбайливим. Перезаряд, перерозряд, надміру низький на розрядці, фізичні пошкодження сприятимуть погіршенню хімії, яке зрештою призведе до вибуху. У випадках з дуже високим струмом на заряд і дуже низьким опором він може статися відразу. Нікель-кобальтова хімія дуже токсична. При загорянні вона виділяє дуже шкідливі для здоров’я гази, вдихання яких може призвести до летального результату.

Літій-марганцеві акумулятори

Літій-марганцеві акумулятори є найбільш популярними, в першу чергу за рахунок стабільності своєї хімії при практично аналогічних кобальтовим акумуляторам властивостях. Тому на багато марганцевих батарейок не ставиться контролер заряду і при цьому виробники гордо вішають на них прапорець «безпечні».

Марганцеві акумулятори здатні довго і спокійно працювати в навантаження (з дуже низьким омом). Це, звичайно, в будь-якому випадку не добре, але на відміну від кобальтових елементів, марганцеві прослужать в цьому випадку набагато довше. Марганцеві елементи мають хороший баланс ємності і сили, проте програють кобальтовим в ємності. Обережності при зарядці IMR акумуляторів майже такі ж, як і у кобальтових. Максимальна межа — 4,2 вольта. Використання великих струмів на заряд не підірве електроліт, але сильно його зіпсує. І це, звичайно ж, залежить від сили струму, що подається. Чим він сильніший, тим швидше відбудеться зарядка, але тим гірше буде для хімії. Рекомендований метод зарядки — CC/CV. Ще один плюс марганцевих елементів в тому, що вони здатні витримати глибокий розряд в 2,5 вольт. Як би там не було, не варто часто доводити марганцевий акумулятор до такого стану.

Даний тип електроліту також характеризується відсутністю вибухового ефекту. Це пов’язано з використанням графіту як матеріалу для анода. При критичному порушенні умов експлуатації (дуже низький опір або дуже високий струм на заряд) навіть на акумуляторі без захисту буде виділятися газ, але займання або вибуху не відбудеться.

В цілому за рахунок своїх усереднених показників літій-марганцеві акумулятори 18650 за характеристиками краще. Які саме акумулятори даної категорії вибрати, слід дивитися у відгуках окремо по кожній з фірм виробників.

Літій-залізо-фосфатні акумулятори

Літій-залізо-фосфатні (феррофосфатні) є найбезпечнішими з сімейства літій-іонних акумуляторів. Це їх основна відмінність. Стабільність хімії LFP батарейок навіть краще, ніж у марганцевих. Це пов’язано з використанням залізо-фосфатного катода, який володіє відмінною термостійкістю і відсутністю токсичності. Майже всі залізо-фосфатні батарейки не оснащуються контролером заряду, а щоб довести їх до вибуху або загоряння без фізичних пошкоджень, потрібно сильно постаратися. Вони добре переносять різні зловживання в роботі, наприклад, дуже низький опір.

Феррофосфатні елементи мають найвищий термін служби (2000 циклів заряд-розряд) серед літій-іонних. З мінусів — низька ємність, приблизно на 50% нижча, ніж у кобальтових, і приблизно на 15% нижча, ніж у марганцевих акумуляторів. Ще одна особливість цих батарейок — стабільність напруги при використанні, яке коливається біля кордону в 3,2 вольта аж до розряду. Ця властивість дає феррофосфатним батарейкам більше переваг для використання їх в послідовному з’єднанні (якщо акумулятори збираються в ланцюг, тобто в акумуляторну батарею). Залізо-фосфатні акумулятори мають струмовіддачу нижче, ніж у своїх побратимів з хімії, проте серед них можна зустріти і висотокові. Залізо-фосфатні акумулятори старіють трохи повільніше, ніж інші літій-іонні батарейки, але, як і вищеописані, їх не можна зберігати розрядженими.

У пошуках інформації про те, який акумулятор 18650 краще для ліхтаря або радіокерованої моделі, рекомендують зупинити свій вибір саме на акумуляторах з даною хімією. Через вищеописані властивості вони відмінно підійдуть для застосування їх в батареях даних приладів.

Хімія даних джерел живлення дозволяє спокійно заряджати їх за допомогою прискореного методу. Феррофосфатні батарейки дуже стійкі до перезаряду. Що ж стосується розряду, то його максимально допустимий кордон дорівнює 2 вольтам. Ближче до кінця роботи стійке напруження акумулятора буде різко знижуватися. Частий розряд нижче цієї межі буде швидко псувати батарейку.

Завершити

На цьому опис маркувань акумуляторів, тхнічних характеристик 18650, які кращі з них, і різних типів хімії ми закінчимо. Сподіваємося, що дана інформація допоможе визначити, який акумулятор підходить для конкретного приладу. Дані тут рекомендації та характеристика дані у вельми стислій формі. Акумуляторам присвячені цілі форуми, сайти і навіть книги. Найбільш повну інформацію про них не укласти в одну статтю. Ми вже не говоримо про те, що для їх вивчення необхідно знати безліч спеціальних термінів і електрохімію в цілому.