Все аккумуляторы размера (форм фактора) 18650 имеют свои плюсы и минусы. Поэтому говорить о том, какие аккумуляторы 18650 лучше, сложно. Это, скорее, дело личных предпочтений и требований, которые вы предъявляете к элементу питания. Технические характеристики и особенности аккумулятора зависят от типа используемой химии (электролита).
Защищенные и незащищенные литий-ионные аккумуляторы
Для начала рассмотрим, в чем разница между защищенными и незащищенными аккумуляторами 18650. Какие лучше из данных двух видов, станет ясно после разбора этих терминов. Защищенные (Protected) аккумуляторы – это аккумуляторы с «вшитой» в корпус маленькой платой (контроллером заряда), имеющей при себе три самые необходимые функции: защита от короткого замыкания, защита от глубокого разряда и превышение допустимой силы тока при зарядке. Наряду с защищенными существуют и незащищенные (Unprotected) аккумуляторы без внутренней платы. С такими нужно вести себя очень осторожно, в особенности заставляя их работать с очень низким сопротивлением.
Механическая защита литий-ионных аккумуляторов
Помимо электронной внутренней защиты аккумулятора существует также и система механической защиты без использования платы. Смысл такой защиты сводится к механическому разрыву цепи (срабатыванию механического выключателя) внутри аккумулятора в результате превышения определенного порога внутреннего давления, который, собственно, и приводит к взрыву. Это обесточивает аккумулятор. Если же давление все равно продолжает расти, то происходит автоматическое вскрытие специального клапана, который извлекает электролит наружу. Механический выключатель сам по себе довольно широко распространен как дополнительная мера безопасности во многих аккумуляторах, встраиваемая совместно с контроллером заряда (платой) или без оного. При этом наличие механической защиты может не упоминаться вообще нигде, ни на корпусе, ни в описании технических характеристик в магазине. В данном случае нужно просто понимать, что батарейки с нестабильным химическим составом хороший производитель никогда не оставит без защиты. Даже если официально такой источник питания считается незащищенным, в нем в любом случае будет хоть какая-нибудь механика.
Емкость литий-ионных аккумуляторов
Емкость аккумулятора выражается в миллиамперах в час (mAh или mA*h) и также помогает определить, какой аккумулятор 18650 лучше подойдет для использования на нужном приборе. Чем выше данное значение, тем дольше проработает аккумулятор до полного разряда. Миллиампер в час - это производная величина от «ампер в час» (1 Ah = 1000 mAh), применяемая для аккумуляторов небольшого размера. Не углубляясь в физику, эта величина характеризует потенциальную силу тока аккумулятора, который он должен выдавать в течение одного часа для того, чтобы полностью разрядиться. Разумеется, такой сильный ток он может и не выдать, но по данной величине можно легко судить о его емкости. При помощи нехитрых вычислений можно узнать какой ток будет выдавать элемент питания в течение нескольких часов работы, исходя из равенства - количество ампер в один час. Чем больше значение ампер, тем дольше сможет проработать аккумулятор с одной и той же силой.
Токоотдача литий-ионных аккумуляторов
Токоотдача - это еще один параметр, характеризующий элемент питания. На корпусе аккумулятора токоотдача маркируется силой тока – ампером (A). Чем амперы больше, тем сильнее будет «жарить» аккумулятор. Батарейки с высокими амперами считаются высокотоковыми (High drain). Именно число ампер определяет то, какой высокотоковый аккумулятор 18650 лучше. Однако такие батарейки имеют сравнительно небольшую емкость. Чем ниже сопротивление, с которым должен работать аккумулятор, тем больше тока ему придется отдавать. И предел этой отдачи зависит от описываемого значения.
Закон Ома как метод узнать, какие аккумуляторы 18650 по техническим характеристикам лучше
Зная номинальное напряжение источника питания и сопротивление прибора можно вычислить необходимую токоотдачу, воспользовавшись законом Ома:
I = U/R, где I – сила тока в амперах (A), U – напряжение в вольтах (V), R – сопротивление в омах (Ohm).
То есть нужно разделить напряжение аккумулятора на сопротивление конечного прибора. Используя формулу, можно обезопасить аккумулятор от возможного перегруза в работе, и уж точно от короткого замыкания. Для измерения сопротивления используют омметры. Умение проводить такие несложные вычисления поможет определить, какой аккумулятор 18650 лучше подойдет под использование на конкретном приборе.
Все аккумуляторы форм фактора 18650 имеют номинальное напряжение в 3,7 вольт. Но это значение в большинстве случаев вариабельно и зависит от уровня разряда аккумулятора. Чем больше он разряжен, тем меньше вольт он выдает.
Виды литий-ионных аккумуляторов
Какой аккумулятор 18650 выбрать, и какой лучше - зависит от конкретной ситуации. Знание особенностей различных видов химии поможет разобраться в данном вопросе. Ниже представлены наиболее популярные типы химии аккумуляторов 18650:
- Литий-кобальтовые – ICR, NCR, LiCoO2 (Lithium Cobalt Oxide).
- Литий-марганцевые – IMR, INR, NMC, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (Lithium Manganese Oxide).
- Литий-железо-фосфатные (феррофосфатные) – LFP, IFR, LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate).
Перечисленные виды аккумуляторов являются разновидностями литий-ионных аккумуляторов, то есть сделанных по литий-ионной технологии.
Данная ниже информация с описаниями типов химии поможет определить, какой литий-ионный аккумулятор 18650 лучше.
Старение, хранение и диапазон рабочих температур литий-ионных аккумуляторов
Всем литий-ионным источникам питания свойственно старение. При этом неважно, используются ли они вообще. Считается, что после нескольких лет от даты производства при любом раскладе их можно смело выбрасывать. Каждый год батарейка теряет примерно 10 % от номинальной емкости, поэтому рекомендуется перед покупкой узнавать дату ее производства. Наряду со старением, у литиевых аккумуляторов есть еще один небольшой минус – их нельзя долго хранить в разряженном состоянии, это может их испортить. На батарейки также влияет и температура окружающей среды. У литий-ионных элементов диапазон рабочих температур сравнительно низкий – от -20 градусов до +20 градусов Цельсия. Это значит, что использование или зарядка их в условиях, близких к обозначенным границам, будет отрицательно сказываться на электролите.
Литий-кобальтовые аккумуляторы
Литий-кобальтовые аккумуляторы характеризуются самыми высокими показателями в емкости. Литий-кобальтовая химия очень нестабильна, поэтому использовать ее нужно осторожно. Нельзя допускать возможности быстрой зарядки при использовании метода ускоренного или дельта V заряда. При такой зарядке более стабильный аккумулятор может полностью зарядиться в течение одного часа. Литий-кобальтовый же заряжать таким способом опасно. Также нельзя использовать литий-кобальтовый аккумулятор с такой нагрузкой, при которой он может разрядиться меньше, чем за 30 минут. Для батарейки с данной химией без защиты и то и другое приведет к воспламенению электролита.
Химия на основе литий-кобальтовой технологии сыскала большую популярность среди аккумуляторов 18650 для электронных сигарет. Какого лучше производителя аккумуляторов данной категории выбрать, рекомендуется смотреть в отзывах. Ввиду определенной нестабильности такие аккумуляторы надо выбирать осторожно.
Пороговым значением на заряд литий-кобальтового аккумулятора является граница в 4,2 вольта. Выскакивание напряжения аккумулятора выше данной границы будет означать перезаряд, допускать который крайне не рекомендуется. Использование слишком мощных зарядных устройств пагубно влияет на литий-кобальтовую химию. Это портит батарейку и одновременно повышает риск воспламенения и взрыва электролита. Лучше всего использовать продвинутые зарядные устройства с возможностью регулировки подаваемой силы тока и применения разных настроек для зарядки. Наилучшим методом зарядки здесь будет алгоритм CC/CV – постоянный ток, постоянное напряжение (Constant current/constant voltage).
На кобальтовые батарейки плохо сказывается не только перезаряд, но и переразряд. Пиковым порогом на разряд является граница в 3 вольта. Если продолжать работать на кобальте после достижения такого напряжения батарейки, то это будет портить ее, увеличивая риск воспламенения. В идеале нужно прекращать работу на кобальте после 3,5 вольт. Отношение к литий-кобальтовой химии должно быть наиболее бережным. Перезаряд, переразряд, излишне низкий ом на разрядке, физические повреждения будут способствовать ухудшению химии, которое в конечном итоге приведет к взрыву. В случаях с очень высоким током на заряд и очень низким сопротивлением он может произойти сразу. Никель-кобальтовая химия очень токсична. При возгорании она выделяет очень вредные для здоровья газы, вдыхание которых может привести к летальному исходу.
Литий-марганцевые аккумуляторы
Литий-марганцевые аккумуляторы являются наиболее популярными, в первую очередь за счет стабильности своей химии при практически аналогичных кобальтовым аккумуляторам свойствам. Поэтому на многие марганцевые батарейки не ставится контроллер заряда и при этом производители гордо вешают на них флажок «безопасные».
Марганцевые аккумуляторы способны долго и спокойно работать в нагрузку (с очень низким омом). Это, конечно, в любом случае не хорошо, но в отличие от кобальтовых элементов, марганцевые прослужат в этом случае гораздо дольше. Марганцевые элементы имеют хороший баланс емкости и силы, однако проигрывают кобальтовым в емкости. Предосторожности при зарядке IMR аккумуляторов почти такие же, как и у кобальтовых. Максимальная граница - 4,2 вольта. Использование больших токов на заряд не взорвет электролит, но сильно его подпортит. И это, конечно же, зависит от силы подаваемого тока. Чем он сильнее, тем быстрее произойдет зарядка, но тем хуже будет для химии. Рекомендуемый метод зарядки - CC/CV. Еще один плюс марганцевых элементов в том, что они способны выдержать глубокий разряд в 2,5 вольт. Как бы там ни было, не стоит часто доводить марганцевый аккумулятор до такого состояния.
Данный тип электролита также характеризуется отсутствием взрывного эффекта. Это связано с использованием графита в качестве материала для анода. При критическом нарушении условий эксплуатации (очень низкое сопротивление или очень высокий ток на заряд) даже на аккумуляторе без защиты будет выделяться газ, но воспламенения или взрыва не произойдет.
В целом за счет своих усредненных показателей литий-марганцевые аккумуляторы 18650 по характеристикам лучше. Какие именно аккумуляторы данной категории выбрать, следует смотреть в отзывах отдельно по каждой из фирм изготовителей.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы
Литий-железо-фосфатные (феррофосфатные) являются самыми безопасными из семейства литий-ионных аккумуляторов. Это их основное отличие. Стабильность химии LFP батареек даже лучше, чем у марганцевых. Это связано с использованием железо-фосфатного катода, который обладает отличной термоустойчивостью и отсутствием токсичности. Почти все железо-фосфатные батарейки не оснащаются контроллером заряда, а чтобы довести их до взрыва или возгорания без физических повреждений, нужно сильно постараться. Они хорошо переносят разные злоупотребления в работе, например, очень низкое сопротивление.
Феррофосфатные элементы имеют самый высокий срок службы (2000 циклов заряд-разряд) среди литий-ионных. Из минусов – низкая емкость, примерно на 50 % ниже, чем у кобальтовых, и примерно на 15 % ниже, чем у марганцевых аккумуляторов. Еще одна особенность этих батареек – стабильность напряжения при использовании, которое колеблется возле границы в 3,2 вольта вплоть до разряда. Это свойство дает феррофосфатным батарейкам больше преимуществ для использовании их в последовательном соединении (если аккумуляторы собираются в цепь, то есть в аккумуляторную батарею). Железо-фосфатные аккумуляторы имеют токоотдачу ниже, чем у своих собратьев по химии, однако среди них можно встретить и высотоковые. Железо-фосфатные аккумуляторы стареют чуть медленнее, чем другие литий-ионные батарейки, но, как и вышеописанные, их нельзя хранить разряженными.
В поисках информации о том, какой аккумулятор 18650 лучше для фонаря или радиоуправляемой модели, рекомендуют остановить свой выбор именно на аккумуляторах с данной химией. Ввиду вышеописанных свойств они отлично подойдут для применения их в батареях данных приборов.
Химия данных источников питания позволяет спокойно заряжать их при помощи ускоренного метода. Феррофосфатные батарейки очень устойчивы к перезаряду. Что же касается разряда, то его максимально допустимая граница равна 2 вольтам. Ближе к концу работы устойчивое напряжение аккумулятора будет резко снижаться. Частый разряд ниже этой границы будет быстро портить батарейку.
В завершение
На этом описание маркировок аккумуляторов, тхнических характеристик 18650, какие лучше из них, и разных типов химии мы закончим. Надеемся, что данная информация поможет определить, какой аккумулятор подходит для конкретного прибора. Данные здесь рекомендации и характеристика даны в весьма сжатой форме. Аккумуляторам посвящены целые форумы, сайты и даже книги. Наиболее полную информацию о них не уложить в одну статью. Мы уже не говорим о том, что для их изучения необходимо знать множество специальных терминов и электрохимию в целом.
