Особенности аккумуляторов серии 18650

В статье рассматриваются особенности применения литий-ионных аккумуляторов серии 18650. Особое внимание уделяется характеристикам изделий и их отличию от простых батареек.

Аккумуляторы 18650

Самый распространенный тип в этой серии – icr18650 (литий-кобальт), пользующийся высоким спросом у потребителя. Основное достоинство изделий этого класса – возможность длительной эксплуатации без снижения токовой отдачи. Своей формой они напоминают пальчиковые батарейки типа «АА», а их размеры зависят от наличия или отсутствия специальной защиты по питанию.

Что это такое

Аккумулятор 18650 – это энергетический элемент особой конструкции, допускающий многократную зарядку от электронного устройства (ЗУ). Согласно техническому паспорту число зарядов может достигать 500 циклов.

В некоторых разновидностях моделей АКБ имеется специальный встроенный порт. Благодаря ему аккумуляторные элементы подключаются к зарядному блоку (адаптеру) через мини USB разъем.

Обратите внимание: В связи с распространенностью USB коннекторов такое решение считается удобным и практичным.

Из приведенного описания следует, что АКБ типа icr18650 – образец эффективного источника питания, оптимально подходящий для бытовых нужд.

Таблица характеристик аккумуляторов 18650

• Samsung CDI
• Samsung SDIEM
• LG
• Panasonic
• Murata

Что означает маркировка

Общих правил по маркировке аккумуляторов не существует. Каждый производитель обозначает их, как ему удобно. Однако имеется ряд моментов, учитываемых всеми фирмами, изготавливающими эти изделия. Они приведены ниже:

• первый значок – это технология, согласно которой образец разработан (I, например, означает литий-ионная);
• следующий за ним знак указывает на химический элемент, на основе которого изготавливаются аккумуляторы 18650 (F/C/M – железо-фосфат, кобальт или марганец);
• символ «R» означает возможность неоднократной зарядки, что взято от английского «Repeat» (повторять).

Цифровой код изделия icr18650, например, расшифровывается так. Первые 2 цифры означают диаметр, а следующая за ними пара указывает на длину питающего элемента.

Последний цифровой значок в маркировке определяет форму изделия (цилиндр). Приведенные через дефис цифры с буквами – это зашифрованная информация об энергетической плотности элемента (его электрической емкости). Разные изготовители шифрует этот показатель на свое усмотрение.

Маркировка изделий фирмы SANYO вообще не имеет ничего общего с вышеприведенной расшифровкой.

Размеры и вес

При рассмотрении размеров аккумулятора 18650 внимание обращается на то, имеет ли он встроенную защиту или нет (без нее длина АКБ меньше). С основными данными по габаритам и весу ознакомимся на примере аккумуляторного образца емкостью 3400 mAh от производителя «Robiton»:

1. Его длина равна 64,93 мм без встроенной защиты и 69,85 с защитой.
2. Диаметр аккумулятора составляет 18,20 мм.
3. Максимальный вес – 47,5 грамма.

Из анализа приведенных данных следует, что по характерным типоразмерам элемент 18650 несколько превосходит типовую батарейку.

Сравнение размеров пальчиковых аккумуляторов показано на рисунке ниже.

Где применяются

Литий ионные аккумуляторы 18650 предназначаются для электропитания современных девайсов и других электрических устройств различного класса и назначения: К ним относятся:

1. Электрические фонарики, рассчитанные под нужный типоразмер 18650.
2. Внешний источник питания (так называемый «Power Bank»).
3. Квадракоптеры.
4. Радиоуправляемые модели с моторами.
5. Электрические дрели и шуруповерты.
6. Мобильные телефонные трубки.
7. Ноутбуки и т. п.

Элементы от «Panasonic» наподобие cgr18650ce, например, применяются для питания «бортовой сети» велосипедов и других самодвижущихся средств, рассчитанных на вольтаж 3,7-4,3 В.

Характеристики аккумуляторов типа 18650

Для полноты описания аккумулятора 18650 потребуется ознакомиться с его техническими характеристиками, которые представлены напряжением, действующим током и емкостью. Рассмотрим каждый из перечисленных показателей более подробно.

Напряжение и ток

Перед тем как определиться с основными параметрами АКБ 18650 – потребуется правильно сформулировать их содержание.

1. Первая характеристика 18650— напряжение элемента, которое определяется как его номинальное значение, при котором АКБ сохраняет свою работоспособность (не менее 3,2-3,5 Вольта).
2. Вторая характеристика элемента 18650 представляется эффективным значением тока, протекающего в цепи питания во время его эксплуатации.

Важно! Не следует путать этот показатель с токами зарядки и умышленного разряда, проводимого в целях искусственной «тренировки» элементов.

В аккумуляторах 18650 при их длительной эксплуатации номинальный рабочий ток редко превышает 1-2 Ампера (он зависит от сопротивлений нагрузки и самого АКБ).

Определения емкости и внутреннего сопротивления

К числу важнейших показателей работоспособности батареи 18650 характеристики которой были рассмотрены ранее, относятся емкость и её внутреннее сопротивление. От них зависит насколько долго прослужит этот элемент в том или ином приборе (девайсе).

Самый простой способ определить емкость аккумулятора 18650 – прочитать значение этого показателя на самом элементе (на большинстве их них оно указывается наряду с маркировкой). Также можно найти этот параметр в паспорте на изделие или в таблице характеристик.

Внутреннее сопротивление аккумулятора определяется с помощью тестера, измеряющего разность потенциалов. При подключении нагрузки напряжение элемента немного «проседает», что объясняется наличием собственного сопротивления у АКБ. Для его нахождения величину проседания в Вольтах делят на ток, протекающий в замкнутой цепи.

Для модели 18650 «Samsung 25R», например, при комнатной температуре оно составляет 0,022-0,025 Ома. Внутренне сопротивление наряду с емкостью аккумулятора 18650, а также с учетом тока и напряжения полностью характеризуют его, как элемент питания.

Таблица характеристик

Этот информационный инструмент используется для определения следующих эксплуатационных данных АКБ:

1. Фирма-изготовитель.
2. Рабочая емкость и маркировка.
3. Напряжения заряда (включая предельные и конечные значения).
4. Токи разряда (максимальные величины).

Выбрав определенную марку АКБ (cgr18650cg, например), по таблице без труда определяются его рабочие и зарядные характеристики.

Как проверить батарейки 18650

Для проверки работоспособности аккумулятора 18650 используется обычный мультиметр или тестер. Этот прибор позволяет замерить напряжение элемента, которое в нормальных условиях должно составлять 3,7-4,3 Вольта.

Дополнительная информация: Для разряженного аккумулятора 18650 это значение может снижаться до 3,2-3,5 Вольт.

При пониженном напряжении элемент нуждается в срочной зарядке. Если при этом он сильно нагревается – лучше всего избавиться от него и купить новый АКБ.

Какое изделие лучше и как его следует выбирать?

При оценке качества и выборе li ion аккумуляторов 18650 важно определиться с тем, для каких целей они используются. Для повышения безопасности эксплуатации лучше всего выбрать литий железо фосфатные образцы. Они практически нетоксичны, а вероятность их взрыва ничтожно мала.

При необходимости обзавестись элементом питания для фонаря, например, подойдет любой вид изделия. Если покупатель планирует использовать его в батарее, ноутбуке или велосипеде – предпочтение отдается незащищенному варианту изделий производства «Samsung», «LG» или «Sony». Аккумуляторы с большой зарядной емкостью типа «Panasonic 3600» (NCR18650А) и «Sanyo 3500» оптимально подходят для ноутбуков.

При выборе подходящего изделия нужно учитывать следующие моменты:

1. Размеры образца 18650 (с защитой или без нее).
2. Номинальный ток.
3. Питающее напряжение.
4. Заявленное значение емкости.

Кроме того, следует проконсультироваться у продавца, греется ли АКБ при работе и зарядке. Лучше выбирать ту модель, которая при эксплуатации нагревается не очень сильно.

Как зарядить АКБ

Без электронного питающего устройства восстановить работоспособность батареи 18650 удается посредством порта мини USB (5 Вольт). Для этого в его конструкции должен быть предусмотрен специальный разъем. Если его нет – придется приобрести ЗУ подходящего типа.

Особенности работы с ЗУ

Чтобы зарядить серийный 18650 аккумулятор от внешнего источника тока – потребуется специальное питающее устройство, рассчитанное на его посадочный размер. При установке элемента важно соблюдать полярность подключения, в случае нарушения которой он может выйти из строя.

В продаже имеются ЗУ, позволяющие заряжать сразу два изделия и в тоже время контролировать параметры процесса (ток и напряжение, в частности).

Дополнительная информация: Эти приборы стоят заметно дороже, поскольку в их конструкцию входят электронное реле и измерительные элементы с индикатором.

В розничной продаже также встречаются универсальные ЗУ. Они предназначаются для работы не только с элементами 18650, но и с аккумуляторами других размеров.

Как быть, если 18650 не удается зарядить?

Если при работе с новым ЗУ аккумулятор не заряжается, нужно сделать следующее:

• проверить дату выпуска и убедиться, что срок его годности еще не закончился;
• осмотреть контакты аккумулятора и ЗУ (не окислились ли они);
• при наличии пленки окисла следует удалить ее мелкой наждачной шкуркой;
• прикинуть, сколько циклов заряда и разряда уже сделано с этим элементом;
• если их количество превышает допустимый ресурс (500 циклов) – придется приобрести новое изделие.

В случае, когда после устранения всех проблем АКБ по-прежнему не заряжается – нужно убедиться в работоспособности самого ЗУ, проверив его с заведомо исправным и рабочим аккумулятором.

Как получить батарею из элементов 18650

Для получения батареи из последовательно или параллельно соединенных элементов потребуются следующие компоненты:

1. Нужное количество АКБ.
2. Электрические проводники или тонкие пластины из жести.
3. Два провода подходящего сечения (не мене 1,5 кв. мм), желательно – в изоляции черного и красного цвета.

Кроме того, необходим подходящий по размеру пластиковый контейнер, где можно надежно зафиксировать сборные элементы.

Для сборки батареи из последовательно подключенных АКБ потребуется проделать следующие операции, прописанные в порядке их выполнения:

1. Отрицательный полюс (клемму, обозначенную значком «–») одного элемента следует соединить с плюсом второго.
2. То же самое проделывается со всеми остальными составляющими батареи.
3. Затем к свободной клемме первого элемента подпаивается провод в изоляции красного цвета, а к минусу последнего – вывод в изоляции черной расцветки.
4. В итоге получаем батарею из N последовательно соединенных АКБ (на фото ниже).

Обратите внимание: Таким способом можно получить батарею на напряжения примерно 8, 12 и 16 Вольт (в зависимости от количества последовательно подсоединенных элементов).

Благодаря такому соединению удается увеличить напряжение в цепи, а токовая отдача остается прежней.

Гораздо чаще требуется получить батарею 18650 из параллельно соединенных элементов, что повышает мощность отдачи в рабочую цепь. Такая конструкция обустраивается следующим образом:

1. Сначала все плюсы батареи из N элементов соединяются между собой и выводятся на плюсовую шину.
2. Затем то же самое делается с минусовыми клеммами.
3. В результате параллельного соединения образуется батарея элементов, рассчитанная на тоже напряжение, что и один АКБ (3,7-4,3 Вольта).

Токовая отдача такой сборки увеличивается во столько раз, сколько элементов объединено в параллель (в N раз). Этим способом удается добиться максимальной емкости батареи аккумуляторов.

Возможно также смешанное соединение аккумуляторов 18650 в battery, при котором отдельные блоки из нескольких параллельно включенных элементов образуют последовательную цепочку. Число ее звеньев выбирается в зависимости от того, какое суммарное напряжение требуется получить (8, 12, 16 Вольт и т. д.). Благодаря такому включению удается повысить не только рабочее напряжение, но и величину токовой отдачи (мощность в нагрузке).

Как зарядить аккумулятор 18650 без ЗУ

Зарядить аккумулятор 18 650, емкость которого известна заранее, в отсутствии специального ЗУ удается лишь одним способом. Для этого потребуется, чтобы в аккумуляторе имелся специальный разъем (порт мини USB). При его наличии следует взять стандартный шнур с зарядки от планшета/смартфона и, воспользовавшись входящим в его комплект адаптером, подключить АКБ.

Обратите внимание: Адаптер должен быть достаточно мощным, то есть рассчитанным на токи 1,5-2,0 Ампер.

Длительность зарядки зависит от того, насколько сильно элемент был разряжен, а также от мощности адаптера. Полностью заряженный АКБ при измерении напряжения мультметром должен показывать значения 4,2-4.3 Вольта.

Как разрядить АКБ

Для выполнения безопасной разрядки потребуются три включенных последовательно АКБ (марки us18650gr, например), а также следующие вспомогательные атрибуты:

1. Мощная лампочка накаливания, рассчитанная на 12 Вольт и токи до 2-х Ампер (лучше взять с запасом лампу на 36 Ватт).
2. Два проводника в изоляции (с сечением медной жилы не менее 1,5 кв.мм).
3. Паяльник с припоем и канифолью.

Затем нужно подпаять провода одним концом к контактам цоколя лампы, а другим подсоединить их к батарее из аккумуляторов 18650 (полярность в этом случае не имеет значения). После того, как цепочка будет замкнута – начнется плавная разрядка элементов минимальным током, продолжающаяся обычно не больше нескольких минут.

Полезное замечание: Согласно паспорту на изделие 18650 максимальный ток разряда может достигать 35 Ампер.

Однако эти величины допустимы лишь теоретически; на практике использовать такие режимы не рекомендуется. В реальности используется более щадящий вариант, когда элементы разряжаются токам в 1-4 Ампера. В общем случае он выбирается равным двойному значению емкости АКБ. При ее величине в 2000 mah, например, разрядный ток берется равным 4000mА (4 Ампера). При этом минимальное напряжение одного элемента не может быть ниже значения 2,5 Вольта.

В чем проявляется защита аккумулятора 18650

У литиевых элементов питания во время работы напряжение колеблется в широком диапазоне значений (от 2,5 до 4,3 Вольта). Это негативно влияет на параметры подключаемой к нему аппаратуры или девайса.

Чтобы исключить нежелательные последствия отклонений напряжения при производстве к минусовому выводу защищенных изделий подпаивают небольшую плату с электронной схемой.

Важно! С ее помощью вся питающая цепь защищается не только от колебаний напряжения, но и от короткого замыкания (КЗ).

При наличии такой платы габариты стандартного аккумулятора несколько увеличивается. При покупке изделия со специальной защитой внимание обращается на наличие в обозначении слов «Short-circuit» и «Protection».

Отличие аккумуляторов 18650 от АА батареек

Основные признаки, по которым аккумулятор 16850 отличаются от батареек, приведены ниже:

• размеры 18650 на несколько мм больше (точная величина превышения зависит от рассматриваемой модели);
• номинальное напряжение у аккумуляторов также больше (3,7-4,3 Вольта против 1,5 Вольта у стандартной АА батарейки);
• имеется возможность многократной зарядки (типовые батарейки не заряжаются вообще).

При желании заменить элементы АА аккумулятором потребуется сравнить их рабочие потенциалы и учесть количество батареек в приборе. Если в нем установлено менее 3-х штук – суммарное напряжение будет меньше чем у элемента li ion типа 18650, так что последний не подойдет для замены. При трех пальчиковых батарейках АА они обеспечивают получение 4,5 Вольт, что допускает установку вместо них одного аккумулятора.

Обратите внимание: Вариант такой замены (один АКБ 18650 вместо 3-х батареек) подходит для простейших случаев, когда высокой точности рабочего напряжения не требуется.

Им нередко пользуются когда нужно запитать электрический фонарик или другой миниатюрный осветительный прибор. В устройствах с большим потреблением тока (со встроенным электрическим моторчиком, например) замена 3-х батареек на cgr18650af может не дать нужного эффекта. Это объясняется тем, что 3,7 Вольта может быть недостаточно для развития требуемой мощности.

Ремонт аккумулятора 18650

Восстановление неисправного аккумулятора рассмотрим на примере моделей, в которых имеется защитная плата (она чаще всего выходит из строя). При ремонте электронная начинка изделия просто демонтируется, после чего аккумулятор может эксплуатироваться длительное время.

Порядок выполнения операций по демонтажу защиты выглядит так:

1. Сначала с изделия снимается целлофановая оболочка (нужная схема располагается со стороны минуса элемента).
2. Затем на плате защиты находится проводник в красной изоляции, идущий от плюса АКБ к микросхеме.
3. Далее следует перекусить его бокорезами и удалить всю плату.

При желании место точечной сварки, на которую она крепилась при монтаже, можно зачистить наждачной бумагой.

Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.