Виды, маркировка и характеристики литий─ионных аккумуляторов 18650

Как зарядить аккумулятор 18650?

Выполнять подзарядку элемента питания 18650 li ion следует частенько. В противном случае он может потерять свою прежнюю резвость.

1. Выполнение зарядки происходит с вольтажа 0,05 в, а заканчивать следует, когда напряжение достигает уровня в 4,2 вольта. Так батарея будет в целости.
2. Зарядка может быть осуществлена при токе 0,5-1 Ампер. Поэтому каким током заряжать li ion аккумулятор 18650, теперь понятно. Первое значение является самым сбалансированным. Второе сделает процесс зарядки быстрее. Но не стоит увеличивать силу тока без всякой необходимости.
3. Батареи 18650 подзаряжаться должны не больше 3-х часов. Иначе химия может пострадать. Хорошо если встроена защита. В этом случае АКБ сам отключится.
4. Не нужно чтобы аккумулятор сильно разряжался. Прежние характеристики будет проблематично вернуть. Время от времени его нужно подзаряжать.
5. В первый раз следует выполнить 5 циклов заряда и 5 циклов разряда.

Как зарядить аккумулятор 18650 без зарядного устройства?

Без подзарядника выполнить наполнение АКБ энергией можно только через USB порт. Для этого в вашей батареи должен быть специальный разъем. Подробности в видео.

Зарядное устройство для батареек 18650

Зарядить своими руками данный элемент питания можно с помощью стандартного зарядника. Обычно аппарат с 1 гнездом способно давать заряд силой тока 1 Ампер. Подобный аппарат будет удобен для тех людей, которые выполняют заряд один раз в 12 месяцев.

Подключение модуля зарядки батареи 18650 выполняйте строго, соблюдая полярность.

Те ЗУ, которые имеют 2 гнезда под батареи с 4,2 в. Если увеличить вольтаж АКБ умрет. К счастью есть индикатор, который следит за процессом.

В розничной торговле могут встретится смешанные виды зарядников. Они предназначены как для аккумулятора 18650, так и для обычных никель кадмиевых батарей.

Аппараты, которые имеют высокую стоимость оснащены более богато. В них есть реле и все возможные индикаторы контроля. Поэтому зарядка для литий ионных аккумуляторов 18650 будет более надежной.

Что делать если 18650 не заряжается?

Проверьте дату изготовления, возможно его срок уже иссяк.
Подумайте сколько циклов заряда и разряда уже вы сделали. Если больше чем указано в характеристиках АКБ, то он уже отслужил.
Проверьте исправно ли зарядное устройство

Возможно перемололся провод.
Обратите внимание на контакты. Есть вероятность нарушения соприкосновения батареи и жестяной пластины

Причиной может быть налет, ржавчина или окисление.
Проверьте есть ли электричество в доме.

Эти пять пунктов помогут понять почему не заряжается аккумулятор 18650.

Как зарядить аккумулятор 18650 зарядкой от телефона?

Ниже в видео изложена инструкция как правильно можно это сделать. Вот что потребуется:

1. Мобильная зарядка ТР 4056.
2. АКБ.
3. Паяльник.
4. Провода.
5. USB провод с подходящим разъемом.
6. Зарядник для телефона.

После сборки остается подсоединить его к ЗУ телефона с помощью USB кабеля.

А вот зарядка 18650 от солнечной батареи возможна если создать специальное устройство выдающее нужный ток. Но в действительности придется постараться чтобы воплотить конструкцию в жизнь. Готовой разработки пока нет.

Смотрите видео о том, как собрать крутую батарею с солнечными панелями.

Совет! Лучше всего покупать зарядное устройство для 18650 li ion аккумуляторов CV или CC.

Как сделать зарядник для батареек 18650?

Зарядка для li ion аккумуляторов может быть выполнена на микросхеме LM 317. Ниже представлена схема и как она выглядит в сборе.

В видео представлен пример создания ЗУ для данного элемента питания.

Ремонт аккумулятора 18650

Периодически выходит из строя защитная плата. Это электронную начинку можно убрать и продолжить эксплуатацию элемента питания.

Пошаговый план действий:

1. Уберите оболочку из целлофана.
2. После этого увидите проводник, идущий от положительного полюса до микросхемы. Все это дело прячется под минусом. В момент экстренной ситуации плата разрывает данный контакт.
3. Снимите плату и удалите проводник. Если нужно точечную сварку можно зачистить наждачной бумагой.
4. Стоит убрать оболочку на столько, чтобы контакт прибора касался контакта батареи.
5. Теперь замотайте скотчем или специальной пленкой на клейкой основе и можете пользоваться.

После выполнения этих действий аккумулятор 18650 потеряет 1 миллиметр.

Типоразмер батареи

При изготовлении практически всех источников энергии применяются определенные коды, которые позволяют определить размер корпуса. Пятизначное обозначение батарейки позволяет подобрать наиболее подходящий тип аккумулятора к конкретному устройству. Расшифровка применяемого пятизначного кода проводится следующим образом:

1. Первые две цифры применяются для обозначения ширины корпуса. Тип батареи 18650 имеет ширину 18 мм.
2. Три последние цифры — длина с десятыми долями, которая также определяется в миллиметрах.

Пятизначные коды применяются при обозначении многих источников энергии. Примером можно назвать распространенные пальчиковые батарейки, которые могут иметь код 14500 и 10440. Некоторые производители при маркировке применяют буквы, к примеру, AAA.

Современная батарея 18650, характеристики которой в последнее время совершенствуются, может обладать большим размером, что связано с использованием при производстве специальной платы контроля заряда. Именно поэтому часто встречается ситуация, что аккумулятор не помещается в отведенный для него отсек.

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная  зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

• LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
• MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
• LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
• MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Тип батареи 18650

Выделяют три основных варианта это:

• Литий-железо-фосфатные, еще их называют феррофосфатные, так же LFP, LiFePO4, IFR. (Lithium Iron Phosphate).
• Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide). Они же IMR, LiMn2O4, NMC, LiNiMnCoO2, LiMnO2, INR. Высоко токовые.
• Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide). К ним относят LiCoO2, NCR, ICR. Имеют высокую емкость.

Первый

Считается наиболее безопасным. Их работа достаточно стабильна и с высоким КПД. Имеют железо фосфатный катод. Это говорит о том, что у нее нулевая токсичность. Батарея терпима к высоким температурам.

Аккумулятор 18650 не имеет контроллер заряда. При сильной деформации корпуса данные батареи могут взорваться или воспламенится. Это бывает в очень редких случаях. 18650 слабо чувствительны к некорректной работе. Например, снижению сопротивления.

Второй

Достаточно востребован потребителем. Проявляют себя как стабильно работающие элементы питания. Многие производители пишут, что вариант №2 18650 безопасен. Но на самом деле это не совсем так. У них нет контроллера заряда.

Основным плюсом подобных аккумуляторов является работа с низким сопротивлением длительное время. По сравнению с кобальтовым типом марганцевые служат дольше. Емкость и сила тока у них сбалансированы. Максимальный ток зарядки равен 4,2 вольта. Не стоит пренебрегать силой тока, от этого может ухудшится батарея и произойти взрыв. Уровень тока влияет на время подзарядки.

Выдерживают разряд в 2,5 вольта. Анод выполнен из графита. При маленьком сопротивлении и высоком токе может выходить газ. Данные батареи являются достаточно качественными и рекомендуются в повсеместном использовании.

Третий

Имеет самую большую емкость в отличие от выше перечисленных. Их система может быть непредсказуемой. Подобные аккумуляторные батареи 18650 нельзя заряжать быстрой зарядкой. Запрещено использовать в устройствах оказывающих большую нагрузку на АКБ.

Если знаете, что определенная техника быстро разряжает аккумулятор li 18650, не ставьте их туда. В противном случае не избежать возгорание электролита. Основной прибор, в котором их применяют на данный момент — это электронные сигареты. Напряжение для зарядки 4,2 в. Если увеличить вольтаж может произойти перезарядка, а это нежелательно. Нельзя использовать мощные зарядки — это может ухудшить химический состав элемента питания.

Таким образом только, что было описано какие бывают аккумуляторы 18650.

Расшифровка надписей на батареи

Стандартов в маркировке, хороших аккумуляторов 18650 нет. Каждый производитель ставит свои отметки. Но все же имеется некоторая расшифровка.

1) Самый первый знак означает по какой технологии был разработан этот АКБ (I — литий-ионная технология).

2) Следующий знак — это химический состав, из чего сделан АКБ (F/C/M/ — железофосфатная химия, кобальтовая, марганцевая).

3) R — означает многозарядный аккумулятор 18650.

Номер 18650 означает следующий формфактор:

• Первые 2-е цифры диаметр.
• Следующая пара говорит какую длину имеет данный элемент.
• Самая последняя оповещает что аккумулятор имеет цилиндрическую форму.

Буквы/цифры — это особая разметка энергетической плотности (емкости). Каждый изготовитель пишет ее по-своему.

Варианты:

• Samsung INR18650-20R (литий-ионный аккум с марганцевой химией, высокотоковый, 2000mah).
• Samsung ICR18650-26F (литий-ионный аккум с кобальтовой химией, 2600mah).
• Panasonic NCR18650PF (NCR – разновидность кобальтовой химии, это серединка между первым и вторым вариантом, или химия LiNiCoO2, без применения марганца. Под существующие типы не подходит, получилась некая смесь. Положительная сторона – повышенная плотность энергии с низкими порогами до 2,5-2,75V). Используется LiNiMnCoO2 химия. То есть это IMR высоко токовый выполнен на основе марганца, но создатель оставил прежнюю метку.
• Sanyo UR18650FM – Сони обычно штампует марки на свой лад. Это литий ионный аккумулятор с емкостью 2600 mAh.

Зарядка источника питания

Рассматриваемые аккумуляторы можно неоднократно заряжать для продления их срока службы. В качестве зарядного устройства могут использоваться различные зарядки, нужно только соблюдать полярность.

Батарейки размещают в зарядном устройстве в соответствии с обозначениями плюса и минуса

Нелишним будет соблюдать другие предосторожности по зарядке, которые указываются на корпусе

Продлить срок эксплуатации АКБ можно при применении специальных зарядных устройств, которые могут с высокой точностью контролировать параметры подаваемого электричества. Многие из них характеризуются наличием функции CC / CV, которая исключает вероятность перезаряда батареи.

На момент зарядки и разрядки батареи напряжение может существенно изменяться. Номинальное значение составляет 3,7 вольта. Оказывают пагубное воздействие на АКБ два эффекта:

1. Перезаряда.
2. Переразряда.

При выходе напряжение за эти границы приводит к повреждению основных элементов, а также изменению основных свойств жидкого химического вещества. Метод CC/CV не отсекает ток в конце заряда, а постепенно его снижает до минимального значения. За счет этого существенно повышается эксплуатационный срок.

Длительность использования литий-ионного аккумулятора 18650

Время, которое данный аккумулятор способен отработать, зависит от такого понятия, как «миллиамперы в час» (mAh). Для больших аккумуляторов, например автомобильных, применяется термин «амперы в час». Для аккумулятора 18650 mAh это производная величина. Один ампер равен 1000 миллиампер. Миллиампер в час – это ток, который может дать аккумулятор в течение условного часа использования. Другими словами, если разделить эту величину на определенное количество часов, можно узнать время работы элемента питания. Например, аккумулятор имеет емкость 3000 mAh. Это значит, что на два часа работы он будет выдавать 1500 миллиампер. На четыре – 750. Аккумулятор из приведенного примера разрядится полностью после 10 часов работы, когда его емкость достигнет 300 миллиампер (граница глубокого разряда).

Подобные подсчеты дают лишь примерное представление о времени работы аккумулятора. Его реальное время работы зависит от того, с какой нагрузкой ему приходится иметь дело, то есть от прибора, который он должен обеспечить питанием.

Основные характеристики аккумулятора 18650:

• Емкость. Емкость это одна из самых важных характеристик аккумулятора. Современные производители указывают емкостные характеристики от 2000 mAh до 3400 mAh. Причем число 3400 в данный момент является максимальным. Если в характеристике аккумулятора указана цифра выше 3600, то это неправда и реальная емкость такого элемента питания будет значительно ниже, ну а цена значительно ниже реальной. Этот показатель напрямую отвечает за время работы аккумулятора. Чем выше емкость, тем больше время работы.
• Напряжение. Напряжение делится на несколько типов.

Номинальное напряжение как правило это 3,6 -3,7 вольт

Реальное напряжение. Это рабочее напряжение полностью заряженного аккумулятора в пределах от 2,4 до 4,35 вольт в зависимости от модели

Минимальное напряжение. Это напряжение, до которого может разрядиться аккумулятор и не потерять своих свойств. Как правило это 2,4 вольта

Максимальное напряжение. При полном заряде аккумулятора максимальное напряжение достигает 4,25-4,4 вольт, при превышении которого он испортится. Опять же в зависимости от модели.

• Наличие защиты. Литиевые аккумуляторы формата 18650 могут комплектоваться встроенной платой электронной защиты от перезаряда, переразряда и короткого замыкания. Аккумуляторы, оснащенные защитой, называются «защищенными» и являются более универсальными при эксплуатации.
• Ток разряда или ток отдачи. Это важная характеристика для приборов с большим потреблением энергии — проявляется в способности акб работать при повышенной нагрузке. Например, это может быть аккумулятор для шуруповерты.  Данная характеристика достигает порядка 35А. Высокоточные аккумуляторы не могут похвастаться большими емкостями — около 2000 мач.
• Время заряда. Время полной зарядки аккумулятора напрямую зависит от емкости аккумулятора и тока каким он заряжается. Как правило ток заряда указывается в характеристиках зарядного устройства.
• Габариты аккумулятора. Классический размер аккумулятора 18650 указан в его названии. Это 18 мм диаметр и 65 мм длина. На самом деле эти размеры очень часто отличаются от реальных габаритов. На эту характеристику в первую очередь влияет наличие или отсутствие платы защиты аккумулятора. При наличии защиты аккумулятор будет несколько длиннее. На диметр аккумулятора может повлиять толщина изолирующей пленки, которой обтянут корпус батареи.

При сравнении аккумуляторов 18650 с огромным преимуществом в различных тестах побеждают аккумуляторы всемирно известного производителя электроники компании Panasonic.  У этого производителя все характеристики аккумулятора 18650 являются соответствующими действительности без всяких завышений. Компания является единственной которая выпускает аккумуляторы с «честной» ёмкостью в 3400 mAh и ведет работы над запуском новой серии аккумуляторов с повышенной ёмкостью в 3600 mAh — модель NCR18650G.

Конструкция литий-ионной батареи

При создании рассматриваемого источника питания в качестве активного вещества применяется специальная жидкость, в которой происходят химические реакции. При этом проходимые химические реакции обратимы, за счет чего можно проводить повторную зарядку АКБ. Принцип работы аккумулятора следующий:

1. Устройство имеет катод и анод: первый отрицательный электрод, второй положительный.
2. На момент прохождения химической реакции между этими двумя элементами образуется ток.
3. Проходящие процессы разряда и заряда представлены окислением и восстановлением поверхности электродов.
4. При изготовлении катода и анода применяются токопроводящие материалы.
5. Нарушение условий эксплуатации становится причиной, по которой электроды начинают разрушаться, что приводит к повышению концентрации металла. Появившиеся молекулы становятся проводником между катодом и анодом, после чего возникают кроткие замыкания. Подобный процесс как снежный ком приобретает скорость в геометрической прогрессии. Поэтому после нарушения целостности батареи она служит недолго.
6. Изготавливаемые корпусы характеризуются герметичностью. Нагрев электролита приводит к его расширению и увеличению давления. После того как давление становится критическим, батарея взрывается или загорается.

Принцип зарядки аккумуляторов 26650

Зарядка АКБ выполняется при помощи особенных устройств зарядки, которые выполняют контроль напряжения (от 0,05 до 4.2 В), тока (0,5-1 А), и температуры, устраняя возможность возникновения перегрева или самостоятельного отключения.

Нельзя позволять увеличиться напряжению более 4,2 В, который влечет анодную металлизацию лития, катодное окисление, и дальнейшую выработку углекислого газа и лишнего давления в аккумуляторе.

Чтобы не допустить этих процессов, в АКБ внедряют токовый устранитель, который реагирует на рост давления. При высоких показателях давления источник энергии становится воспламеняемым и взрывоопасным.

Именно поэтому при заряде АКБ следует следить за температурой, и при воспламенении использовать пенные, углекислотные и порошковые огнетушители.

Типоразмер аккумулятора 18650

В данном пятизначном коде выражены ширина и длина батарейки, где первые две цифры — это ширина (диаметр) в мм, а три последние — длина в мм с десятыми долями. Существует ошибочное мнение, что нуль в конце данного кода обозначает цилиндрическую форму аккумулятора (существуют аккумуляторы разной формы). Такое точное обозначение длины акумулятора не обязательно. При указании его размера часто ограничиваются первыми четырьмя цифрами (1865). К слову, пальчиковые и мизинчиковые батарейки также имеют свой код – 14500 и 10440. Помимо цифрового кода, размер также может обозначаться буквами. Например, два вышеназванных размера аккумуляторов имеют альтернативные буквенные коды – АА (пальчиковые) и ААА (мизинчиковые). Существует множество буквенных и цифровых кодов, обозначающих размеры различных элементов питания: CR123 (16340), А (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) и т. д.

В отношении аккумуляторов 18650 данное обозначение размера является неточным. Нужно учитывать и другие параметры. На размер аккумулятора 18650 может влиять, например, наличие встроенной специальной платы (контроллера заряда). У некоторых аккумуляторов в этом случае длина может быть немного больше. Нередки случаи, когда аккумулятор попросту не помещается в отсек того прибора, где его хотят использовать, несмотря на то что данный прибор (например, батарейный блок электронной сигареты) ориентирован на работу именно с аккумуляторами такого типа.

Защитные устройства

В дорогих моделях ответственные производители устанавливают предохранительные клапаны. Через них сбрасывается избыточное внутреннее давление паров, которое может возникнуть в момент нарушения правил пользования АКБ. Клапан значительно продлевает «жизнь» устройства.

Внутри корпуса батареи к минусовому полюсу припаян контроллер (плата, покрытая фольгой). Его электронная схема не допускает перезаряд и перегрев АКБ при подключении к зарядному устройству.

Важно! Отсутствие контроллера может привести к печальным последствиям. В результате перегрева внутренняя начинка аккумулятора может разрушиться и даже взорваться, что может нанести вред здоровью людей

Хорошие аккумуляторы брендовых производителей, которые оснащены определённой защитой. Её наличие отражено в маркировке, которая имеет следующие обозначения: «Protection Circuit», «With protective PCB», «Protected». Дешёвые батареи или не имеют на корпусе таких слов, или указано слово «Unprotected», что означает в любом случае отсутствие какой-либо защиты.

Электронная плата защиты

Обратите внимание! Важно правильное соблюдение полярности при подключении батареи к потребителю. Надо знать, где находится плюс, и как его определять у батареи. Плюсы и минусы обозначены по сторонам корпуса значками «+» и «-»

Плюсы и минусы обозначены по сторонам корпуса значками «+» и «-».

Строение АКБ

Литий-ионная батарейка-аккумулятор заключена в прочном алюминиевом цилиндре. Внутри корпуса установлен анод из графита и алюминиевый катод. Между ними помещён сепаратор. В пористом теле, пропитанном электролитом, ионы лития с положительным зарядом поглощаются кристаллической решёткой из графита. Анод соединен с отрицательным выводом. На токосъёмнике плюсовой клеммы в это время накапливается электрический потенциал.

Обратите внимание! Полюсы АКБ расположены на противоположных концах корпуса. Где плюс, там клемма снабжена цилиндрическим выступом, минусовый вывод сделан плоским пятачком

Терминал для зарядки

Какие литиевые аккумуляторы 18650 лучше на Али Экспресс

Если для вас важна стоимость и качество литиевого аккумулятора 18650, воспользуйтесь ресурсом AliExpress. Здесь много товара, от разных производителей. Искомый аккумулятор пользуется спросом, его любят подделывать. Поэтому необходимо знать основные отличия хорошей модели от реплики.

Критично отнеситесь к указанной емкости. Только лучшие производители добились 3 600 А/ч, средние имеют показатель 3000-3200 А/ч. Защищенный аккумулятор больше на 2-3 мм в длину и чуть толще незащищенного. Но если вы собираете батарею, защита не нужна, не переплачивайте.

Добротные изделия и здесь стоят дороже. Учтите, что Ultrafire обещает 9000 мА/ч, но на деле оказывается в 5-10 раз ниже. Лучше использовать товар от проверенного производителя, стараться покупать всегда одну и ту же марку аккумулятора.

Видео

Предлагаем посмотреть порядок восстановления литиевого аккумулятора 18650