Všetky batérie veľkosti 18650 (formátový faktor) majú svoje výhody a nevýhody. Preto je ťažké hovoriť o tom, ktoré batérie 18650 sú lepšie. Je to skôr vec osobných preferencií a požiadaviek, ktoré na batériu kladiete. Špecifikácie a funkcie batérie závisia od typu použitej chémie (elektrolytu).
Chránené a nechránené lítium-iónové batérie
Najprv sa pozrime na rozdiel medzi chránenými a nechránenými batériami 18650. Ktorý z týchto dvoch typov je lepší, bude jasné po analýze týchto výrazov. Chránené (Chránené) batérie sú batérie s malou doskou (regulátorom nabíjania) „všitou“v puzdre, ktorá má tri najnutnejšie funkcie: ochranu proti skratu, ochranu proti hlbokému vybitiu a prekročenie povoleného prúdu pri nabíjaní. Spolu s chránenými existujú aj nechránené.(Nechránené) batérie bez vnútornej dosky. Je potrebné s nimi zaobchádzať veľmi opatrne, najmä ak ich prevádzkujete s veľmi nízkym odporom.
V závislosti od chemického zloženia nechránenej batérie sa môže buď trvalo znehodnotiť, alebo jednoducho explodovať. Či je batéria chránená, zistíte tak, že si prečítate malé nápisy na jej obale. Skrat preložený do angličtiny bude skrat, ochrana - Ochrana. Ak ste stretli tieto dve slová na rovnakom riadku, môžete si byť istí, že existuje ochrana. Tiež jednotlivé slová Ochrana alebo Chránené povedia to isté. Bohužiaľ, nie všetky batérie píšu o prítomnosti malého spasiteľa v ňom. Prípadne môžete využiť vyhľadávanie informácií o batérii u predajcov alebo na internete. Ak pri výbere batérie dáte do popredia bezpečnosť, odpoveď na otázku, ktorá batéria 18650 je lepšia, bude zrejmá.
Mechanická ochrana Li-ion batérie
Okrem elektronickej vnútornej ochrany batérie existuje aj systém mechanickej ochrany bez použitia dosky. Význam takejto ochrany sa obmedzuje na mechanické prerušenie obvodu (prevádzka mechanického spínača) vo vnútri batérie v dôsledku prekročenia určitého prahu vnútorného tlaku, čo v skutočnosti vedie k výbuchu. Tým sa batéria odpojí od energie. Ak tlak stále rastie, automaticky sa otvorí špeciálny ventil, ktorý vytiahne elektrolyt. Samotný mechanický spínač je pomerne rozšírený ako dodatočné bezpečnostné opatrenie v mnohých batériách, zabudovaných s alebo bez regulátora nabíjania (doska). Prítomnosť mechanickej ochrany zároveň nesmie byť nikde uvedená, ani na obale, ani v popise technických charakteristík v predajni. V tomto prípade stačí pochopiť, že batérie s nestabilným chemickým zložením dobrý výrobca nikdy nenechá bez ochrany. Aj keď je takýto zdroj oficiálne považovaný za nechránený, v každom prípade bude mať aspoň nejakú mechaniku.
Kapacita lítium-iónovej batérie
Kapacita batérie je vyjadrená v miliampéroch za hodinu (mAh alebo mAh) a tiež vám pomôže určiť, ktorá batéria 18650 je najvhodnejšia na použitie s vaším zariadením. Čím je táto hodnota vyššia, tým dlhšie batéria vydrží až do úplného vybitia. Miliampér za hodinu je derivátom "ampérov za hodinu" (1 Ah=1000 mAh) používaných pre malé batérie. Bez toho, aby sme zachádzali do fyziky, táto hodnota charakterizuje potenciálnu silu prúdu batérie, ktorú musí vydávať jednu hodinu, aby sa úplne vybila. Samozrejme, nemusí vydávať taký silný prúd, ale podľa tejto hodnoty sa dá ľahko posúdiť jeho kapacita. Pomocou jednoduchých výpočtov zistíte, na základe akého prúdu bude batéria produkovať niekoľko hodín prevádzkyrovnosť - počet ampérov za jednu hodinu. Čím vyššia je hodnota v ampéroch, tým dlhšie môže batéria pracovať s rovnakým výkonom.
Aktuálny výkon lítium-iónových batérií
Aktuálny výstup je ďalší parameter, ktorý charakterizuje batériu. Na puzdre batérie je prúdový výstup označený intenzitou prúdu - ampér (A). Čím viac ampérov, tým silnejšia bude batéria „smažiť“. Batérie s vysokými ampérmi sa považujú za vysoko prúdové (vysoký odber). Práve počet ampérov určuje, ktorá vysokoprúdová batéria 18650 je lepšia. Tieto batérie však majú relatívne malú kapacitu. Čím nižší je odpor, s ktorým musí batéria pracovať, tým väčší prúd bude musieť dať. A limit tohto výnosu závisí od opísanej hodnoty.
Kapacita batérie určuje intenzitu prúdu v priebehu času a aktuálny výstup ukazuje túto hranicu. Na základe týchto dvoch parametrov môžete vypočítať maximálnu výdrž batérie s maximálnym možným výkonom. Je dôležité pochopiť, že ak je prúd požadovaný pre konkrétne zariadenie väčší ako maximálny prúdový výstup batérie, s ktorou toto zariadenie pracuje, bude to pre batériu preťaženie. Životnosť batérie pri neustálej práci pri vysokom zaťažení je výrazne znížená.
Ohmov zákon ako metóda na zistenie, ktoré batérie 18650 sú lepšie z hľadiska technických vlastností
Keď poznáte menovité napätie zdroja energie a odpor zariadenia, môžete vypočítať požadovaný prúdový výstup,pomocou Ohmovho zákona:
I=U/R, kde I je prúd v ampéroch (A), U je napätie vo voltoch (V), R je odpor v ohmoch (Ohm).
To znamená, že musíte vydeliť napätie batérie odporom konečného zariadenia. Pomocou vzorca môžete chrániť batériu pred možným preťažením v prevádzke a určite aj pred skratom. Ohmmetre sa používajú na meranie odporu. Vedieť, ako vykonať tieto jednoduché výpočty, vám pomôže určiť, ktorá batéria 18650 je najvhodnejšia na použitie s konkrétnym zariadením.
Všetky batérie typu 18650 sú dimenzované na 3,7 V. Táto hodnota je však vo väčšine prípadov premenlivá a závisí od úrovne vybitia batérie. Čím viac sa vybíja, tým menej voltov produkuje.
Typy lítium-iónových batérií
Ktorú batériu 18650 vybrať a ktorá je lepšia – závisí od konkrétnej situácie. Znalosť vlastností rôznych druhov chémie pomôže pochopiť túto problematiku. Nižšie sú uvedené najobľúbenejšie typy chémie batérie 18650:
- Lithium Cob alt Oxide – ICR, NCR, LiCoO2 (Lithium Cob alt Oxide).
- Lítiummangán – IMR, INR, NMC, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (lítium-mangánový oxid).
- Fosforečnan lítno-železitý (ferofosfát) – LFP, IFR, LiFePO4 (lítium-železnatý fosforečnan).
Uvedené typy batérií sú druhy lítium-iónových batérií, to znamená, že sú vyrobené pomocou lítium-iónovej technológie.
Nasledujúce informácie s popisom typov chémie vám pomôžu určiť, ktorá lítium-iónová batéria 18650 je najlepšia.
Rozsah starnutia, skladovania a prevádzkových teplôt lítium-iónových batérií
Všetky lítium-iónové napájacie zdroje starnú. Nezáleží na tom, či sa vôbec používajú. Predpokladá sa, že po niekoľkých rokoch od dátumu výroby ich možno v každom prípade bezpečne vyhodiť. Každý rok batéria stratí približne 10 % svojej nominálnej kapacity, preto sa odporúča zistiť si pred kúpou dátum výroby. Spolu so starnutím majú lítiové batérie ešte jednu malú nevýhodu – nedajú sa dlhodobo skladovať vo vybitom stave, môže sa tým zničiť. Na batérie má vplyv aj teplota okolia. Lítium-iónové články majú relatívne nízky rozsah prevádzkových teplôt - od -20 stupňov do +20 stupňov Celzia. To znamená, že ich používanie alebo nabíjanie v podmienkach blízkych uvedeným limitom nepriaznivo ovplyvní elektrolyt.
Lítiové kob altové batérie
Lítiové kob altové batérie majú najvyššiu kapacitu. Lítium-kob altová chémia je veľmi nestabilná, preto sa musí používať opatrne. Možnosť rýchleho nabíjania by nemala byť povolená pri použití metódy boost alebo delta V nabíjania. S týmto nabitím je možné stabilnejšiu batériu plne nabiť do jednej hodiny. Lítium-kob alt je nebezpečné nabíjať týmto spôsobom. Taktiež nepoužívajte lítium-kob altovú batériu s takou záťažou, žemôže sa vybiť za menej ako 30 minút. V prípade batérie s touto chémiou bez ochrany obe zapália elektrolyt.
Chémia založená na lítium-kob altovej technológii si našla veľkú obľubu medzi 18650 batériami e-cigariet. Ktorý je najlepší výrobca batérií v tejto kategórii na výber, odporúča sa pozrieť si recenzie. Kvôli určitej nestabilite je potrebné takéto batérie vyberať opatrne.
Hodnota prahu pre nabitie lítium-kob altovej batérie je hranica 4,2 voltov. Preskočenie napätia batérie nad túto hranicu bude znamenať prebíjanie, čo sa dôrazne neodporúča. Používanie príliš výkonných nabíjačiek nepriaznivo ovplyvňuje lítium-kob altovú chémiu. To poškodzuje batériu a zároveň zvyšuje riziko vznietenia a výbuchu elektrolytu. Najlepšie je použiť pokročilé nabíjačky s možnosťou upraviť dodávaný prúd a aplikovať rôzne nastavenia pre nabíjanie. Najlepšou metódou nabíjania by tu bol algoritmus CC / CV - konštantný prúd, konštantné napätie (Konštantný prúd / konštantné napätie).
Kob altové batérie sú vážne ovplyvnené nielen prebíjaním, ale aj nadmerným vybíjaním. Špičkový prah pre vybitie je 3 volty. Ak budete pokračovať v práci na kob alte po dosiahnutí tohto napätia batérie, pokazí sa, čím sa zvyšuje riziko vznietenia. V ideálnom prípade by ste mali prestať pracovať na kob alte po 3,5 voltoch. Vzťah k lítium-kob altovej chémiiby mal byť najopatrnejší. Prebíjanie, nadmerné vybíjanie, príliš nízke ohmy pri vybíjaní, fyzické poškodenie prispeje k zhoršeniu chémie, čo nakoniec povedie k výbuchu. V prípadoch s veľmi vysokým prúdom na jedno nabitie a veľmi nízkym odporom sa to môže stať okamžite. Nikel-kob altová chémia je vysoko toxická. Pri zapálení sa uvoľňujú plyny, ktoré sú veľmi škodlivé pre zdravie a pri vdýchnutí môžu byť smrteľné.
Lítiovo-mangánové batérie
Lítiovo-mangánové batérie sú najobľúbenejšie, predovšetkým kvôli stabilite ich chemického zloženia s takmer podobnými vlastnosťami ako kob altové batérie. Mnohé mangánové batérie preto nemajú regulátor nabíjania a zároveň na nich výrobcovia hrdo vyvesujú vlajku „bezpečnosti“.
Mangánové batérie sú schopné pracovať dlho a ticho pri zaťažení (s veľmi nízkym ohmom). To, samozrejme, v žiadnom prípade nie je dobré, ale na rozdiel od kob altových prvkov mangánové v tomto prípade vydržia oveľa dlhšie. Prvky mangánu majú dobrú rovnováhu medzi kapacitou a silou, ale strácajú kapacitu na kob alt. Opatrenia pri nabíjaní batérií IMR sú takmer rovnaké ako pri kob altových batériách. Maximálny limit je 4,2 voltov. Použitie vysokých prúdov na jedno nabitie nespôsobí výbuch elektrolytu, ale značne ho pokazí. A to samozrejme závisí od sily dodávaného prúdu. Čím je silnejší, tým rýchlejšie nabíjanie bude, no horšie to bude pre chémiu. Odporúčaný spôsob nabíjania je CC/CV. Ďalšie plusmangánové články tým, že sú schopné odolať hlbokému vybitiu 2,5 voltu. Nech je to akokoľvek, mangánovú batériu by ste nemali často uvádzať do takéhoto stavu.
Tento typ elektrolytu sa tiež vyznačuje absenciou výbušného účinku. Je to spôsobené použitím grafitu ako anódového materiálu. V kritických prevádzkových podmienkach (veľmi nízky odpor alebo veľmi vysoký prúd na jedno nabitie) bude aj nechránená batéria produkovať plyn, no nevznieti sa ani nevybuchne.
Vo všeobecnosti platí, že 18650 lítium-mangánových batérií má lepší výkon vzhľadom na ich priemerný výkon. Ktoré batérie tejto kategórie si vybrať, by ste si mali pozrieť v recenziách zvlášť u každého z výrobcov.
Lítium-železofosfátové batérie
Fosforečnan lítno-železitý (ferofosfát) je najbezpečnejší z rodiny lítium-iónových batérií. Toto je ich hlavný rozdiel. Stabilita chémie LFP batérií je dokonca lepšia ako u mangánových batérií. Je to spôsobené použitím katódy fosforečnanu železa, ktorá má vynikajúcu tepelnú stabilitu a žiadnu toxicitu. Takmer všetky železofosfátové batérie nie sú vybavené regulátorom nabíjania a priviesť ich k výbuchu alebo požiaru bez fyzického poškodenia si vyžaduje veľa úsilia. Dobre zvládajú zneužívanie, napríklad veľmi nízky odpor.
Ferofosfátové články majú najvyššiu životnosť (2000 cyklov nabitia a vybitia) spomedzi lítium-iónových článkov. Odnevýhody - nízka kapacita, asi o 50% nižšia ako u kob altových batérií a asi o 15% nižšia ako u mangánových batérií. Ďalšou vlastnosťou týchto batérií je stabilita napätia pri používaní, ktoré až do vybitia kolíše blízko hranice 3,2 V. Táto vlastnosť dáva ferofosfátovým batériám viac výhod pri ich použití v sériovom zapojení (ak sú batérie zostavené do obvodu, teda do batérie). Železo-fosfátové batérie majú nižší prúd ako ich náprotivky v chémii, no nájdu sa medzi nimi aj vysokoprúdové. Železofosfátové batérie starnú o niečo pomalšie ako iné lítium-iónové batérie, ale ako je popísané vyššie, nemali by sa skladovať prázdne.
Pri hľadaní informácií o tom, ktorá batéria 18650 je najlepšia pre baterku alebo rádiom riadený model, sa odporúča zvoliť batérie s touto chémiou. Vďaka vyššie popísaným vlastnostiam sú ideálne na použitie v batériách týchto zariadení.
Chémia týchto napájacích zdrojov vám umožňuje ich bezpečné nabíjanie pomocou zrýchlenej metódy. Ferofosfátové batérie sú veľmi odolné voči prebíjaniu. Pokiaľ ide o výboj, jeho maximálny povolený limit je 2 volty. Ku koncu prevádzky stabilné napätie batérie prudko klesne. Časté vybíjanie pod túto hranicu rýchlo poškodí batériu.
Nakoniec
Toto je koniec popisu označenia batérií, technických charakteristík 18650, ktoré sú lepšie, a rôznych typov chémie. Dúfame, že vám tieto informácie pomôžuurčiť, ktorá batéria je vhodná pre konkrétne zariadenie. Tu uvedené odporúčania a charakteristiky sú uvedené veľmi stručne. Batériám sú venované celé fóra, webové stránky a dokonca aj knihy. Nemožno dať o nich najúplnejšie informácie do jedného článku. Nehovoríme o tom, že na ich štúdium potrebujete poznať množstvo špeciálnych pojmov a elektrochémie všeobecne.
