18650 Li-ion-batterier er blevet mere og mere populære på det seneste. Ifølge deres tekniske egenskaber er de foran de velkendte fingerbatterier. Begreberne "finger" og "lillefinger", der bruges til de velkendte størrelser af batterier, er forkerte ud fra den korrekte terminologis synspunkt. Alle batterier, uanset størrelse, har deres egne koder, der angiver deres størrelse. Så 18650 er også en kode. Det er hele hemmeligheden.
Batteristørrelse 18650
Denne femcifrede kode udtrykker bredden og længden af batteriet, hvor de første to cifre er bredden (diameteren) i mm, og de sidste tre er længden i mm med tiendedele. Der er en fejlagtig opfattelse af, at nullet i slutningen af denne kode angiver batteriets cylindriske form (der er batterier af forskellige former). En sådan nøjagtig betegnelse af batteriets længde er ikke nødvendig. Når dens størrelse angives, er den ofte begrænset til de første fire cifre (1865). Finger- og lillefingerbatterier har i øvrigt også deres egen kode - 14500 og 10440. Udover den digitale kode,størrelse kan også angives med bogstaver. For eksempel har ovenstående to batteristørrelser alternative bogstavkoder - AA (finger) og AAA (lillefinger). Der er mange alfabetiske og numeriske koder, der angiver størrelsen af forskellige batterier: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) osv.
For 18650 batterier er denne størrelsesbetegnelse unøjagtig. Andre parametre skal også tages i betragtning. Størrelsen af et 18650 batteri kan for eksempel påvirkes af tilstedeværelsen af et indbygget specialkort (opladningsregulator). Nogle batterier kan have en lidt længere længde i dette tilfælde. Det er ikke ualmindeligt, at et batteri simpelthen ikke passer ind i det rum på enheden, hvor de ønsker at bruge det, på trods af at denne enhed (for eksempel en elektronisk cigaret batteripakke) er designet til at fungere med denne type batteri.
Li-ion 18650 batterilevetid
Mængden af tid, et givet batteri kan holde, afhænger af konceptet "milliampere i timen" (mAh). For store batterier, såsom biler, bruges udtrykket "ampere i timen". For et 18650 mAh batteri er dette en afledt værdi. En ampere er lig med 1000 milliampere. En milliampere i timen er den strøm, som et batteri kan producere under en konventionel times brug. Med andre ord, hvis du dividerer denne værdi med et bestemt antal timer, kan du finde ud af batterilevetiden. For eksempel har batteriet en kapacitet på 3000 mAh. Det betyder, at i to timervirker, vil den give 1500 milliampere. Fire - 750. Batteriet fra ovenstående eksempel vil være fuldstændig afladet efter 10 timers drift, når dets kapacitet når 300 milliampere (grænse for dyb afladning).
Disse beregninger giver kun en groft ide om batterilevetiden. Dens faktiske driftstid afhænger af, hvilken belastning den skal håndtere, det vil sige på den enhed, den skal levere strøm.
Strøm, spænding og effekt
Før vi dvæler ved den generelle beskrivelse af de tekniske egenskaber for 18650 lithium-ion-batterier og forholdsregler ved arbejdet med dem, vil vi kort definere ovenstående begreber. Strømmen (maksimal afladningsstrøm, strømudgang) er udtrykt i ampere og er markeret på batteriet med bogstavet "A". Spænding er udtrykt i volt og er angivet med bogstavet "V". På mange batterier kan du finde sådanne betegnelser. For et lithium-ion batteri er spændingen altid 3,7 volt, og strømmen kan være anderledes. Batterieffekt som den dominerende parameter for dets styrke er udtrykt som produktet af spænding og strøm (volt skal ganges med ampere).
Beskrivelse af fordele og ulemper ved et lithium-ion-batteri
Den største ulempe ved 18650 Li-Ion-batterier er, at de har et lille driftstemperaturområde. Normal drift af et lithium-ion-batteri er kun mulig i området fra -20 til +20 grader Celsius. Hvis den bruges eller oplades ved temperaturer under eller overmærket, det ødelægger det. Til sammenligning har nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier et bredere temperaturområde - fra -40 til +40. Men i modsætning til sidstnævnte har lithium-ion-batterier en højere nominel spænding - 3,7 volt mod 1,2 volt for nikkel-batterier.
Lithium-ion-batterier er praktisk t alt ikke påvirket af selvafladning og hukommelseseffekter, der er almindelige blandt mange typer batterier. Selvafladning er tab af opladet energi, når den ikke er i brug. Hukommelseseffekten opstår i nogle typer batterier som følge af systematisk opladning efter ufuldstændig afladning. Det vil sige, at det udvikler sig på batterier, der ikke er helt afladet.
Med memory-effekten "husker" batteriet graden af afladning, hvorefter det begynder at blive opladet, og aflades efter at have nået denne grænse i næste cyklus. Dens sande kapacitet på det tidspunkt er faktisk større. Hvis der er et tavle, der viser batteriniveauet, så vil det også vise afladningen. Denne effekt udvikler sig ikke umiddelbart, men gradvist. Det kan også udvikle sig under forhold, hvor batteriet konstant arbejder fra lysnettet, det vil sige, at det konstant oplader.
Selvafladning og hukommelseseffekt er ekstremt lav i lithium-ion-batterier.
Der er en ting mere at være opmærksom på: sådanne batterier kan ikke opbevares i en afladet tilstand, ellers vil de hurtigt svigte.
Forholdsregler for litiumionbatteri
Mange typer batterier er brandfarlige ogeksplosioner. Det afhænger af den kemiske sammensætning af batteriets indre struktur. For 18650 lithium-ion-batterier er dette problem ret akut. Det er ikke ualmindeligt, at e-cigaretbrugere får alvorlige forbrændinger på hænder og ansigt eller endda mere alvorlige skader. Da lithium-ion-batterier findes i bærbare computere, tablets og mobiltelefoner, er det ikke ualmindeligt, at de antændes.
I første omgang blandt årsagerne til sådanne hændelser er naturligvis lavkvalitets (billig) batterisamling. Men i tilfælde af elektroniske cigaretter er det nemt at fremkalde en lithium-ion batteri eksplosion på egen hånd, selvom batteriet ikke er billigt. For at gøre dette skal du forstå lidt om, hvad elektrisk modstand er.
Hvis vi forklarer dette koncept på det enkleste sprog, så er dette en parameter, der bestemmer kravene til lederen til batteriet. Jo lavere modstand lederen har, jo mere strøm (ampere) skal batteriet give. Hvis modstanden er meget lav, vil batteriet arbejde med en sådan leder til en stor belastning. Modstanden kan være så lav, at den vil fremkalde en ublu belastning på batteriet og dets efterfølgende eksplosion eller antændelse. Det bliver med andre ord en kortslutning. Da elektroniske cigaretter fungerer efter princippet om fordampning, som kræver et varmeelement (filamentspole), kan uduelige brugere fejlagtigt tvinge batteriet til at arbejde med et varmeelement medekstrem lav modstand. Ved at kende strømudgangen fra et bestemt batteri og lederens modstand, ved hjælp af simple beregninger ved hjælp af Ohms lovformel, kan du bestemme, om dette batteri kan håndtere en bestemt leder.
Disse farer forekommer ikke altid i alle tilfælde. Batteribeskyttelsesteknologier udvikler sig konstant. Mange batterier har en speciel laderegulator indeni, der kan afbryde batteriet i tide, når der opstår en kortslutning. Disse er beskyttede batterier.
Li-ion batterienhed
I hjertet af 18650-batteriet er en elektrolyt, en speciel væske, hvori kemiske reaktioner finder sted.
Disse kemiske reaktioner er reversible. Dette er princippet om drift af ethvert batteri. Enkelt sagt kan formlen for sådanne reaktioner fortsætte både fra venstre mod højre (udledning) og fra højre mod venstre (ladning). Sådanne reaktioner forekommer mellem katoden og anoden af cellen. Katoden er den negative elektrode (minus), anoden er den positive elektrode (plus) af strømkilden. Under reaktionen dannes en elektrisk strøm mellem dem. De kemiske reaktioner af udladning og ladning mellem katode og anode er oxidations- og reduktionsprocesser, men det er en anden historie. Vi vil ikke dykke ned i elektrolyseprocessen. Strømmen dannes i det øjeblik, hvor katoden og anoden begynder at interagere, det vil sige, at noget er forbundet med batteriets plus og minus. Katoden og anoden skal være elektrisk ledende.
Under brud på betingelserUnder drift opstår der molekyler af kemiske grundstoffer i elektrolytten, som lukker katoden og anoden, hvilket fører til interne kortslutninger. Som et resultat af dette stiger temperaturen på batteriet, og flere molekyler vises, hvilket lukker plus og minus. Hele denne proces, som en snebold, får eksponentielt fart. Uden mulighed for at tage elektrolytten ud (batterihuset er forseglet), sker der termisk ekspansion, hvilket øger det indre tryk. Hvad der derefter sker, kan forstås uden kommentarer.
Opladning af lithium-ion-batteriet
Som oplader til et 18650-batteri er enhver enhed designet til batterier af dette format velegnet. Det vigtigste er ikke at ændre den korrekte polaritet under opladning. Sæt batterierne i opladeråbningerne nøjagtigt efter plus- og minustegnene. Det er en god idé at læse de andre forholdsregler for brug af 18650 batteriopladeren, som altid er anført på batterikassen.
Den bedste mulighed for at oplade lithium-ion-batterier er at bruge dyrere opladere med en finjusteret opladningsproces. Mange af dem har den funktion at oplade batterier ved hjælp af CC / CV metoden, som står for konstant strøm, konstant spænding. Denne metode er god, fordi den kan oplade batteriet mere end konventionelle opladere. Dette skyldes et koncept som overopladning.
Under opladning eller afladning af batteriet, dets spændinger under forandring. Øger ved opladning, falder ved afladning. Nominel 3,7 volt er en gennemsnitsværdi.
Der er to effekter, som påvirker batteriet negativt - overopladning og overafladning. Der er tærskler for opladning og afladning af batteriet. Hvis batterispændingen går ud over disse grænser, så bliver batteriet overopladet eller overafladet, afhængigt af om det oplader eller aflades. I den normale opladningstilstand for 18650 Li-ion aflæser opladeren og laderegulatoren inde i selve batteriet (hvis nogen) batteriets spænding og afbryder opladningen, når den når tærsklen for at undgå overopladning. I dette tilfælde er batteriet faktisk ikke fuldt opladet. Dens kapacitet kan tillade den at oplade mere, men tærsklen forhindrer den i at gøre det.
Princippet for opladning ved CC/CV-metoden er designet således, at strømmen, der tilføres opladningen, ikke afbrydes, men reduceres kraftigt, hvilket forhindrer den interne spænding i batteriet i at overskride tærskelværdien. Dermed er batteriet fuldt opladet uden at blive genopladet.
Typer af lithium-ion-batterier
Typer af 18650 Li-ion-batterier:
- lithiumjernphosphat (LFP);
- lithium-mangan (IMR);
- lithium-cob alt (ICR);
- lithiumpolymer (LiPo).
Alle typer undtagen den sidste er cylindriske og kan laves i formatet 18650. Lithium-polymerbatterier adskiller sig ved, at de ikke har en bestemt form. Dette skyldes, at de har en solidelektrolyt (polymer). Det er på grund af denne usædvanlige egenskab ved elektrolytten, at disse batterier ofte bruges i tablets og mobiltelefoner.
Anvendelse af lithium-ion-batterier
Som allerede nævnt er Li-ion-batterier i størrelsen 18650 meget udbredt i elektroniske cigaretter. De kan indbygges i batteripakken eller aftagelige, dvs. installeres separat i den. Der kan også være flere forbundet parallelt eller i serie.
Lithium-ion-batterier har længe været brugt i konstruktionen af forskellige batterier, såsom batterier til bærbare computere. Sådanne batterier er en kæde af flere indbyrdes forbundne 18650-batterier inde i et enkelt kabinet. Sådanne batterier kan også findes som rummelige powerbanks - bærbare opladere.
Omfanget af selve batterierne er meget bredt: fra de navngivne opladere til de konstituerende elementer i moderne store mekanismer (bil eller luftfart). Samtidig kan antallet af 18650 lithium-ion-batterier, der udgør et enkelt batteri, variere fra nogle få til hundredvis. Det er værd at nævne lithium-polymer-batterierne. Selvom de ikke er tilgængelige i 18650 Li-ion-format, er de de mest almindelige, da de bruges i tablets og mobiltelefoner.
