18650 Liitium-ioonakud on viimasel ajal muutunud üha populaarsemaks. Tehniliste omaduste poolest edestavad nad tuntud sõrmetüüpi akusid. Tuntud suuruste patareide puhul kasutatavad mõisted "sõrm" ja "väike sõrm" on õige terminoloogia seisukohast valed. Kõikidel patareidel, olenemata suurusest, on oma koodid, mis näitavad nende suurust. Niisiis, 18650 on ka kood. See on kogu saladus.
Aku suurus 18650
See viiekohaline kood väljendab aku laiust ja pikkust, kus kaks esimest numbrit on laius (läbimõõt) millimeetrites ja kolm viimast numbrit on pikkus millimeetrites kümnendikutega. On ekslik arvamus, et selle koodi lõpus olev null näitab aku silindrilist kuju (patareid on erineva kujuga). Aku pikkuse selline täpne määramine pole vajalik. Selle suuruse täpsustamisel piirdutakse sageli esimese nelja numbriga (1865). Muide, ka sõrme- ja väikese sõrme akudel on oma kood - 14500 ja 10440. Lisaks digikoodile,suurust saab tähistada ka tähtedega. Näiteks ül altoodud kahel patarei suurusel on alternatiivsed tähekoodid – AA (sõrm) ja AAA (väike sõrm). Erinevate patareide suurust näitavad palju tähe- ja numbrikoode: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) jne.
18650 akude puhul on see suuruse tähistus ebatäpne. Arvestada tuleb ka muude parameetritega. 18650 aku suurust võib mõjutada näiteks sisseehitatud spetsiaalse plaadi (laadimiskontrolleri) olemasolu. Mõned akud võivad sel juhul olla veidi pikemad. Pole harvad juhud, kui aku lihts alt ei mahu seadme lahtrisse, kus seda kasutada tahetakse, hoolimata sellest, et see seade (näiteks elektroonilise sigareti akupakk) on mõeldud seda tüüpi akudega töötama.
Li-ion 18650 aku tööiga
Aeg, mille jooksul antud aku vastu peab, sõltub mõistest "milliamprit tunnis" (mAh). Suurte akude, näiteks autode puhul kasutatakse mõistet "amprit tunnis". 18650 mAh aku puhul on see tuletatud väärtus. Üks amper võrdub 1000 milliampriga. Milliamper tunnis on vool, mida aku suudab tavapärase kasutustunni jooksul toota. Teisisõnu, kui jagate selle väärtuse teatud arvu tundidega, saate teada aku tööea. Näiteks aku mahutavus on 3000 mAh. See tähendab, et kaheks tunnikstöötab, annab see välja 1500 milliamprit. Neli – 750. Ül altoodud näite aku tühjeneb täielikult pärast 10 töötundi, kui selle võimsus jõuab 300 milliamprini (sügavtühjenemise piir).
Need arvutused annavad aku tööeast vaid ligikaudse ettekujutuse. Selle tegelik tööaeg sõltub sellest, millise koormusega see peab taluma, st seadmest, mida see toiteallikana peab.
Voolus, pinge ja võimsus
Enne 18650 liitiumioonakude tehniliste omaduste ja nendega töötamise ettevaatusabinõude üldise kirjelduse käsitlemist defineerime lühid alt ül altoodud mõisted. Vool (maksimaalne tühjendusvool, voolu väljund) on väljendatud amprites ja on akule märgitud tähega "A". Pinge väljendatakse voltides ja seda tähistatakse tähega "V". Paljudel akudel võib selliseid tähiseid leida. Liitiumioonaku puhul on pinge alati 3,7 volti ja vool võib olla erinev. Aku võimsust kui selle tugevuse domineerivat parameetrit väljendatakse pinge ja voolu korrutisena (voldid tuleb korrutada ampritega).
Liitiumioonaku plusside ja miinuste kirjeldus
18650 liitiumioonakude peamine puudus on nende väike töötemperatuuri vahemik. Liitiumioonaku normaalne töö on võimalik ainult vahemikus -20 kuni +20 kraadi Celsiuse järgi. Kui seda kasutatakse või laetakse madalamal või kõrgemal temperatuurilmärgistatud, rikub see ära. Võrdluseks, nikkel-kaadmium ja nikkel-metallhüdriid akudel on laiem temperatuurivahemik - -40 kuni +40. Kuid erinev alt viimasest on liitiumioonakude nimipinge kõrgem – 3,7 volti võrreldes nikkelakude 1,2 voltiga.
Samuti ei mõjuta liitium-ioonakusid praktiliselt isetühjenemine ja mäluefektid, mis on levinud paljude akude tüüpide puhul. Isetühjenemine on laetud energia kadu tühikäigul. Mäluefekt ilmneb teatud tüüpi akude puhul süstemaatilise laadimise tulemusena pärast mittetäielikku tühjenemist. See tähendab, et see areneb akudel, mis ei ole täielikult tühjenenud.
Mäluefektiga aku "mäletab" tühjenemise astet, mille järel seda laadima hakatakse, ja tühjeneb, olles järgmises tsüklis selle piirini jõudnud. Selle tegelik võimsus sel ajal on tegelikult suurem. Kui on tahvel, mis näitab aku taset, näitab see ka tühjenemist. See efekt ei arene kohe, vaid järk-järgult. See võib areneda ka tingimustes, kus aku töötab pidev alt vooluvõrgust, st laeb pidev alt.
Isetühjenemine ja mäluefekt on liitiumioonakude puhul äärmiselt madalad.
Veel on üks asi, millele tähelepanu pöörata: selliseid akusid ei saa tühjana hoida, muidu lähevad need kiiresti rikki.
Li-ioonaku ettevaatusabinõud
Paljud akud on tuleohtlikud japlahvatused. See sõltub aku sisestruktuuri keemilisest koostisest. 18650 liitiumioonakude puhul on see probleem üsna terav. Pole harvad juhud, kui e-sigareti kasutajad saavad käte ja näo tugevaid põletushaavu või isegi tõsisemaid vigastusi. Kuna liitiumioonakusid leidub sülearvutites, tahvelarvutites ja mobiiltelefonides, ei ole harvad juhud, kui need süttivad.
Selliste vahejuhtumite põhjuste hulgas on loomulikult aku madala kvaliteediga (odav) kokkupanek. Elektrooniliste sigarettide puhul on aga liitiumioonaku plahvatus ise lihtne esile kutsuda, isegi kui aku pole odav. Selleks peate veidi mõistma, mis on elektritakistus.
Kui seletame seda mõistet kõige lihtsamas keeles, siis see on parameeter, mis määrab juhtme nõuded akule. Mida väiksem on juhi takistus, seda rohkem voolu (ampreid) peab aku andma. Kui takistus on väga madal, töötab aku sellise juhiga suure koormuse korral. Takistus võib olla nii madal, et see põhjustab aku ülemäärase koormuse ja selle järgneva plahvatuse või süttimise. Teisisõnu, see on lühis. Kuna elektroonilised sigaretid töötavad aurustumispõhimõttel, mis nõuab kütteelementi (hõõgniidi mähis), võivad asjatundmatud kasutajad sundida akut ekslikult töötama koos kütteelemendiga.äärmiselt madal takistus. Teades konkreetse aku vooluvõimsust ja juhi takistust, saate Ohmi seaduse valemi abil lihtsate arvutuste abil kindlaks teha, kas see aku saab konkreetse juhiga hakkama.
Need ohud ei esine alati kõigil juhtudel. Akukaitsetehnoloogiad arenevad pidev alt. Paljude akude sees on spetsiaalne laadimiskontroller, mis võib lühise korral aku õigeaegselt pingest välja lülitada. Need on kaitstud patareid.
Li-ioonaku seade
18650 aku keskmes on elektrolüüt, spetsiaalne vedelik, milles toimuvad keemilised reaktsioonid.
Need keemilised reaktsioonid on pöörduvad. See on iga aku tööpõhimõte. Lihtsam alt öeldes võib selliste reaktsioonide valem kulgeda nii vasakult paremale (tühjenemine) kui ka parem alt vasakule (laeng). Sellised reaktsioonid toimuvad raku katoodi ja anoodi vahel. Katood on toiteallika negatiivne elektrood (miinus), anood on toiteallika positiivne elektrood (pluss). Reaktsiooni käigus tekib nende vahel elektrivool. Katoodi ja anoodi vahelise tühjenemise ja laengu keemilised reaktsioonid on oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid, kuid see on teine lugu. Me ei süvene elektrolüüsi protsessi. Vool tekib hetkel, kui katood ja anood hakkavad omavahel suhtlema, see tähendab, et midagi on ühendatud aku pluss- ja miinuspoolega. Katood ja anood peavad olema elektrit juhtivad.
Tingimuste rikkumise ajalTöö käigus ilmuvad elektrolüüti keemiliste elementide molekulid, mis sulgevad katoodi ja anoodi, mis viib sisemiste lühiste tekkeni. Selle tulemusena tõuseb aku temperatuur ja ilmub rohkem molekule, mis sulgevad pluss- ja miinuspunktid. Kogu see protsess nagu lumepall omandab plahvatuslikult kiirust. Ilma võimaluseta elektrolüüti välja võtta (aku korpus on suletud) toimub soojuspaisumine, mis suurendab siserõhku. Sellest, mis edasi saab, saab aru ilma kommentaarideta.
Liitiumioonaku laadimine
18650 aku laadijaks sobib iga selle formaadi akude jaoks mõeldud seade. Peaasi, et laadimise ajal õiget polaarsust ei muudetaks. Asetage akud laadija pesadesse täpselt pluss- ja miinusmärkide järgi. Soovitatav on lugeda ka teisi ettevaatusabinõusid akulaadija 18650 kasutamisel, mis on alati akukarbil loetletud.
Parim võimalus liitiumioonakude laadimiseks on kasutada kallimaid laadijaid koos peenhäälestatud laadimisprotsessiga. Paljudel neist on akude laadimise funktsioon CC / CV meetodi abil, mis tähistab konstantset voolu ja pidevat pinget. See meetod on hea, kuna see suudab akut laadida rohkem kui tavalised laadijad. See on tingitud sellisest kontseptsioonist nagu ülelaadimine.
Aku laadimise või tühjendamise ajal selle pingeon muutumas. Suureneb laadimisel, väheneb tühjenemisel. Nimipinge 3,7 volti on keskmine väärtus.
Akut kahjustavad kaks mõju – ülelaadimine ja ülelaadimine. Aku laadimisel ja tühjenemisel on künnised. Kui aku pinge ületab neid piire, laetakse aku üle või tühjeneb, olenev alt sellest, kas see laeb või tühjeneb. 18650 Li-ion tavalises laadimisrežiimis loevad aku sees olev laadija ja laadimiskontroller (kui see on olemas) aku pinget ja katkestavad laadimise, kui see jõuab künnise, et vältida ülelaadimist. Sel juhul pole aku tegelikult täielikult laetud. Selle mahutavus võib võimaldada sellel laadida rohkem, kuid lävi ei võimalda seda teha.
CC / CV-meetodil laadimise põhimõte on loodud nii, et laadimisele antav vool ei katkeks, vaid väheneks järsult, vältides aku sisemise pinge läviväärtust ületamast. Seega on aku täielikult laetud ilma uuesti laadimata.
Liitium-ioonakude tüübid
18650 liitiumioonakude tüübid:
- liitiumraudfosfaat (LFP);
- liitiummangaan (IMR);
- liitium-koob alt (ICR);
- liitiumpolümeer (LiPo).
Kõik tüübid peale viimase on silindrilised ja neid saab valmistada formaadis 18650. Liitiumpolümeerakud erinevad selle poolest, et neil pole kindlat kuju. See on tingitud asjaolust, et neil on tahke aineelektrolüüt (polümeer). Selle elektrolüüdi ebatavalise omaduse tõttu kasutatakse neid patareisid sageli tahvelarvutites ja mobiiltelefonides.
Liitium-ioonakude kasutamine
Nagu juba mainitud, kasutatakse elektroonilistes sigarettides laialdaselt 18650 suurusega liitiumioonakusid. Need võivad olla akukomplekti sisse ehitatud või eemaldatavad, st sellesse eraldi paigaldatud. Samuti võib neid olla mitu paralleelselt või järjestikku ühendatud.
Liitiumioonakusid on pikka aega kasutatud erinevate akude, näiteks sülearvutite akude valmistamisel. Sellised akud on mitme omavahel ühendatud 18650 aku kett ühes korpuses. Selliseid akusid võib leida ka mahukate akupankadena – kaasaskantavate laadijatena.
Akude enda kasutusala on väga lai: alates nimetatud laadijatest kuni moodsate suurte mehhanismide (auto või lennundus) koostisosadeni. Samal ajal võib ühe aku moodustavate 18650 liitiumioonakude arv varieeruda mõnest sadadeni. Märkimist väärivad liitiumpolümeerakud. Kuigi need pole saadaval 18650 liitiumioonvormingus, on need kõige levinumad, kuna neid kasutatakse tahvelarvutites ja mobiiltelefonides.
