Les bateries d'ions de liti 18650 s'han tornat cada cop més populars darrerament. Segons les seves característiques tècniques, van per davant de les conegudes bateries tipus dit. Els conceptes de "dit" i "dit petit", utilitzats per a les mides conegudes de les piles, són incorrectes des del punt de vista de la terminologia correcta. Totes les bateries, independentment de la mida, tenen els seus propis codis que indiquen la seva mida. Per tant, 18650 també és un codi. Aquest és tot el secret.
Mida de la bateria 18650
Aquest codi de cinc dígits expressa l'amplada i la longitud de la bateria, on els dos primers dígits són l'amplada (diàmetre) en mm i els tres últims són la longitud en mm amb dècimes. Hi ha una opinió errònia que el zero al final d'aquest codi indica la forma cilíndrica de la bateria (hi ha bateries de diferents formes). No és necessària una designació tan exacta de la longitud de la bateria. Quan s'especifica la seva mida, sovint es limita als quatre primers dígits (1865). Per cert, les bateries de dits i meñiques també tenen el seu propi codi: 14500 i 10440. A més del codi digital,la mida també es pot indicar amb lletres. Per exemple, les dues mides de bateries anteriors tenen codis de lletres alternatius: AA (dit) i AAA (dit petit). Hi ha molts codis alfabètics i numèrics que indiquen la mida de diverses piles: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), etc.
Per a les bateries 18650, aquesta designació de mida no és precisa. També cal tenir en compte altres paràmetres. La mida d'una bateria 18650 es pot veure afectada, per exemple, per la presència d'una placa especial integrada (controlador de càrrega). Algunes bateries poden tenir una longitud una mica més llarga en aquest cas. No és estrany que una bateria simplement no encaixi al compartiment del dispositiu on la volen utilitzar, malgrat que aquest dispositiu (per exemple, una bateria de cigarreta electrònica) està dissenyat per funcionar amb aquest tipus de bateria.
Durada de la bateria Li-ion 18650
La quantitat de temps que pot durar una bateria determinada depèn del concepte de "miliamperes per hora" (mAh). Per a bateries grans, com ara automòbils, s'utilitza el terme "amperes per hora". Per a una bateria de 18650 mAh, aquest és un valor derivat. Un ampere és igual a 1000 mil·liamperis. Un miliamp per hora és el corrent que pot produir una bateria durant una hora d'ús convencional. En altres paraules, si dividiu aquest valor per un nombre determinat d'hores, podeu esbrinar la durada de la bateria. Per exemple, la bateria té una capacitat de 3000 mAh. Això vol dir que durant dues horesfuncionarà, donarà 1500 mil·liamperis. Quatre - 750. La bateria de l'exemple anterior es descarregarà completament després de 10 hores de funcionament, quan la seva capacitat arribi als 300 mil·liampères (límit de descàrrega profunda).
Aquests càlculs només donen una idea aproximada de la durada de la bateria. El seu temps de funcionament real depèn de quina càrrega ha de fer front, és a dir, del dispositiu que ha de proporcionar energia.
Corrent, tensió i potència
Abans de fixar-nos en la descripció general de les característiques tècniques de les bateries d'ions de liti 18650 i les precaucions per treballar-les, definirem breument els conceptes anteriors. El corrent (corrent de descàrrega màxima, sortida de corrent) s'expressa en amperes i està marcat a la bateria amb la lletra "A". La tensió s'expressa en volts i s'indica amb la lletra "V". A moltes bateries podeu trobar aquestes designacions. Per a una bateria de ions de liti, la tensió sempre és de 3,7 volts i el corrent pot ser diferent. La potència de la bateria com a paràmetre dominant de la seva força s'expressa com el producte de la tensió i el corrent (els volts s'han de multiplicar per amperes).
Descripció dels avantatges i els contres d'una bateria d'ions de liti
El principal desavantatge de les bateries de ions de liti 18650 és que tenen un rang de temperatures de funcionament reduït. El funcionament normal d'una bateria d'ions de liti només és possible en el rang de -20 a +20 graus centígrads. Si s'utilitza o es carrega a temperatures inferiors o superiorsmarcat, ho fa malbé. En comparació, les bateries de níquel-cadmi i níquel-hidrur metàl·lic tenen un rang de temperatures més ampli: de -40 a +40. Però, a diferència d'aquestes últimes, les bateries d'ió de liti tenen una tensió nominal més alta: 3,7 volts enfront dels 1,2 volts de les bateries de níquel.
A més, les bateries d'ió de liti pràcticament no es veuen afectades pels efectes d'autodescàrrega i memòria habituals entre molts tipus de bateries. L'autodescàrrega és la pèrdua d'energia carregada quan està inactiu. L'efecte memòria es produeix en alguns tipus de bateries com a resultat de la càrrega sistemàtica després d'una descàrrega incompleta. És a dir, es desenvolupa amb bateries que no estan completament descarregades.
Amb l'efecte memòria, la bateria “recorda” el grau de descàrrega després del qual es comença a carregar, i es descarrega, havent assolit aquest límit en el cicle següent. La seva veritable capacitat en aquell moment és realment més gran. Si hi ha un tauler que mostra el nivell de la bateria, també mostrarà la descàrrega. Aquest efecte no es desenvolupa immediatament, sinó gradualment. També pot desenvolupar-se en condicions en què la bateria funciona constantment des de la xarxa elèctrica, és a dir, es carrega contínuament.
L'efecte de memòria i l'autodescàrrega són extremadament baixos a les bateries d'ions de liti.
Hi ha una cosa més en què cal prestar atenció: aquestes bateries no es poden emmagatzemar en estat descarregat, en cas contrari, fallaran ràpidament.
Precaucions sobre la bateria d'ions de liti
Molts tipus de piles són inflamables iexplosions. Depèn de la composició química de l'estructura interna de la bateria. Per a les bateries de ions de liti 18650, aquest problema és bastant agut. No és estrany que els usuaris de cigarrets electrònics pateixin cremades greus a les mans i la cara, o fins i tot lesions més greus. Com que les bateries d'ions de liti es troben a ordinadors portàtils, tauletes i telèfons mòbils, no és estrany que s'encenguin.
En primer lloc, entre les causes d'aquests incidents, hi ha, per descomptat, el muntatge de bateries de baixa qualitat (barat). Tanmateix, en el cas dels cigarrets electrònics, és fàcil provocar una explosió de la bateria d'ions de liti pel vostre compte, encara que la bateria no sigui barata. Per fer-ho, heu d'entendre una mica què és la resistència elèctrica.
Si expliquem aquest concepte en el llenguatge més senzill, aquest és un paràmetre que determina els requisits del conductor de la bateria. Com més baixa sigui la resistència del conductor, més corrent (amperes) ha de donar la bateria. Si la resistència és molt baixa, la bateria funcionarà amb un conductor d'aquest tipus a una gran càrrega. La resistència pot ser tan baixa que provocarà una càrrega desorbitada a la bateria i la seva explosió o ignició posterior. En altres paraules, serà un curtcircuit. Atès que els cigarrets electrònics funcionen segons el principi de l'evaporació, que requereix un element de calefacció (bobina de filament), els usuaris ineptes poden obligar per error que la bateria funcioni amb un element de calefacció ambresistència extremadament baixa. Coneixent la sortida actual d'una bateria concreta i la resistència del conductor, mitjançant càlculs senzills que utilitzen la fórmula de la llei d'Ohm, podeu determinar si aquesta bateria pot manejar un conductor concret.
Aquests perills no sempre es donen en tots els casos. Les tecnologies de protecció de bateries estan en constant evolució. Moltes bateries tenen un controlador de càrrega especial a l'interior que pot desactivar la bateria a temps quan es produeix un curtcircuit. Són bateries protegides.
Dispositiu de bateria Li-ion
Al cor de la bateria 18650 hi ha un electròlit, un líquid especial en el qual tenen lloc reaccions químiques.
Aquestes reaccions químiques són reversibles. Aquest és el principi de funcionament de qualsevol bateria. En termes simples, la fórmula d'aquestes reaccions pot procedir tant d'esquerra a dreta (descàrrega) com de dreta a esquerra (càrrega). Aquestes reaccions es produeixen entre el càtode i l'ànode de la cèl·lula. El càtode és l'elèctrode negatiu (menys), l'ànode és l'elèctrode positiu (plus) de la font d'alimentació. Durant la reacció, es forma un corrent elèctric entre ells. Les reaccions químiques de descàrrega i càrrega entre el càtode i l'ànode són processos d'oxidació i reducció, però aquesta és una altra història. No aprofundirem en el procés d'electròlisi. El corrent es forma en el moment en què el càtode i l'ànode comencen a interactuar, és a dir, alguna cosa es connecta al més i al menys de la bateria. El càtode i l'ànode han de ser conductors elèctrics.
Durant l'incompliment de les condicionsDurant el funcionament, a l'electròlit apareixen molècules d'elements químics, que tanquen el càtode i l'ànode, la qual cosa provoca curtcircuits interns. Com a conseqüència d'això, la temperatura de la bateria augmenta i apareixen més molècules, tancant el més i el menys. Tot aquest procés, com una bola de neu, adquireix velocitat de manera exponencial. Sense la possibilitat de treure l'electròlit (la caixa de la bateria està segellada), es produeix una dilatació tèrmica, que augmenta la pressió interna. El que passa després es pot entendre sense comentaris.
Càrrega de la bateria d'ions de liti
Com a carregador per a una bateria 18650, qualsevol dispositiu dissenyat per a bateries d'aquest format és adequat. El més important és no canviar la polaritat correcta quan es carrega. Col·loqueu les bateries a les ranures del carregador exactament segons els signes més i menys. És una bona idea llegir les altres precaucions per utilitzar el carregador de bateries 18650, que sempre es mostren a la caixa de la bateria.
La millor opció per carregar bateries d'ions de liti és utilitzar carregadors més cars amb un procés de càrrega ajustat. Molts d'ells tenen la funció de carregar bateries mitjançant el mètode CC / CV, que significa corrent constant, tensió constant. Aquest mètode és bo perquè pot carregar la bateria més que els carregadors convencionals. Això es deu a un concepte com la sobrecàrrega.
Durant la càrrega o la descàrrega de la bateria, el seu voltatgeestà canviant. Augmenta quan es carrega, disminueix quan es descarrega. Un valor nominal de 3,7 volts és un valor mitjà.
Hi ha dos efectes que afecten negativament la bateria: la sobrecàrrega i la sobredescàrrega. Hi ha llindars per carregar i descarregar la bateria. Si la tensió de la bateria supera aquests límits, la bateria es sobrecarrega o es descarrega en excés, depenent de si s'està carregant o descarregant. En el mode de càrrega normal per a 18650 Li-ion, el carregador i el controlador de càrrega dins de la pròpia bateria (si n'hi ha) llegeixen la tensió de la bateria i tallen la càrrega quan arriba al llindar per evitar la sobrecàrrega. En aquest cas, la bateria no està completament carregada. La seva capacitat pot permetre que carregui més, però el llindar li impedeix fer-ho.
El principi de càrrega pel mètode CC / CV està dissenyat perquè el corrent subministrat a la càrrega no es talli, sinó que es redueixi dràsticament, evitant que la tensió interna de la bateria superi el valor llindar. Així, la bateria es carrega completament sense recarregar-la.
Tipus de bateries d'ions de liti
Tipus de bateries d'ions de liti 18650:
- fosfat de ferro de liti (LFP);
- liti-manganès (IMR);
- liti-cob alt (ICR);
- polímer de liti (LiPo).
Tots els tipus, excepte l'últim, són cilíndrics i es poden fer en format 18650. Les bateries de polímer de liti es diferencien perquè no tenen una forma específica. Això es deu al fet que tenen un sòlidelectròlit (polímer). És a causa d'aquesta propietat inusual de l'electròlit que aquestes bateries s'utilitzen sovint en tauletes i telèfons mòbils.
Aplicació de bateries d'ions de liti
Com ja s'ha esmentat, les bateries d'ió de liti de mida 18650 s'utilitzen àmpliament en cigarrets electrònics. Es poden incorporar a la bateria o extraïbles, és a dir, instal·lar-s'hi per separat. També pot haver-hi diversos connectats en paral·lel o en sèrie.
Les bateries d'ions de liti s'utilitzen durant molt de temps en la construcció de diverses bateries, com ara les de portàtils. Aquestes bateries són una cadena de diverses bateries 18650 interconnectades dins d'una sola caixa. Aquestes bateries també es poden trobar com a grans bancs d'energia: carregadors portàtils.
L'abast de les bateries en si és molt ampli: des dels carregadors anomenats fins als elements constitutius dels grans mecanismes moderns (automòbil o aviació). Al mateix temps, el nombre de 18650 bateries d'ions de liti que formen una única bateria pot variar d'uns pocs a centenars. Val la pena esmentar les bateries de polímer de liti. Tot i que no estan disponibles en format Li-ion 18650, són els més habituals, ja que s'utilitzen en tauletes i telèfons mòbils.
