Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650
Вставлю свои 5 копеек на тему конструкции классических прямоугольных листовых аккумуляторов и круглых рулонных…
Мне кажется, что уже давно пора 18650 тоже называть LiPo аккумуляторами. Разбирал в разное время несколько 18650 от разных производителей, и везде сепаратор выполнен в виде белой полимерной плёнки. Такой же, как в обычных силовых ЛиПо. Так что для себя сделал вывод о том, что сепаратор во всех современных литиевых аккумуляторах - полимерная пленка, а значит это - ЛиПо аккумулятор.
Теперь о конструкции современных литиевых аккумуляторов. От обычных прямоугольных силовых ЛиПо 18650 отличаются только конструкцией банки - если в обычном прямоугольном силовом ЛиПо банка внутри состоит из 30 и более параллельно соединенных элементарных ячеек (под элементарной ячейкой я подразумеваю бутерброд “медь-уголь-сепаратор-уголь-алюминий-изолятор”), то в 18650 банка состоит из одной элементарной ячейки, свернутой в рулон. У каждого конструктива есть свои плюсы и минусы. Параллельно соединенные элементарные ячейки небольшой площади в банке классического силового ЛиПо дают нам высокую токоотдачу (каждая элементарная ячейка небольшой площади способна отдать небольшой ток, скажем, 1 А, но этот ток, будучи умноженным на их большое количество, позволяет снять с банки высокий ток типа 1 А * 50 шт. = 50 А) при довольно низкой емкости. Это их плюс. В то же время - это их минус, т.к. ток саморазряда у параллельно соединенных элементов питания выше (сумма токов саморазряда всех элементарных ячеек). Но с этим недостатком можно мириться (плата за их высокую токоотдачу).
Зато в активе 18650 высокая емкость - рулон позволяет сконцентрировать в единице объема много площади, а следовательно, получить большую емкость. Однако у них есть минус - все производители подключение полюсов банки к рулону делают в одной точке: плюс от верхнего центрального контакта банки подключен к началу рулона на его алюминиевый слой, минус от корпуса банки - к концу рулона на его медный слой. Соответственно, при таком подключении плотность тока в каждой единице объема металлической фольги рулона различается - на дальнем от точки подключения конце рулона она минимальна, на ближнем в точке подключения к рулону - максимальна. Соответственно, нельзя брать с рулона большой ток отдачи - иначе тончайшая металлическая фольга (0,01 мм) в этих местах будет перегружена по току, что может вызвать сильный локальный нагрев или вообще выгорание её в этих местах. В текущей конструкции 18650 мне самым узким местом представляется отрицательный электрод. Никелевая полоска от корпуса банки приштампована к медной фольге всего в двух-трех точках…
Не понимаю почему производители не хотят делать несколько точек подключения к рулону - это позволило бы сильно поднять токоотдачу рулонных ЛиПо аккумуляторов. И текущие 18650 в моем воображении действительно представляют собой банку с большой емкостью, из которой жидкость (электричество) вытекает через маленький краник.
Пока производители рулонных Ли-По (18650 и все подобные) не начнут снимать ток с рулона в нескольких местах - рулонные липошки 18650 будут проигрывать классическим прямоугольным листовым ЛиПо в токоотдаче, но выигрывать в емкости. Учитывая одинаковость конструкции единицы площади элементарной ячейки в виде бутерброда “медь-уголь-сепаратор-уголь-алюминий-изолятор” близость(?) химии, я думаю, что удельная энергоемкость у прямоугольных и рулонных ЛиПо аккумуляторов примерно одинакова.
Все вышесказанное - исключительно мое ИМХО, которым мне хотелось поделиться с сообществом 😃.
Для иллюстрации - (только) медные слои одной банки классического листового прямоугольного ЛиПо аккумулятора и медный слой рулона одного аккумулятора 18650. Оба были одной емкости - 2200 мА*ч:
Вставлю свои 5 копеек на тему конструкции классических прямоугольных листовых аккумуляторов и круглых рулонных…
Я дико извиняюсь…
Вы имеете какое либо отношение к проектированию, испытанию, производству АКБ на основе лития?
Я дико извиняюсь…
Вы имеете какое либо отношение к проектированию, испытанию, производству АКБ на основе лития?
Нет 😃. Весь анализ - исключительно на основе опыта их разборки 😃. Анализировались материалы, полученные в процессе разборки (процесс, обратный производству 😉), а также их конструкция. Об этом я говорил.
Весь анализ - исключительно на основе их разборки
Просто сколько их дербанил, я не встречал “листовых”…
Не понимаю почему производители не хотят делать несколько точек подключения к рулону - это позволило бы сильно поднять токоотдачу рулонных ЛиПо аккумуляторов.
Тепло в рулоне тяжелей вывести, токоотдача будет завись от длины рулона и толщины слоёв.
А если нужны банки с большим рейтингом разряда, это наверно уже литий-титанатные, только опять всё упирается в удельную энергоёмкость.
Мне кажется, что уже давно пора 18650 тоже называть LiPo аккумуляторами.
Вы перепутали, Липоха - lithium-ion polymer battery, просто разновидность литий-ионных аккумуляторов по конструкции и составу электролита.
lithium-ion polymer battery
Абсолютно с вами согласен. И литий-ионные, и литий-полимерные аккумуляторы являются литиевыми. Разница между старыми литий-ионными и новыми литий-полимерными аккумуляторами заключалась в материале сепаратора. В старых литий-ионных аккумуляторах, как я понимаю, сепаратором был какой-то материал (бумага? нетканый синтетический материал?), обеспечивающий не только электрохимический, но и механический путь от одного электрода к другому. Поэтому они были опасны, т.к. позволяли вырасти цепочкам металлического лития между электродами с последующим КЗ. Polymer - это действительно тонкая ПЛАСТИКОВАЯ пленка! Она действительно является абсолютным механическим изолятором, не позволяющим вырасти цепочкам лития, но пропуская в то же время его ионы. Я все это написал не потому что я Капитан Очевидность, а только лишь затем, чтобы подчеркнуть, что слово polymer не просто так находится в названии ЛиПошек.
Но если я вижу, что теперь и в 18650 в качестве сепаратора используется та же белая полимерная пленка, почему я должен их по-прежнему называть литий-ионными, а не литий-полимерными? Ведь и в них теперь сепаратор - полимер 😃. Просто… 18650 в отличии от прямоугольных силовых имеют несколько другое конструктивное исполнение… Вот та самая полимерная белая полупрозрачная пленка-сепаратор из 18650. А на другой фотографии подключение минусового контакта (дно банки) к медной фольге рулона толщиной всего 0,01 мм! Теперь подумайте, как будет влиять ток величиной в несколько ампер на медную фольгу толщиной 0,01 мм в пространстве около точки подключения. Вся плотность тока будет сосредоточена в этом месте.
Разница между старыми литий-ионными и новыми литий-полимерными аккумуляторами заключалась в материале сепаратора
Разница в том что ли-он можно спокойно разряжать до 2,5в
Разрядив силовой ли-по до 3,0в вам придется его выкинуть - на нем вы уже летать не сможете, это труп.
Разница в том что ли-он можно спокойно разряжать до 2,5в
Разрядив силовой ли-по до 3,0в вам придется его выкинуть - на нем вы уже летать не сможете, это труп.
С этим согласен. Но это, скорее всего, особенности химии. Я гораздо больше внимания уделил бы эквивалентным схемам прямоугольных многолистовых силовых и рулонных высокоемких слаботочных литий-полимерных аккумуляторов:
Когда мы параллелим банки 18650, мы тем самым и стремимся избавиться от их основного недостатка - малой токоотдачи. Но мне кажется, и вроде как посты отсюда это косвенно подтверждают, то если мы делаем сборку из 18650 с параметрами силового липо, то по размерам и массе они получаются примерно сопоставимы. Или я не прав?
В старых литий-ионных аккумуляторах, как я понимаю, сепаратором был какой-то материал (бумага? нетканый синтетический материал?), обеспечивающий не только электрохимический, но и механический путь от одного электрода к другому. Поэтому они были опасны, т.к. позволяли вырасти цепочкам металлического лития между электродами с последующим КЗ. Polymer - это действительно тонкая ПЛАСТИКОВАЯ пленка! Она действительно является абсолютным механическим изолятором, не позволяющим вырасти цепочкам лития, но пропуская в то же время его ионы. Я все это написал не потому что я Капитан Очевидность, а только лишь затем, чтобы подчеркнуть, что слово polymer не просто так находится в названии ЛиПошек.
Давайте попробую объяснить, а потом закроем этот вопрос, к теме не относиться.
Все литиевые аккумуляторы литий-ионные, у всех полимерные сепараторы, были, есть.
Только в старых использовали металлический литий, которые не годились для многократного циклирования (причину вы озвучили),сейчас делают только литиевые неперезаряжаемые батарейки (к примеру “таблетки” 3 вольта).
Отличие состоит именно в электролите, у липохи “сухой”, добавлен полимерный наполнитель,металлического лития в обеих видах вообще нет. Технология производства липо аккумуляторов дороже.
Кстати, рабочий диапазон напряжения тоже не так конкретен как считается, есть разные типы в обеих вариантах, полностью заряженный считается 4,4-4,2 вольта, а минимальное напряжение 3,2-2 вольта. В обеих вариантах такое есть, например “обычные”, “высоковольтные”.
Я думаю что в современных реалиях 18650 правильно было бы называть “рулонные литий-полимерные” 😃. И, пожалуй, вкратце это все, что я хотел сказать 😃.
Я думаю что в современных реалиях 18650 правильно было бы называть “рулонные литий-полимерные”
Я правильно понял, вы разбирали, старый, высохший аккумулятор? Вы смотрели видео смельчаков, там они разбирали “живой”, просто разряженный аккумулятор. Так вот там жидкий электролит закипел от КЗ пластин. В Липохе такого нет, там электролит связуется полимерной добавкой.
вы разбирали, старый, высохший аккумулятор
Да. И рулонные, и силовые липохи. Своё видео снимать нет смысла, ибо этого добра в Youtube полно и без меня. Но пара фоток осталась.
В Липохе такого нет, там электролит связуется полимерной добавкой
Это технические подробности. В целом густота электролита не имеет значения аналогично тому, как в свинцово-кислых аккумуляторах применяется как жидкий электролит (автомобильные), так и гель (аккумуляторы для ИБП). От этого их характеристики не сильно меняются. Но вот то, что в банке прямоугольного силового литиевого аккумулятора мы имеем 30…50 элементарных ячеек, соединенных параллельно, а в 18650 имеем одну элементарную ячейку - на мой взгляд является их наиболее существенным различием и существенно влияет на их характеристики. Вы на рулоне никогда не получите 70…90C разряда. Скажем, на той фотке с остатками одной банки силовой липохи я насчитал 28 листов медной фольги, и обратите внимание, что все они соединены вместе в зоне контакта. Про такое же количество листов алюминиевой фольги и пр. и пр. элементов я молчу. Важно то, что внутри такой банки мы имеем 28 соединенных ПАРАЛЛЕЛЬНО элементарных литий-полимерных ячеек, что и дает нам высокую токоотдачу силовых липошек. В рулоне такого нет. Там один слой бутерброда, к концам которого подключены “+” и “-” аккумулятора. Я говорил о том, что если бы производители рулонных литий-полимерных аккумуляторов не ленились и делали несколько отводов от рулона, токоотдачу 18650 можно было бы поднять относительно дёшево.
Давайте абстрагируемся и немного пофантазируем… Вы - производитель. На выходе производственной линии у вас есть лист литий-полимерного бутерброда одной, стандартной технологии и химии, и размерами X на Y мм и площадью Z кв. мм. Если вы эту площадь Z кв. мм. нарежете кусочками и сложите стопкой, соединив концы медных и алюминиевых листов вместе, то получите прямоугольный многолистовой литий-полимерный силовой аккумулятор с диким C разряда. Он даст вам большой ток, но в течение короткого времени. Если же вы ту же площадь Z кв. мм. свернете рулоном, то получите высокую емкость, но низкую токоотдачу. Вот и все… Я думаю если производители к этому еще не пришли, то придут. А маркетологи вам скажут, как в соответствии с текущими потребностями рынка резать и упаковывать производимый лист литий-полимерного бутерброда.
Поэтому и предлагаю условно делить современные литий-полимерные аккумуляторы на прямоугольные многолистовые силовые и рулонные высокоемкие с низкой токоотдачей. А химия у них сейчас, скорее всего, +/- одинаковая.
Но вот то, что в банке прямоугольного силового литиевого аккумулятора мы имеем 30…50 элементарных ячеек
Вы сильно удивитесь - но там тоже рулон.
Просто он не круглый.
С химией вы уже лажанулись, теперь и со своими “рулонами”
и немного пофантазируем…
А давайте не будем фантазировать.
Я говорил о том, что если бы производители рулонных литий-полимерных аккумуляторов не ленились и делали несколько отводов от рулона, токоотдачу 18650 можно было бы поднять относительно дёшево.
Хоть десять токосъёмников присоединить к аноду и катоду, последних всего пара.
Неужели вы думаете разработчики настолько дураки, что не могли догадаться до такого пустяка, как прилепить несколько токосъёмников.
Проблема вовсе не в токосъёмнике, а в охлаждение, электролит просто закипит при больших токах, сепаратор расплавиться и КЗ в рулоне.
Тем более не стоит делать выводы только разобрав старенький ICR (Литий-кобальт), там токосъёмник сечением, подобран по возможностям данного вида по токам.
В сильнотоковых INR (Литий-марганец-никель) и токосъёмники больше сечением. Например Sony VTC5A или Samsung 25S, способны держать постоянно 10С и 30С (10 сек.), а например Samsung 20S легко держит постоянно 20С и 45С (10 сек.). Это честный рейтинг разряда, а не заявленный на китайских липохах 60-100С,которые как минимум надо делить пополам. Вы хоть представляете, что значит 60С, за минуту слиться аккумулятор и чтобы он не нагрелся больше 80 градусов.
При этом банка липохи с аналогичным рейтингом и емкостью как у 18650, будет тяжелей и дороже.
А ещё и ресурс будет у липо меньше при аналогичном рейтинге разряда и более требовательные к условиям хранения.
При этом банка липохи с аналогичным рейтингом и емкостью как у 18650, будет тяжелей и дороже.
обсуждалось 100500 раз, не будет.
А ещё и ресурс будет у липо меньше при аналогичном рейтинге разряда и более требовательные к условиям хранения.
добавляйте ИМХО, что бы было понятно, что это Ваше мнение…
ЛиПо живут меньше исключительно ввиду более жестких режимов эксплуатации.
в режиме малых токов (которые все равно выше чем у “пальцев”)
у меня 2S батарейка питания борта живет уже пять лет.
Разрядив силовой ли-по до 3,0в вам придется его выкинуть - на нем вы уже летать не сможете, это труп.
не надо столь категорично. бывало был разряд до 1.5-2 вольта на банку, аккум жив . немного в емкости теряет конечно, но до трупа далеко еще.
у меня 2S батарейка питания борта живет уже пять лет.
Читайте внимательней, выше! При аналогичном рейтинге разряда!Сравнение по циклам, а не просто лежание на полке.
Саша, а с чего вы решили что АК борта у меня лежит на полке.
И вообще, химия одинаковая, с какого перепугу при равных условиях эксплуатации один должен служить меньше ?
И да, я умею внимательно читать.
А теперь касательно стоимости веса и прочих параметров.
air-hobby.ru/…/2366-akkumulyator-tattu-1550mah-3s-…
две батарейки параллельно дадут емкость примерно как три 18650.
и будут стоить 50 баксов.
При этом легко отдадут пусть не 50, но 35С постоянного тока,
при этом в пике легко отдают 45-50С (сам проверял)
Сколько надо самых крутых 18650 что бы выдать 100А?
А ну да, про все забыл )), 270 грамм, чуть меньше трех 18650.
В общем вывод, который уже звучал неоднократно,
“каждому овощу своя грядка”(с)
не надо сравнивать теплое с соленым.
И вообще, химия одинаковая, с какого перепугу при равных условиях эксплуатации один должен служить меньше ?
А теперь касательно стоимости веса и прочих параметров.
air-hobby.ru/katalog/product...ah-3s-75c.html
Сравнения у вас реально не по теме вопроса, такое ощущения, что 18650 вы никогда не применяли на моделях.
Давай приведу конкретный пример сравнения.
Samsung 30Q 3000 mAh 15A (5C), весит такая банка 46 грамм, по стоимости мне обошлась такая банка в 200р.
По даташиту от производителя, ток заряда 4А, ток разряда 15А, 250 циклов с потерей емкости до 60%, и это экстремальный режим для них.
Для сравнения липоха 2700 10C, банка весит 48 грамм, по стоимости обошлась в 380р.
Как думаете, сколько циклов можно получить, если разряжать током 15А?
Можно не гадать, в реальности емкость у новой банки была 2500 mAh, а при токе 10-14А, она надулась как мячик за 4 цикла.
После я предъявил продавцу, по его объяснению выходит, что я не так понял, эти банки не силовые, а для питания аппаратуры))))
Наверно "фирма"от HRB показала бы лучше результат, но там и ценник был 700 р. за банку, как то не хотелось ещё выкидывать деньги.
Вот такая петрушка)))) IMHO
“каждому овощу своя грядка”(с)
не надо сравнивать теплое с соленым.
Точно))))
разряд до 1.5-2 вольта на банку, аккум жив . немного в емкости теряет конечно, но до трупа далеко еще.
Вы сходите в тему по липошкам и там похвастайтесь своей гпупостью “а вот у меня”.
Ваш акк труп, он больше никогда не выдаст силовой ток.
270 грамм, чуть меньше трех 18650.
где вы взяли 18650 весом по 100 грамм?
air-hobby.ru/katalog/product...ah-3s-75c.html
две батарейки параллельно дадут емкость примерно как три 18650.
две батарейки по ссылке, параллельно, дадут ёмкость 3100мах
три 18650 параллельно - 10500мах
я где-то плохо учился или что то не так прочитал?