Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650

Serpent
dronelab:

Надеюсь вы угробите еще много много липошек

Алекс, вы иногда на количество постов смотрите и на даты регистрации.
Не истина в последней инстанции, но иногда помогает понять - кто почем…

P.S. Кстати, липошки после просадки ниже 3 вольт и у меня есть. И летают.
Наверное вопрос в каком режиме они разрядились. А может качество важно - не знаю. Но факт налицо.
А для 18650 3 вольта вообще не вопрос, смотрите доки по конкретным маркам. Там иногда до 2.5-2.2V доходит допустимый.

cfero
Serpent:

Алекс, вы иногда на количество постов смотрите и на даты регистрации.

У Алекса/Вячеслава тут тоже много постов… Просто dronelab - это не первая и не последняя реинкарнация. *to dronelab - Вы хоть, после банана, регистрируйтесь под похожим ником… skm01/02 или traveler01/02. А то сразу не понятно, с кем общение протекает

Serpent:

Кстати, липошки после просадки ниже 3 вольт и у меня есть

Сам в 16 году купил 3 липо акка одного производителя с рейтингом 35с. 4S, один на 3300, и два на 5200. Первый по глупости просадил до 9 вольт и квадрик жестко сел. Так же подумал, что труп и больше не жалел. Всегда под рукой - то к шуруповерту пристегну, то на тестовый квадрик. В сторэйдж никогда не вгонял. Остальные эксплуатировал бережно, гнал в сторэйдж и хранил в темном прохладном месте.
Так вот, 3300 до сих пор летает и отдает 2400-2600 попугаев. 5200 надутые, как шарики, один еле 3500 вывозит, второй 3900-4100. Так что все зависит от конкретного случая

плотник_А
Serpent:

А для 18650 3 вольта вообще не вопрос, смотрите доки по конкретным маркам. Там иногда до 2.5-2.2V доходит допустимый.

Тоже стало интересно узнать именно от производителя, на 35Е даташит datasheet-pdf.com/…/INR18650-35E-Datasheet-Samsung….
На странице 13, как понял про это информация для данной модели.
Если я правильно понял, нельзя заряжать аккумулятор, если напряжение на банке ниже 1 вольта.
Это понятно, что специально не стоит доводить до такого “трупа”, но ситуации разные бывают, тоже теряли самолётку и батарея сильно разряжалась.

Смотрел спецификацию на 30Q, в ней есть примеры “краш-тестов”, в одном из опытов, проверяли на короткое замыкание, в среднем 133А! Я честно говоря офигел.

Current

/offtop on

serzhe:

Да смысл с ним в полемику вступать? Понаписал 3 страницы чуши своей, оно только ему и надо, пусть пишет сколько влезет, не отвечайте. Ну правда надоело уже бред читать!

Этого индивидуума уже тоже банили)
Ранее проходил под кликухой “sir.Smug”. Тож нёс всякую ересь с “высоты своего высокого образования”))
Получил банхаммером по башке в марте 2017,
а уже в апреле мимикрировал и возник (в нарушение правил, разумеется:)) под велосипедным погонялом “Shimano”😁
Он смешной, с одной стороны, его можно потролить, он легко ведется, но быстро скисает, так как глубоких познаний не имеет, что доставляет)
Но, с другой стороны, действительно, надоедает постоянно в этой и других темах глядеть на его пустые и бессмысленные посты. Скоро опять забанят)
/offtop off

Shimano

Может тебе еще паспорт показать ?

отписался, жалко время терять ).

Ю_Н_К
Shimano:

паспорт показать ?

Достаточно аватарки.

72AG_ClearSky

А мне, после того как меня упрекнули в незнании химии литий-ионных аккумуляторов, стало интересно - а из чего же она состоит? Я полез в Гугл, и нашел несколько довольно глубоко раскрывающих тему документов на тему устройства и работы литий-ионных аккумуляторов. Википедия дает слишком поверхностное знание на эту тему, но там есть довольно лаконичный, но емкий рисунок, который в принципе довольно хорошо раскрывает принцип действия такого типа аккумуляторов.

Далее мне попалась диссертация Оспанбекова Бауржана Кенесовича, который рассматривал применение литий-ионных аккумуляторов 18650 для электробусов (автобусы на аккумуляторной электротяге). Там наиболее интересные для нас главы - “1.2 Применение литий-ионных аккумуляторов как наиболее перспективных тяговых источников тока” и “1.3 Определение параметров, влияющих на ресурс литий-ионной аккумуляторной батареи”. Кому лень читать диссертацию полностью, может ограничиться ключевыми (с моей точки зрения) циатами, которые я приведу здесь:

  • “В большинстве современных Li-Ion аккумуляторах отрицательный электрод изготавливается из углеродных материалов”. Имеется ввиду, как я понимаю, слой графита (а вернее - графена), на медной фольге.
  • “Каждые шесть атомов углерода образуют графеновые листы, похожие на медовые соты. Эти графеновые листы под действием вандерваальсовых сил образуют графитовые слои, последние, располагаясь параллельно друг другу, образуют графитовую структуру”.
  • “Максимальное количество лития, которое может быть внедрено в углерод, составляет 1 атом лития на 6 атомов углерода”.
  • “Механизм интеркаляции лития в графит – это последовательное заполнение литием пространства между графеновыми слоями”.
  • “При максимальном заполнении между слоями лития будет только один графеновый слой”. Тут, во-первых, автор написал как бы наоборот - “между двумя слоями лития один слой графена”, хотя правильнее было бы, на мой взгляд, так - “между двумя слоями графена один слой лития”, посколько графит - “хозяин”, а ионые лития - “гости”, которые приходят (заряд) и уходят (разряд). Во-вторых, автор пишет, что при заряде происходит постепенное наполнение межслойного графитового пространства ионами лития (пустоты), и в идеально заряженном аккумуляторе не должно быть межграфеновых пространств, не заполненных ионами лития.
  • “При интеркаляции лития в неграфитированные материалы заполнение литием происходит одновременно по всему объему углеродного материала, поэтому зарядно-разрядная кривая имеет сглаженный вид, и четкие ступени на зарядноразрядной кривой отсутствуют”.
  • “При разряде аккумулятора происходит деинтеркаляция (ионов) лития из углеродного материала (на отрицательном электроде) и интеркаляция (ионов) лития в оксид (на положительном электроде). При заряде процессы идут в обратном направлении. Таким образом, во всей системе отсутствует металлический (нуль-валентный) литий, а процессы разряда и заряда сводятся к переносу ионов лития с одного электрода на другой”.
  • “Токообразующий процесс на отрицательном электроде описывается уравнением 6C + xLi+ + xe- ↔ LixC6. Процесс в прямом направлении соответствует заряду, а обратный процесс − разряду аккумулятора”.
  • “В качестве электролита используют растворы солей лития в неводных растворителях”
  • “При саморазряде происходит окисление растворителя на положительном электроде, при различных системах процесс происходит по–разному. Забивка пор электрода продуктами окисления приводит к увеличению импеданса электрода и как
    следствие снижению скорости процессов при заряде-разряде. Кроме этого на процессы саморазряда влияют следующие механизмы: разложение электролита на электроде; спонтанное внедрение лития в объем положительного электрода; растворение материла электрода”.
  • “Деградацией называют самые разные явления и особенности систем. К ним относятся: перезаряд и необратимый саморазряд ЛИА (литий-ионных аккумуляторов), осаждение металлического лития на отрицательном электроде, изменение состава электролита в следствии его окисления на положительном электроде и восстановления на отрицательном, снижение электрохимической активности электродов, электрохимическое и химическое растворение активного материала электродов и изменение его фазового состава, разрушение токоотводов вследствие коррозии.”
  • “Перезаряд ЛИА приводит к необратимой деградации аккумулятора, а также снижению его емкости и мощности”.
  • “При перезаряде отрицательного электрода происходит осаждение на нем металлического лития”.
  • “Перезаряд положительного электрода сопровождается целым рядом электрохимических реакций, зависящих от конкретных условий: природы материала электрода, состава электролита, температуры и др…может приводить к экзотермическим реакциям окисления органических растворителей с образованием газообразных и нерастворимых твердых продуктов, в частности, Li2CO3, блокирующих поры электрода”.
  • “Эксплуатация АКБ при низких температурах, как правило, приводит к необратимому снижению емкости аккумуляторов. Снижение емкости АКБ при низких температурах, связывают с осаждением металлического лития на поверхности отрицательных электродов в ходе зарядного процесса, а также с затруднением транспортировки ионов лития в объеме электрода, из-за снижения скорости их твердофазной диффузии в углеродном материале. На стабильности отрицательных электродов, помимо отрицательной температуры, также оказывает и повышенная температура”.
  • “Основным видом потерь является потери электролита, а не разрушение анода.” Но, поскольку электролит состоит из органического растворителя (причем это не какой-нибудь банальный ацетон, а гораздо более редкие растворители), то просто вскрыть банку и “капнуть водички” (как в свинцовых АКБ) не поможет.
  • “…основным ресурсоопределяющим механизмом при температуре ниже 25 градусов С является металлизация лития, в то время как при температуре выше этого значения катод подвергается старению и анод будет увеличивать толщину электролита”.
  • “Результаты исследований показали значительное снижение ресурса аккумуляторов при низких температурах. Это говорит о том, что эксплуатация при таких температурах недопустима. Наиболее эффективной температурой является 25 градусов С. Температуры свыше этой также снижают ресурс аккумулятора, но не так интенсивно по сравнению с диапазоном низких температур (при низких температурах разница составляет более 200%). Диапазон температур от +20 до
    +35 градусов С является наиболее приемлемым при эксплуатации.”

Также я почитал лабораторную работу №7 Белорусского государственного технологического университета, из которой я дернул следующие мысли об аккумуляторах 18650:

  • “Использование углеродной матрицы сняло проблему катодного восстановления лития в виде дендритов. Однако …в этом случае…за счет очень существенной потери в удельной емкости и энергии. Для LiC6 теоретическая удельная емкость составляет всего лишь 372 А∙ч/кг (для чистого лития 3860 А∙ч/кг)”. Зацените - удельная емкость чисто литиевого аккумулятора почти в 10 раз выше, чем графитно-литийионного! Если бы 18650 при средней массе 50 г имел чистый литий, то в его габаритах и массе получилась бы граната емкостью 193 А*ч 😁.
  • “Предельный состав интеркалята LiC6 определяется кристаллографическими особенностями графита: каждый внедренный атом лития занимает определенное место против центра углеродного кольца в
    межслойном пространстве кристаллической решетки графита”
  • “Кроме углеродных материалов в качестве матрицы отрицательного электрода изучаются структуры на основе оксидов олова…Электроды на основе SnO2-TiO2(10%) демонстрируют устойчивое циклирование в течение 50–60 циклов при полном разряде с удельной емкостью до 750 мА∙ч/г”. Так что, друзья - кому нужен источник энергии мощнее и легче, чем 18650, ищите литий-оловянные аккумуляторы. Если взять массу обычного 18650 за ~50 грамм, то в такой массе можно получить емкость 0,75 А*ч * 50 г = 37,5 А*ч 😁. Емкость дикая, но жизнь короткая - 60 циклов, и в помойку.
  • “Электролит. Выбор электролита, который во многом определяет стабильность работы литий-ионного аккумулятора, зависит от электродных материалов. Обычно используется смесь органических растворителей, основой которой является этиленкарбонат (ЭК) и диэтилкарбонат (ДЭК). В смесь вводят различные литиевые соли, например LiPF6, тип которых определяет проводимость электролита, состав и
    морфологию пассивного слоя на положительном и отрицательном электродах. Электролит находится в порах матричного сепаратора из полиолефина. Высокая агрессивность, токсичность и пожароопасность органического электролита в литий-ионных аккумуляторах требует надежной герметизации источника тока. Для исключения термического разгона используют специальный сепаратор, который при температуре 110°С претерпевает фазовые изменения и закрывает поры, в результате чего значительно увеличивается его внутреннее сопротивление и уменьшается токовая нагрузка”.
  • "Таким образом, токообразующая реакция сводится к непрерывной перекачке (интекаляции/деинтеркаляции) ионов Li+ через раствор: при заряде из положительного электрода в отрицательный, а при разряде в обратном направлении. Такой тип аккумуляторов часто называют “креслом-качалкой”.
  • “Конструктивно большинство Li-ion аккумуляторов … производятся в цилиндрическом и призматическом вариантах. В цилиндрических аккумуляторах свернутый в виде рулона пакет электродов и сепаратора помещен в стальной или алюминиевый корпус, с которым соединен отрицательный электрод. Положительный полюс аккумулятора выведен через изолятор на крышку… Призматические аккумуляторы производятся складыванием прямоугольных пластин друг на друга. Призматические аккумуляторы обеспечивают более плотную упаковку в батарее, но в них труднее, чем в цилиндрических, поддерживать сжимающие усилия на электроды. В некоторых призматических аккумуляторах применяется рулонная сборка пакета электродов, который скручивается в эллиптическую спираль…”. Мои мысли нашли документальное подтверждение 😁.
  • “Большое распространение получила пакетная конструкция Liионных и Li-полимерных аккумуляторов. В связи с отсутствием металлического корпуса пакетные элементы с пластиковой оболочкой
    имеют малый вес и выпускаются для целевого назначения” - т.е. для нас 😃.
  • “Li-ion и другие литиевые аккумуляторы … отличаются абсолютной герметичностью. Требование абсолютной герметичности определяется как недопустимостью вытекания жидкого электролита, отрицательно действующего на аппаратуру, так и недопустимостью попадания в аккумулятор кислорода и паров воды из окружающей среды. Кислород и пары воды реагируют с материалами электродов и электролитом, что
    не только полностью выводит аккумулятор из строя, но и способствует самовозгоранию и взрыву батареи”.
  • “Отрицательные электроды Li-ионных аккумуляторов изготавливают намазкой или напрессовыванием активной массы, состоящей из углеродного материала и связующего, чаще всего поливинилиденфторида, растворенного в N-метилпирролидоне. В некоторых случаях в состав активной массы вводят добавку сажи, которая улучшает пластичные свойства.”
  • “Разноименные электроды в литиевых и литий-ионных аккумуляторах разделяют сепаратором из пористого полипропилена, в частности из материала Celgard”
  • “Аккумуляторы собирают в разряженном состоянии. Для приведения в действие их необходимо зарядить. При первом цикле зарядаразряда литий-ионные аккумуляторы необратимо теряют часть своей емкости, так как в процессе первого заряда, кроме внедрения лития в структуру углеродного материала, происходит разложение электролита с образованием пленки, обладающей ионной проводимостью. Образование пассивной пленки приводит к необратимой потере до 20–30% заложенной емкости. Для снижения этих потерь рекомендуют добавки в электролит, различного рода обработку поверхности углеродного материала, использование токовых коллекторов с активными покрытиями из ацетиленовой сажи. Начиная со второго цикла процесс разряда и заряда литий-ионного аккумулятора сводится к переносу ионов лития от анода к катоду и обратно”.
  • “Современные Li-ion аккумуляторы имеют … нижний порог напряжения 2,5–2 В”. Как видим, нижний порог значительно колеблется.
  • “При напряжении заряда 4,3 В начинается металлизация отрицательного электрода литием, а на положительном начинает выделяться кислород, температура батареи при этом быстро растет”. Полагаю, что металлический литий и кислород - далеко не лучшие “друзья” 😃.
  • “Под крышкой аккумулятора (18650) имеется устройство, реагирующее на положительный температурный коэффициент увеличением сопротивления, и устройство, которое разрывает электрическую связь между
    катодом и положительной клеммой при повышении давления газов внутри аккумулятора выше допустимого предела”.
  • “Заряд полностью разряженных литий-ионных аккумуляторных батарей. При длительном хранении аккумулятора без подзарядки напряжение разомкнутой цепи может упасть ниже 2,5 В на элемент. Большинство зарядных устройств начинает работать от 2,5 В на элемент. В этом случае для перевода батареи в рабочее состояние, а также возможности заряда батареи в зарядном устройстве, рекомендуется проводить трехступенчатый восстановительный заряд: 1 этап. Заряд батареи током 0,02С до напряжения 2,8 В; 2 этап. Заряд током 0,05С до напряжения 3,2 В; 3 этап. Нормальный заряд до напряжения 4,2 В”.
  • “Литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы отличаются от литийионных видом используемого полимерного электролита (ПЭ), являющегося одновременно пористым сепаратором и обладающего ионной проводимостью. Все полимерные электролиты делят на 3 типа: сухие, гель-полимерные, содержащие пластификаторы (пропиленкарбонат, этиленкарбонат, диметилкарбонат и др.) и микропористые (например, на основе сополимера винилиденфторида с гексафторпропиленом, в порах которого находится неводный раствор соли)… Недостатками сухого и микропористого электролита являются их плохая проводимость и высокое внутреннее сопротивление. Однако они хорошо работают при температурах выше 40°С. Литиевый аккумулятор с гель-полимерным электролитом имеет более высокую проводимость, является гибридным и его называют Li-ионным полимерным аккумулятором”.

Я думаю, этих двух бумажек пока хватит - обе они явились для меня “кладезью” информации как в целом по литий-ионным аккумуляторам, так и по 18650 в частности.

сандор

Хочу собрать сборку Самсунг 3000/15 А будет 3S2P максимальный ток около 30А . Подскажите какой толщины полосы будет достаточно, есть 0,1 и 0,15 или нужно варить в две?

плотник_А
сандор:

Подскажите какой толщины полосы будет достаточно, есть 0,1 и 0,15 или нужно варить в две?

Толще точно лучше, а две или одну, будет зависеть больше от сечения и из какого металла полоса.
Ну и всегда рассчитывайте на максимальную токоотдачу батареи, так как потребитель может и меняться, для вашей сборки лучше брать в расчёт 60А.

72AG_ClearSky:

“Современные Li-ion аккумуляторы имеют … нижний порог напряжения 2,5–2 В”.

Лучше всё таки смотреть даташиты на конкретную модель, тоже самое касается напряжение заряженного, производитель рекомендует, но и гарантирует нормальную работу до максимального напряжения. Я лично до максимума заряжаю, но стандартным током, тут главное чтобы не было перегрева, тогда нет никаких проблем. Тоже самое касается нижнего порога, разряд минимум до 2,8 вольта и нет никаких перегревов, конечно тоже от тока будет зависеть, чтобы не перегреть главное.
Вообще всё упирается в температуру, тогда не будет этого…

72AG_ClearSky:

начинается металлизация отрицательного электрода литием, а на положительном начинает выделяться кислород, температура батареи при этом быстро растет". Полагаю, что металлический литий и кислород - далеко не лучшие “друзья”

Только малость я не согласен, кислород и влияет на электрохимическую реакцию, а вот высокая температура высвобождает его из электролита, происходит более быстрое окисление металлов (анод и катод), ну и если по простому ещё и выкипает электролит.

ser65

Пробовал варить разной лентой, когда настраивал аппарат. Даже количество витков подбирал. 0,25 не понравилось совсем, вмятины в акке остаются, т.к. лента жёсткая и нужно сильно давить и хорошо греет точку. 0,1 лучше варится и при меньшем токе чем 0,15, но не намного, а две полосы совсем не проблема. Посмотрите у продавцов характеристики, некоторые указывают макс. ток.

сандор

Если этот пост ответ мне, то отвечу. Собрал сборку лентой 0,2 Х 8 мм. варится хорошо

плотник_А
сандор:

Собрал сборку лентой 0,2 Х 8 мм.

Если никель, в общем получается 3,2 квадрата в сумме, вполне нормально. с хорошим запасом.
Даже если никелированная сталь тоже пойдёт.

плотник_А
сандор:

Как у вас получилось 3,2

Я как понял, вы для 2Р применили две перемычки, каждая по 1,6 мм2.

сандор

Только сейчас дошло что часть перемычек 3,2 а часть 1,6 можно было первую и последнюю в две пластины. На будущее учту

плотник_А
сандор:

можно было первую и последнюю в две пластины. На будущее учту

Непринципиально для 2Р делать крайние шины (+/-) больше сечением.

Serpent

for samsung 18650 batteries 3300mah INR18650 3.7V Rechargeable batteries Li ion lithium ion 18650 30a large current 18650 VTC7

Меня всегда смущают продавцы, использующие громкие термины и названия, особенно в комбинациях, которые не совсем между собой сочетаются.
Этакие китайские “эффективные менеджеры” от торговли…
Самсунг да еще с сонивскими кодами? Ну ну…

P.S. Если окажется реальностью, то очень даже ничего батарейки. 😃

ser65

В отзывах есть несколько фото, у них внутреннее сопротивление 30-40мОм