Аккумуляторы 3.7 вольт | Какой лучше выбрать?

Литий-ионные аккумуляторы 3.7 вольт – это высокоэффективные элементы питания, широко используемые по-отдельности и в составе аккумуляторных батарей. При последовательном соединении ячеек (S) суммируется их напряжение, а при параллельном (Р) – емкость. В зависимости от необходимых характеристик аккумуляторной батареи, из ячеек с напряжением 3,7 V собирается АКБ по подходящей схеме.

Размеры и форма

У аккумуляторов Li-ion 3,7 V размеры бывают разные. Самый распространенный типоразмер – 18650 – имеют цилиндрические аккумуляторы диаметром 18 мм и длиной 65 мм. Но в продаже встречаются и аккумуляторы других форм-факторов с напряжением 3,7 В, например, 21700, 26650, 26980, 32650. Кроме цилиндрических ячеек, такое напряжение имеют и литий-ионные аккумуляторы призматической формы и пакетированные модели, например, 2217391, 858222, 75115330.

Характеристики аккумуляторов 3,7 вольт

Такие элементы питания производят не только разных размеров и форм, но и различного химического состава. Наиболее распространены изделия с содержанием кобальта, марганца, никеля. Внутри литиевых элементов питания находятся электроды, электролит и пористый сепаратор. Анод производится из графита, катод – из различных литиевых соединений: LiCoO2, LiMn2O4, LiNiCoMnO2. Электролит зачастую представляет собой смесь LiPF6 и карбоната.

Li-ion аккумуляторы с номинальным напряжением 3,7 вольт имеют:

• допустимое рабочее напряжение 2,8–4,2 В;
• удельную энергоемкость;
• легкий вес;
• высокую токоотдачу;
• малый саморазряд – <10% в месяц;
• рабочий температурный диапазон от -20 до +60 °С;
• оптимальные рабочие температуры от +15 до +25 °С;
• небольшое уменьшение исходной емкости в процессе хранения и эксплуатации – ежегодно до 10%;
• циклический ресурс до момента снижения емкости на 20% – до 1000 полных циклов перезарядки;
• время зарядки около 8 часов.

Точные характеристики литиевых аккумуляторов зависят от их размеров, химического состава, бренда производителя и других факторов. Например, ячейки типоразмера 18650 могут иметь емкость от 1800 до 3600 мАч. Посмотреть рабочие параметры можно в технических паспортах на продукцию. Характеристики литиевых батарей из 18650 3,7 V или других ячеек зависят от рабочих параметров элементов и схемы их сборки.

Слабыми качествами Li-ion элементов питания считаются:

• чувствительность к перезаряду и глубокому разряду;
• временное снижение токоотдачи и емкости при минусовых температурах;
• подверженность деградации при эксплуатации на больших токах и при нарушении рекомендованного температурного режима.

С защитой и без

Li-ion элементы с номинальным напряжением 3,7 В, как и остальные литиевые аккумуляторы, бывают защищенными и незащищенными. Защита представляет собой миниатюрную электронную схему, которая встраивается в ячейку в области плюсового контакта и оберегает ее от всевозможных рисков: перезаряда более 4,2 В, критического разряда менее 2,75 В, перегрева и короткого замыкания.

Встроенная плата защиты уменьшает риск возгорания и повреждения электронных приборов при установке в них таких элементов питания. У некоторых аккумуляторов кроме платы защиты дополнительно предусмотрен клапан для стравливания избыточного давления. Он задействуется при вздутии элемента питания и возникновении риска самовоспламенения.

Перед тем, как выбрать аккумулятор 3,7 V с защитой или без нее, нужно учесть особенности его предстоящего использования. Незащищенные модели традиционно используются для сборки в батарею и для установки в приборы с собственным контроллером безопасности. При использовании таких ячеек важно:

•  не разряжать их «в ноль»;
• избегать перезаряда – использовать ЗУ с контроллером заряда;
• держать контакты закрытыми, во избежание их случайного замыкания.

В приборах без встроенного контроллера заряда и разряда – простых фонарях, детских игрушках, электронных сигаретах и пр. – в целях безопасности рекомендуется использовать защищенные аккумуляторы.

Выбор аккумулятора

Лучшими производителями литиевых аккумуляторов считаются LG, Sony, Samsung, Sanyo, Panasonic. При выборе элементов питания для использования с повышающим преобразователем напряжения нужно учесть минимальное входное напряжение для этого преобразователя. Если оно составляет 3 В, подойдет любой тип аккумулятора. А если меньше, необходим аккум со встроенной защитой. Незащищенные элементы в таких условиях быстро выйдут из строя из-за глубокого разряда.

В электронных сигаретах, мехмодах и подобных устройствах рекомендуется использовать высокотоковые Li-ion аккумуляторы форм-фактора 18650 с кратковременной токоотдачей до 40–60 А. Ячейки, рассчитанные на стандартные нагрузки до 4–5 А (2С–3С) в таких условиях эксплуатации быстро исчерпывают свой ресурс.

В вопросе емкости, с одной стороны, чем больше – тем лучше. Но емкость зависит от размеров аккумулятора. Например, у элементов типоразмера 18650 бывает емкость от 1800 до 3600 мАч. Иногда на «банках» 18650 указывают фантастические значения емкости: 5400, 9000 мАч и т.п. Эти значения в маркировке характерны для дешевых подделок и не соответствуют действительности – по факту емкость таких элементов не может превышать 3600 мАч.

Как проверить качество

Проверить рабочие характеристики можно при помощи мультиметра. Альтернативный вариант – просто взвесить «банку». Аккумы емкостью выше 2000 мАч не могут весить менее 40 грамм. С увеличением реальной емкости растет и вес изделий.

С другой стороны, солидный вес не всегда свидетельствует о высокой емкости аккумулятора. Недобросовестные производители иногда добавляют в конструкцию что-нибудь для утяжеления, например, песок. Чтобы избежать покупки фальсификата, рекомендуется приобретать аккумуляторы у проверенных поставщиков, не гнаться за низкой ценой и не верить большим значениям емкости на корпусе. Аккумуляторы и другие товары высокого качества легко купить в интернет-магазине VirtusTec.ru.

Как заряжать аккумуляторы 3,7 V

Правильная зарядка аккумуляторов 3,7 вольта – это управляемый и контролируемый процесс. Он состоит из нескольких стадий:

1. Подготовительный этап – медленный прирост напряжения при неизменном токе небольшого номинала. При увеличении напряжения до заданного значения начинается следующий этап.
2. Быстрая подзарядка – стремительный рост напряжения при постоянной величине тока. Она может составлять от 0,2 до 1С, где С – номинальная емкость в Ач. Когда напряжение достигает 4–4,1 В, стартует следующая стадия.
3. Завершающий этап – плавное уменьшение тока при постоянном напряжении.

По этому принципу работают все правильные зарядные устройства для аккумуляторов 3,7 вольт типа Li-ion. Заряжать сборку из нескольких последовательно соединенных ячеек нужно устройствами, имеющими систему балансировки заряда каждого аккума. Такая система отслеживает параметры каждой «банки» и останавливает процесс зарядки АКБ при полном заряде одного элемента. Это оберегает АКБ от чрезмерного заряда и продлевает срок ее службы.

О причинах поломок литиевых батарей читайте здесь.