18650 As baterias de iões de lítio tornaram-se cada vez mais populares ultimamente. De acordo com suas características técnicas, eles estão à frente das conhecidas baterias tipo dedo. Os conceitos de “dedo” e “dedinho”, usados para os conhecidos tamanhos de baterias, são incorretos do ponto de vista da terminologia correta. Todas as baterias, independentemente do tamanho, têm seus próprios códigos indicando seu tamanho. Então, 18650 também é um código. Esse é o segredo.
Bateria tamanho 18650
Este código de cinco dígitos expressa a largura e o comprimento da bateria, onde os dois primeiros dígitos são a largura (diâmetro) em mm, e os três últimos são o comprimento em mm com décimos. Há uma opinião errônea de que o zero no final deste código indica a forma cilíndrica da bateria (existem baterias de diferentes formas). Essa designação exata do comprimento da bateria não é necessária. Ao especificar seu tamanho, geralmente é limitado aos quatro primeiros dígitos (1865). A propósito, as baterias de dedo e dedo mindinho também têm seu próprio código - 14500 e 10440. Além do código digital,tamanho também pode ser indicado por letras. Por exemplo, os dois tamanhos de bateria acima têm códigos de letras alternativos - AA (dedo) e AAA (dedo mindinho). Existem muitos códigos alfabéticos e numéricos que indicam o tamanho de várias baterias: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), etc.
Para baterias 18650, esta designação de tamanho é imprecisa. Outros parâmetros também devem ser levados em consideração. O tamanho de uma bateria 18650 pode ser afetado, por exemplo, pela presença de uma placa especial integrada (controlador de carregamento). Algumas baterias podem ter um comprimento ligeiramente maior neste caso. Não é incomum que uma bateria simplesmente não caiba no compartimento do dispositivo em que deseja usá-la, apesar de esse dispositivo (por exemplo, uma bateria de cigarro eletrônico) ser projetado para funcionar com esse tipo de bateria.
Li-ion 18650 vida útil da bateria
A quantidade de tempo que uma determinada bateria pode durar depende do conceito de "miliamperes por hora" (mAh). Para baterias grandes, como automóveis, o termo "amps por hora" é usado. Para uma bateria de 18650 mAh, este é um valor derivado. Um ampere é igual a 1000 miliamperes. Um miliampère por hora é a corrente que uma bateria pode produzir durante uma hora convencional de uso. Em outras palavras, se você dividir esse valor por um determinado número de horas, poderá descobrir a duração da bateria. Por exemplo, a bateria tem uma capacidade de 3000 mAh. Isso significa que por duas horastrabalho, ele vai dar 1500 miliamperes. Quatro - 750. A bateria do exemplo acima será completamente descarregada após 10 horas de operação, quando sua capacidade atingir 300 miliamperes (limite de descarga profunda).
Esses cálculos dão apenas uma ideia aproximada da vida útil da bateria. Seu tempo real de operação depende de qual carga ele tem que lidar, ou seja, do dispositivo que ele deve fornecer energia.
Corrente, tensão e potência
Antes de nos determos na descrição geral das características técnicas das baterias de íon-lítio 18650 e precauções ao trabalhar com elas, vamos definir brevemente os conceitos acima. A corrente (corrente de descarga máxima, saída de corrente) é expressa em amperes e é marcada na bateria com a letra "A". A tensão é expressa em volts e é indicada pela letra "V". Em muitas baterias, você pode encontrar essas designações. Para uma bateria de íons de lítio, a tensão é sempre 3,7 volts e a corrente pode ser diferente. A potência da bateria como parâmetro dominante de sua força é expressa como o produto da tensão e da corrente (volts devem ser multiplicados por amperes).
Descrição dos prós e contras de uma bateria de íons de lítio
A principal desvantagem das baterias 18650 Li-Ion é que elas têm uma pequena faixa de temperatura de operação. A operação normal de uma bateria de íons de lítio só é possível na faixa de -20 a +20 graus Celsius. Se for usado ou carregado em temperaturas abaixo ou acimamarcado, estraga. Para comparação, as baterias de níquel-cádmio e níquel-hidreto metálico têm uma faixa de temperatura mais ampla - de -40 a +40. Mas, ao contrário deste último, as baterias de íons de lítio têm uma tensão nominal mais alta - 3,7 volts versus 1,2 volts para baterias de níquel.
Além disso, as baterias de íon-lítio praticamente não são afetadas pelos efeitos de autodescarga e memória comuns entre muitos tipos de baterias. A auto-descarga é a perda de energia carregada quando ocioso. O efeito memória ocorre em alguns tipos de baterias como resultado do carregamento sistemático após a descarga incompleta. Ou seja, desenvolve-se em baterias que não estão completamente descarregadas.
Com o efeito memória, a bateria “lembra” o grau de descarga após o qual começou a ser carregada, e é descarregada, tendo atingido este limite no ciclo seguinte. Sua verdadeira capacidade naquele momento é realmente maior. Se houver uma placa que exiba o nível da bateria, também mostrará a descarga. Este efeito não se desenvolve imediatamente, mas gradualmente. Também pode se desenvolver em condições em que a bateria esteja constantemente trabalhando na rede elétrica, ou seja, está carregando continuamente.
Autodescarga e efeito de memória são extremamente baixos em baterias de íon de lítio.
Há mais uma coisa para prestar atenção: essas baterias não podem ser armazenadas em um estado descarregado, caso contrário, elas falharão rapidamente.
Precauções da bateria de íons de lítio
Muitos tipos de baterias são inflamáveis eexplosões. Depende da composição química da estrutura interna da bateria. Para baterias de íons de lítio 18650, esse problema é bastante agudo. Não é incomum que os usuários de cigarros eletrônicos sofram queimaduras graves nas mãos e no rosto, ou ferimentos ainda mais graves. Como as baterias de íons de lítio são encontradas em laptops, tablets e telefones celulares, não é incomum que elas acendam.
Em primeiro lugar entre as causas de tais incidentes está, obviamente, a montagem de baterias de baixa qualidade (baratas). No entanto, no caso dos cigarros eletrônicos, é fácil provocar uma explosão da bateria de íons de lítio por conta própria, mesmo que a bateria não seja barata. Para fazer isso, você precisa entender um pouco sobre o que é resistência elétrica.
Se explicarmos este conceito na linguagem mais simples, então este é um parâmetro que determina os requisitos do condutor para a bateria. Quanto menor a resistência do condutor, mais corrente (ampères) a bateria deve fornecer. Se a resistência for muito baixa, a bateria funcionará com esse condutor para uma carga grande. A resistência pode ser tão baixa que provocará uma carga exorbitante na bateria e sua subsequente explosão ou ignição. Em outras palavras, será um curto-circuito. Como os cigarros eletrônicos funcionam com o princípio da evaporação, que requer um elemento de aquecimento (bobina de filamento), usuários ineptos podem forçar erroneamente a bateria a funcionar com um elemento de aquecimento comresistência extremamente baixa. Conhecendo a saída de corrente de uma bateria específica e a resistência do condutor, usando cálculos simples usando a fórmula da lei de Ohm, você pode determinar se essa bateria pode lidar com um condutor específico.
Esses perigos nem sempre ocorrem em todos os casos. As tecnologias de proteção de baterias estão em constante evolução. Muitas baterias têm um controlador de carga especial dentro que pode desenergizar a bateria a tempo quando ocorre um curto-circuito. Estas são baterias protegidas.
dispositivo de bateria de íon de lítio
No coração da bateria 18650 está um eletrólito, um líquido especial no qual ocorrem reações químicas.
Essas reações químicas são reversíveis. Este é o princípio de funcionamento de qualquer bateria. Em termos simples, a fórmula para tais reações pode ocorrer tanto da esquerda para a direita (descarga) quanto da direita para a esquerda (carga). Tais reações ocorrem entre o cátodo e o ânodo da célula. O cátodo é o eletrodo negativo (menos), o ânodo é o eletrodo positivo (mais) da fonte de alimentação. Durante a reação, uma corrente elétrica é formada entre eles. As reações químicas de descarga e carga entre cátodo e ânodo são processos de oxidação e redução, mas isso é outra história. Não vamos nos aprofundar no processo de eletrólise. A corrente é formada no momento em que o cátodo e o ânodo começam a interagir, ou seja, algo está conectado ao positivo e ao negativo da bateria. O cátodo e o ânodo devem ser eletricamente condutores.
Durante a violação das condiçõesDurante a operação, moléculas de elementos químicos aparecem no eletrólito, que fecham o cátodo e o ânodo, o que leva a curtos-circuitos internos. Como resultado disso, a temperatura da bateria aumenta e mais moléculas aparecem, fechando o positivo e o negativo. Todo esse processo, como uma bola de neve, adquire velocidade exponencialmente. Sem a possibilidade de retirar o eletrólito (a caixa da bateria é selada), ocorre a expansão térmica, o que aumenta a pressão interna. O que acontece a seguir pode ser entendido sem comentários.
Carregar a bateria de iões de lítio
Como carregador para uma bateria 18650, qualquer dispositivo projetado para baterias deste formato é adequado. O principal é não alterar a polaridade correta ao carregar. Coloque as baterias nos slots do carregador exatamente de acordo com os sinais de mais e menos. É uma boa ideia ler as outras precauções para usar o carregador de bateria 18650, que estão sempre listadas na caixa da bateria.
A melhor opção para carregar baterias de íons de lítio é usar carregadores mais caros com processo de carregamento ajustado. Muitos deles têm a função de carregar baterias usando o método CC/CV, que significa corrente constante, tensão constante. Este método é bom porque pode carregar a bateria mais do que os carregadores convencionais. Isso se deve a um conceito como sobrecarga.
Durante o carregamento ou descarregamento da bateria, sua voltagemestá mudando. Aumenta ao carregar, diminui ao descarregar. Avaliado 3,7 volts é um valor médio.
Existem dois efeitos que afetam negativamente a bateria - sobrecarga e descarga excessiva. Existem limites para carregar e descarregar a bateria. Se a tensão da bateria ultrapassar esses limites, a bateria ficará sobrecarregada ou descarregada em excesso, dependendo de estar carregando ou descarregando. No modo de carregamento normal do 18650 Li-ion, o carregador e o controlador de carregamento dentro da própria bateria (se houver) lêem a tensão da bateria e cortam a carga quando atinge o limite para evitar sobrecarga. Nesse caso, a bateria não está totalmente carregada. Sua capacidade pode permitir que ele carregue mais, mas o limite o impede.
O princípio de carregamento pelo método CC / CV é projetado para que a corrente fornecida à carga não seja cortada, mas seja drasticamente reduzida, evitando que a tensão interna da bateria ultrapasse o valor limite. Assim, a bateria fica totalmente carregada sem ser recarregada.
Tipos de baterias de íons de lítio
Tipos de baterias 18650 Li-ion:
- fosfato de ferro-lítio (LFP);
- lítio-manganês (IMR);
- lítio-cob alto (ICR);
- polímero de lítio (LiPo).
Todos os tipos, exceto o último, são cilíndricos e podem ser fabricados no formato 18650. As baterias de polímero de lítio diferem por não terem um formato específico. Isso se deve ao fato de possuírem um sólidoeletrólito (polímero). É devido a essa propriedade incomum do eletrólito que essas baterias são frequentemente usadas em tablets e celulares.
Aplicação de baterias de íons de lítio
Como já mencionado, as baterias Li-ion tamanho 18650 são amplamente utilizadas em cigarros eletrônicos. Eles podem ser embutidos na bateria ou removíveis, ou seja, instalados separadamente. Também pode haver vários conectados em paralelo ou em série.
Baterias de íon de lítio são usadas há muito tempo na construção de várias baterias, como baterias de laptop. Essas baterias são uma cadeia de várias baterias 18650 interconectadas dentro de um único estojo. Essas baterias também podem ser encontradas como bancos de energia espaçosos - carregadores portáteis.
O escopo das baterias em si é muito amplo: desde os carregadores nomeados até os elementos constituintes dos grandes mecanismos modernos (automóveis ou aviação). Ao mesmo tempo, o número de 18.650 baterias de íons de lítio que compõem uma única bateria pode variar de algumas a centenas. Vale a pena mencionar as baterias de polímero de lítio. Embora não estejam disponíveis no formato Li-ion 18650, são os mais comuns, pois são usados em tablets e celulares.
