Pilna rokasgrāmata par 18650 un 21700 elementiem — ķīmija, zīmoli, ietilpība

Litija cilindriskie elementi 18650 un 21700 ir «ķieģelīši», no kuriem tiek veidotas praktiski visas mūsdienu tehnikas akumulatoru baterijas: no klēpjdatoriem un elektroinstrumentiem līdz elektroskrejriteņiem un robotiem putekļsūcējiem. Servisa centrā SATER mēs strādājam ar šiem elementiem katru dienu — pārpakojam elektroinstrumentu akumulatoru blokus, nomainām šūnas robotu putekļsūcēju baterijās, veidojam individuālas baterijas pēc pasūtījuma.

Šis raksts ir detalizēts ceļvedis tiem, kas vēlas izprast tēmu: no fiziskajiem izmēriem līdz viltojumu noteikšanai.

Ko nozīmē skaitļi: 18650 un 21700

Formāta nosaukums ir tā izmēri milimetros:

• 18650 = 18 mm diametrs × 65 mm garums (+ 0 nozīmē cilindrisku formu)
• 21700 = 21 mm diametrs × 70 mm garums

Formāts 18650 parādījās 1990. gadu sākumā un kļuva par de facto standartu. Sony pirmā masveidā ražoja 18650 klēpjdatoriem. Formāts 21700 ir jaunāks, izstrādāts Tesla sadarbībā ar Panasonic elektroauto vajadzībām (Model 3, 2017. gads). Pateicoties lielākajam tilpumam, 21700 ietver par 35-50% vairāk enerģijas.

Formātu salīdzinājums

Litija elementu ķīmijas tipi

INR — niķelis-mangāns-kobalts (NMC)

Visizplatītākais tips mūsdienu elementos. Līdzsvars starp ietilpību, strāvas atdevi un drošību.

• Tipiskā ietilpība 18650: 2500-3600 mAh
• Strāvas atdeve: vidēja-augsta (10-35A)
• Piemēri: Samsung 25R (2500 mAh, 20A), Samsung 30Q (3000 mAh, 15A), LG HG2 (3000 mAh, 20A)

ICR — kobalts (LCO)

Augsta ietilpība, bet zema strāvas atdeve un paaugstināts termiskā izvirzes risks.

• Tipiskā ietilpība 18650: 2600-3400 mAh
• Strāvas atdeve: zema (2-5A)
• Piemēri: Panasonic NCR18650B (3400 mAh, 4,87A)

IMR — mangāns (LMO)

Augsta strāvas atdeve un drošība uz mazākas ietilpības rēķina.

• Tipiskā ietilpība 18650: 1500-2100 mAh
• Strāvas atdeve: augsta (20-30A)

IFR — dzelzs-fosfāts (LFP)

Maksimāla drošība un izturība (2000-5000 cikli), bet zemāks spriegums (3,2V nevis 3,6-3,7V).

• Tipiskā ietilpība 18650: 1100-1800 mAh
• Nominālais spriegums: 3,2V (nav savstarpēji aizstājami ar INR/ICR!)

Svarīgi: IFR/LFP elementus NEDRĪKST likt INR/ICR vietā bez BMS pārkonfigurēšanas — spriegums ir atšķirīgs.

Ietilpība un strāvas atdeve: kas ir svarīgāk

CDR vs impulsa strāva

• CDR (Continuous Discharge Rating) — maksimālā strāva, ko elements var atdot nepārtraukti bez pārkaršanas. Tas ir vissvarīgākais parametrs elektroinstrumentiem.
• Impulsa strāva — īslaicīga (parasti 1-10 sekundes) maksimālā strāva. Daudzi ražotāji norāda tieši to reklāmā, kas ir maldinoši.

Labākie ražotāji un modeļi

Tirgū ir desmitiem «zīmolu» 18650/21700, bet reālu šūnu ražotāju ir pavisam nedaudz.

Sony / Murata: VTC5A, VTC6, VTC6A — augststrāvas etalons.

Molicel: Kanādas ražotājs, Tesla un Dyson piegādātājs. P26A, P28A, P42A — izcila strāvas atdeve.

Samsung SDI: 25R, 30Q, 40T, 50E — plašs klāsts no universāliem līdz specializētiem.

LG Energy Solution: HG2 («šokolāde»), MJ1 — populāri un uzticami.

Panasonic / Sanyo: NCR18650B, NCR18650GA — ietilpības rekordi.

Kā noteikt viltojumu

Tirgus ir pārpludināts ar viltotām 18650 šūnām. «UltraFire 9800 mAh elementi» par 2 eiro ir krāpšana. Fiziski nav iespējams ievietot 9800 mAh 18650 formātā (reālais maksimums — ap 3600 mAh).

Svara tests

Ātrākais pārbaudes veids. Kvalitatīvs 18650 elements sver 44-50 gramus. Viltojums — parasti 25-35 gramus.

Ietilpības tests

Uzlādējiet elementu pilnīgi (4,20V) un izlādējiet līdz 2,5V caur lādētāju ar ietilpības mērīšanas funkciju (LiitoKala Lii-500, XTAR VC4). Ja reālā ietilpība ir mazāka par 80% no deklarētās — viltojums vai nolietots elements.

Vizuāla pārbaude

• Oriģināli ir ar lāzera marķējumu, vienmērīgu apvalkojumu, skaidru fontu.
• Viltojumi — izplūdusi druka, nevienmērīga termosarukuma plēve, QR koda trūkums.
• Pārbaudiet avotu — pērciet no pārbaudītiem piegādātājiem.

Elementu glabāšana

• Temperatūra: +10-25°C (ideāli +15°C). Ne ledusskapī (kondensāts!), ne karstumā.
• Lādiņš: 40-60% (3,6-3,8V). Neglabājiet pilnīgi uzlādētus (4,2V) vai izlādētus (zem 3,0V).
• Konteiners: plastmasas futrālis, lai kontakti neaizskartos (kabatas, atslēgas, monētas).
• Termiņš: pie pareizas glabāšanas elementi zaudē 2-3% ietilpības gadā.

Utilizācija un drošība

Litija elementi ir bīstami atkritumi. Tos nedrīkst izmest parastā miskastē.

• Latvijā: nododiet bateriju konteineros veikalos (Rimi, Maxima, Euronics) vai Getliņi platformā.
• Bojāti elementi (uzpūtušies, ar bojātu apvalku) — īpaši bīstami. Ievietojiet smiltīs un nododiet speciālā punktā.

Servisa centrā SATER mēs veidojam akumulatoru blokus no pārbaudītām šūnām (Sony, Molicel, Samsung, LG, Panasonic) un utilizējam vecus elementus pareizi. Ja jums vajadzīga elektroinstrumenta, robota putekļsūcēja akumulatora pārpakošana vai individuālas baterijas izgatavošana — vērsieties pie mums.