18650 Les batteries Li-ion sont devenues de plus en plus populaires ces derniers temps. Selon leurs caractéristiques techniques, elles sont en avance sur les batteries bien connues de type doigt. Les concepts de "doigt" et "petit doigt", utilisés pour les tailles de piles bien connues, sont incorrects du point de vue de la terminologie correcte. Toutes les batteries, quelle que soit leur taille, ont leurs propres codes indiquant leur taille. Ainsi, 18650 est aussi un code. C'est tout le secret.
Taille de la batterie 18650
Ce code à cinq chiffres exprime la largeur et la longueur de la batterie, où les deux premiers chiffres sont la largeur (diamètre) en mm, et les trois derniers sont la longueur en mm avec des dixièmes. Il existe une opinion erronée selon laquelle le zéro à la fin de ce code indique la forme cylindrique de la batterie (il existe des batteries de différentes formes). Une telle désignation exacte de la longueur de la batterie n'est pas nécessaire. Lors de la spécification de sa taille, il est souvent limité aux quatre premiers chiffres (1865). À propos, les piles pour les doigts et les petits doigts ont également leur propre code - 14500 et 10440. En plus du code numérique,la taille peut également être indiquée par des lettres. Par exemple, les deux tailles de piles ci-dessus ont des codes alphabétiques alternatifs - AA (doigt) et AAA (auriculaire). Il existe de nombreux codes alphabétiques et numériques indiquant la taille des différentes piles: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), etc.
Pour les batteries 18650, cette désignation de taille est inexacte. D'autres paramètres doivent également être pris en compte. La taille d'une batterie 18650 peut être affectée, par exemple, par la présence d'une carte spéciale intégrée (contrôleur de charge). Certaines piles peuvent avoir une longueur légèrement supérieure dans ce cas. Il n'est pas rare qu'une batterie ne rentre tout simplement pas dans le compartiment de l'appareil où l'on souhaite l'utiliser, malgré le fait que cet appareil (par exemple, un bloc batterie de cigarette électronique) soit conçu pour fonctionner avec ce type de batterie.
Autonomie de la batterie Li-ion 18650
La durée de vie d'une batterie donnée dépend du concept de "milliampères par heure" (mAh). Pour les grosses batteries, telles que les automobiles, le terme "ampères par heure" est utilisé. Pour une batterie de 18650 mAh, il s'agit d'une valeur dérivée. Un ampère est égal à 1000 milliampères. Un milliampère par heure est le courant que peut produire une batterie pendant une heure d'utilisation conventionnelle. En d'autres termes, si vous divisez cette valeur par un certain nombre d'heures, vous pouvez connaître la durée de vie de la batterie. Par exemple, la batterie a une capacité de 3000 mAh. Cela signifie que pendant deux heurestravail, il donnera 1500 milliampères. Quatre - 750. La batterie de l'exemple ci-dessus sera complètement déchargée après 10 heures de fonctionnement, lorsque sa capacité atteint 300 milliampères (limite de décharge profonde).
Ces calculs ne donnent qu'une idée approximative de la durée de vie de la batterie. Son temps de fonctionnement réel dépend de la charge à laquelle il doit faire face, c'est-à-dire de l'appareil qu'il doit alimenter.
Courant, tension et puissance
Avant de nous attarder sur la description générale des caractéristiques techniques des batteries lithium-ion 18650 et des précautions à prendre pour les utiliser, nous définirons brièvement les concepts ci-dessus. Le courant (courant de décharge maximum, courant de sortie) est exprimé en ampères et est marqué sur la batterie par la lettre "A". La tension est exprimée en volts et est désignée par la lettre "V". Sur de nombreuses batteries, vous pouvez trouver de telles désignations. Pour une batterie lithium-ion, la tension est toujours de 3,7 volts et le courant peut être différent. La puissance de la batterie en tant que paramètre dominant de sa force est exprimée comme le produit de la tension et du courant (les volts doivent être multipliés par les ampères).
Description des avantages et des inconvénients d'une batterie lithium-ion
Le principal inconvénient des batteries Li-Ion 18650 est qu'elles ont une petite plage de température de fonctionnement. Le fonctionnement normal d'une batterie lithium-ion n'est possible que dans la plage de -20 à +20 degrés Celsius. S'il est utilisé ou chargé à des températures inférieures ou supérieuresmarqué, ça le gâte. À titre de comparaison, les batteries nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique ont une plage de température plus large - de -40 à +40. Mais, contrairement à ces dernières, les batteries lithium-ion ont une tension nominale plus élevée - 3,7 volts contre 1,2 volt pour les batteries au nickel.
De plus, les batteries lithium-ion ne sont pratiquement pas affectées par les effets d'autodécharge et de mémoire communs à de nombreux types de batteries. L'autodécharge est la perte d'énergie chargée au repos. L'effet mémoire se produit dans certains types de batteries suite à une charge systématique après une décharge incomplète. C'est-à-dire qu'il se développe sur des batteries qui ne sont pas complètement déchargées.
Avec l'effet mémoire, la batterie "se souvient" du degré de décharge après lequel elle commence à être chargée, et se décharge, ayant atteint cette limite au cycle suivant. Sa véritable capacité à ce moment-là est en réalité supérieure. S'il y a un tableau qui affiche le niveau de la batterie, il affichera également la décharge. Cet effet ne se développe pas immédiatement, mais progressivement. Il peut également se développer dans des conditions où la batterie fonctionne constamment sur le secteur, c'est-à-dire qu'elle se charge en permanence.
L'autodécharge et l'effet mémoire sont extrêmement faibles dans les batteries lithium-ion.
Il y a encore une chose à laquelle il faut faire attention: de telles batteries ne peuvent pas être stockées dans un état déchargé, sinon elles tomberont rapidement en panne.
Précautions concernant la batterie Li-ion
De nombreux types de piles sont inflammables etexplosions. Cela dépend de la composition chimique de la structure interne de la batterie. Pour les batteries lithium-ion 18650, ce problème est assez aigu. Il n'est pas rare que les utilisateurs de cigarettes électroniques subissent de graves brûlures aux mains et au visage, voire des blessures plus graves. Étant donné que les batteries lithium-ion se trouvent dans les ordinateurs portables, les tablettes et les téléphones portables, il n'est pas rare qu'elles s'enflamment.
En premier lieu parmi les causes de tels incidents est, bien sûr, l'assemblage de batterie de mauvaise qualité (bon marché). Cependant, dans le cas des cigarettes électroniques, il est facile de provoquer soi-même une explosion de batterie lithium-ion, même si la batterie n'est pas bon marché. Pour ce faire, vous devez comprendre un peu ce qu'est la résistance électrique.
Si nous expliquons ce concept dans le langage le plus simple, il s'agit d'un paramètre qui détermine les exigences du conducteur de la batterie. Plus la résistance du conducteur est faible, plus la batterie doit fournir de courant (ampères). Si la résistance est très faible, la batterie fonctionnera avec un tel conducteur pour une charge importante. La résistance peut être si faible qu'elle provoquera une charge exorbitante sur la batterie et son explosion ou son allumage ultérieur. En d'autres termes, ce sera un court-circuit. Étant donné que les cigarettes électroniques fonctionnent sur le principe de l'évaporation, ce qui nécessite un élément chauffant (bobine de filament), les utilisateurs ineptes peuvent par erreur forcer la batterie à fonctionner avec un élément chauffant avecrésistance extrêmement faible. Connaissant le courant de sortie d'une batterie particulière et la résistance du conducteur, à l'aide de calculs simples utilisant la formule de la loi d'Ohm, vous pouvez déterminer si cette batterie peut gérer un conducteur particulier.
Ces aléas ne surviennent pas toujours dans tous les cas. Les technologies de protection des batteries évoluent constamment. De nombreuses batteries ont un contrôleur de charge spécial à l'intérieur qui peut désactiver la batterie à temps lorsqu'un court-circuit se produit. Ce sont des batteries protégées.
Dispositif de batterie Li-ion
Au cœur de la batterie 18650 se trouve un électrolyte, un liquide spécial dans lequel se produisent des réactions chimiques.
Ces réactions chimiques sont réversibles. C'est le principe de fonctionnement de toute batterie. En termes simples, la formule de telles réactions peut se dérouler à la fois de gauche à droite (décharge) et de droite à gauche (charge). De telles réactions se produisent entre la cathode et l'anode de la cellule. La cathode est l'électrode négative (moins), l'anode est l'électrode positive (plus) de la source d'alimentation. Au cours de la réaction, un courant électrique se forme entre eux. Les réactions chimiques de décharge et de charge entre cathode et anode sont des processus d'oxydation et de réduction, mais c'est une autre histoire. Nous n'approfondirons pas le processus d'électrolyse. Le courant se forme au moment où la cathode et l'anode commencent à interagir, c'est-à-dire que quelque chose est connecté au plus et au moins de la batterie. La cathode et l'anode doivent être électriquement conductrices.
Pendant la violation des conditionsPendant le fonctionnement, des molécules d'éléments chimiques apparaissent dans l'électrolyte, qui ferment la cathode et l'anode, ce qui entraîne des courts-circuits internes. En conséquence, la température de la batterie augmente et davantage de molécules apparaissent, fermant le plus et le moins. Tout ce processus, comme une boule de neige, acquiert une vitesse exponentielle. Sans possibilité de retirer l'électrolyte (le boîtier de la batterie est scellé), une dilatation thermique se produit, ce qui augmente la pression interne. Ce qui se passe ensuite peut être compris sans commentaire.
Charger la batterie lithium-ion
Comme chargeur pour un accu 18650, tout appareil conçu pour des accus de ce format convient. L'essentiel est de ne pas changer la polarité correcte lors de la charge. Placez les batteries dans les fentes du chargeur exactement selon les signes plus et moins. C'est une bonne idée de lire les autres précautions d'utilisation du chargeur de batterie 18650, qui sont toujours indiquées sur le boîtier de la batterie.
La meilleure option pour charger les batteries lithium-ion est d'utiliser des chargeurs plus chers avec un processus de charge affiné. Beaucoup d'entre eux ont pour fonction de charger les batteries en utilisant la méthode CC / CV, qui signifie courant constant, tension constante. Cette méthode est bonne car elle peut charger la batterie plus que les chargeurs conventionnels. Cela est dû à un concept tel que la surcharge.
Pendant la charge ou la décharge de la batterie, sa tensionchange. Augmente lors de la charge, diminue lors de la décharge. La tension nominale de 3,7 volts est une valeur moyenne.
Il y a deux effets qui affectent négativement la batterie: la surcharge et la décharge excessive. Il existe des seuils de charge et de décharge de la batterie. Si la tension de la batterie dépasse ces limites, la batterie est surchargée ou surdéchargée, selon qu'elle est en charge ou en décharge. En mode de charge normal pour 18650 Li-ion, le chargeur et le contrôleur de charge à l'intérieur de la batterie elle-même (le cas échéant) lisent la tension de la batterie et coupent la charge lorsqu'elle atteint le seuil pour éviter la surcharge. Dans ce cas, la batterie n'est pas réellement complètement chargée. Sa capacité peut lui permettre de charger plus, mais le seuil l'en empêche.
Le principe de charge par la méthode CC / CV est conçu pour que le courant fourni à la charge ne soit pas coupé, mais fortement réduit, empêchant la tension interne de la batterie de dépasser la valeur seuil. Ainsi, la batterie est complètement chargée sans être rechargée.
Types de batteries lithium-ion
Types de batteries Li-ion 18650:
- phosphate de fer et de lithium (LFP);
- lithium-manganèse (IMR);
- lithium-cob alt (ICR);
- polymère de lithium (LiPo).
Tous les types sauf le dernier sont cylindriques et peuvent être fabriqués au format 18650. Les batteries au lithium polymère diffèrent en ce qu'elles n'ont pas de forme spécifique. Cela est dû au fait qu'ils ont un solideélectrolyte (polymère). C'est en raison de cette propriété inhabituelle de l'électrolyte que ces batteries sont souvent utilisées dans les tablettes et les téléphones portables.
Application des batteries lithium-ion
Comme déjà mentionné, les batteries Li-ion de taille 18650 sont largement utilisées dans les cigarettes électroniques. Ils peuvent être intégrés à la batterie ou amovibles, c'est-à-dire installés séparément dans celle-ci. Il peut également y en avoir plusieurs connectés en parallèle ou en série.
Les batteries au lithium-ion sont utilisées depuis longtemps dans la construction de diverses batteries, telles que les batteries d'ordinateurs portables. Ces batteries sont une chaîne de plusieurs batteries 18650 interconnectées dans un seul boîtier. De telles batteries peuvent également être trouvées en tant que banques d'alimentation de grande capacité - chargeurs portables.
La portée des batteries elles-mêmes est très large: des chargeurs nommés aux éléments constitutifs des grands mécanismes modernes (automobile ou aviation). Dans le même temps, le nombre de batteries lithium-ion 18650 qui composent une seule batterie peut varier de quelques centaines à des centaines. Il convient de mentionner les batteries lithium-polymère. Bien qu'ils ne soient pas disponibles au format Li-ion 18650, ils sont les plus courants, car ils sont utilisés dans les tablettes et les téléphones portables.
