Аккумуляторы для вейпинга. Технические характеристики

Предлагаем вам почитать перевод статьи с сайта vapingpost, посвящённую различным техническим характеристикам и важным особенностям аккумуляторов для ваших вейп-устройств.

После того, как мы разобрались с брендами аккумуляторов и их основными характеристиками — переходим к менее известным параметрам, которые также важно понимать, если вы хотите выбрать лучшее. Такие термины, как «внутреннее сопротивление», «просадка напряжения», «номинальное напряжение», «химический состав» и «скорость разряда» —  больше не будут для вас секретом.

Эта статья не является основной при выборе аккумуляторов, проблемы и нюансы выбора подробно описаны в предыдущих статях. Эта часть скорее предназначена для гиков, которые хотят узнать о принципах работы источников питания; для тех, кто хочет безопасно парить мехмоды; просто для любопытных, которые не прочь узнать немного нового. Можно просто получать чрезвычайно приятные ощущения от парения, не имея ни малейшего представления о том, что написано ниже. Тем не менее, вы можете столкнуться с некоторой терминологией, которая встречается в пабликах или на форумах, и которую часто путают или неправильно интерпретируют. Прочтение этой статьи не даст вам квалификации инженера-электрохимика, но развеет несколько мифов, позволяя вам действительно использовать ваш вейп на все 100%.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление батареи — это именно то, что написано. Сопротивление. Внутреннее. Это кажется нелогичным, раз батарея вырабатывает электричество, то говорить о ее сопротивлении нелепо. Если она вырабатывает электричество, то как она может сопротивляться протеканию тока? Если посмотреть на нее со стороны, то она действительно генерирует напряжение. Но внутри у нее есть свое сопротивление. Внутри циркулируют ионы, и их сопротивление связано с сопротивлением используемых материалов и внутренних контактов. Электричество в батарее течет по проводникам, которые, как и все металлы, имеют удельное сопротивление. И у него также есть, чистое, ионное сопротивление.

Это внутреннее сопротивление очень мало, поскольку измеряется в миллиомах (мОм), или тысячных долях Ома (0,001 Ом), и, тем не менее, оно оказывает значительное влияние на работу аккумулятора. Прежде всего, оно отвечает за повышение температуры батареи при ее использовании. Аккумулятор, в котором компоненты обладают идеальной проводимостью, без сопротивления, не нагревалась бы! А как хорошо видно из статьи о ключевых характеристиках аккумулятора, именно рабочая температура определяет MDC (максимальную токоотдачу) батареи. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем меньше она будет нагреваться. И тем лучше.

 Загрузка ...

И наоборот, чем больше внутреннее сопротивление батареи, тем выше будет подниматься температура во время работы и тем ниже будут ее характеристики. Это также является общим принципом оценки состояния батареи. Новая батарея имеет внутреннее сопротивление 50 миллиомов или меньше, а хорошо поработавшая батарея может иметь внутреннее сопротивление уже 300 или 500 миллиомов. Некоторые зарядные устройства, такие как Opus BT-C3100 v2.2 или Nitecore SC4, могут провести такое измерение с приемлемой точностью. Поэтому вы можете измерить внутреннее сопротивление ваших батарей, когда они новые. И если у вас сложилось впечатление, что их характеристики упали, проверьте это, сделав еще одно измерение.

Просадка напряжения

Просадка напряжения — это разница между напряжением холостого хода и напряжением при нагрузке батареи. Если в состоянии покоя напряжение на батарее составляет 4,2 В, то при нагрузке (когда батарея уже начинает питать что-либо) это напряжение падает. И это падение выходного напряжения становится тем более выраженным, чем больше потребляемый ток. Поэтому просадка напряжения — это величина, выраженная в Вольтах, измеряющая это падение напряжения после того, как батарея начнет работать.

Рассмотрим конкретный пример: полностью заряженный Samsung 25R (внутреннее сопротивление 25 миллиом) имеет напряжение 4,2 В. После подключения к цепи, потребляющей 10 А, напряжение падает до 4 В. При 15 А напряжение падает до 3,9 В, 3,8 В при 20 А и 3,7 В при 25 А. После выключения цепи напряжение восстанавливается до 4,2 В (конечно, при условии, что цепь не была включена достаточно долго, чтобы батарея существенно разрядилась). Просадка напряжения составляет 0,2 В, 0,3 В, 0,4 В и, наконец, 0,5 В соответственно.

Расчет просадки напряжения очень прост с помощью следующей формулы, которая является не чем иным, как законом Ома:

И эта формула объясняет нам сразу многое. Во-первых, как уже упоминалось ранее, чем выше ток (а значит, чем выше мощность вейпинга в нашем случае), тем больше будет просадка напряжения. Однако просадка напряжения также напрямую зависит от внутреннего сопротивления батареи. Чем меньше это значение, тем меньше будет просадка напряжения. В разряженной батарее внутреннее сопротивление увеличивается, поэтому просадка напряжения пропорционально возрастает.

Кроме того, просадка напряжения не зависит от напряжения батареи, которое она сохраняет на протяжении всей кривой разряда. Если просадка напряжения составляет 0,5 В, то после включения цепи заряженная батарея с напряжением холостого хода 4,2 В будет иметь напряжение 3,7 В. Когда она разряжается и напряжение холостого хода падает до 3,7 В, напряжение на нагрузке падает до 3,2 В. А это как раз напряжение отключения многих электронных блоков, которые затем показывают «низкий заряд батареи», чтобы сообщить вам, что батарея разряжена. Таким образом, просадка напряжения напрямую связана со сроком службы батареи!

Батарея с низкой просадкой напряжения и, следовательно, низким внутренним сопротивлением, может выдавать больше энергии, да и срок службы такой батареи будет дольше. При просадке напряжения в 0,5 В она будет разряжаться от 4,2 до 3,7 В в моде, тогда как при просадке напряжения в 0,1 В она будет разряжаться от 4,2 до 3,3 В, поэтому вы получите гораздо большее время работы батареи. Вы помните, в нашей статье о ключевых характеристиках аккумуляторов я упоминал, что емкость аккумулятора измеряется при очень низком токе разряда. Это как раз связано с просадкой напряжения. Малый ток используется для измерения емкости от 4,2 до 2,8 В, практически без просадки напряжения, иначе измерение проводилось бы от 4,2 до 3,3 В при просадке напряжения 0,5 В, и измерение было бы непоследовательным.

Вы также можете узнать внутреннее сопротивление батареи, если знаете просадку напряжения при заданном токе:

Однако необходимо уметь достаточно точно измерить эти две величины, что может оказаться непростой задачей.

Наконец, напряжение — это еще одна причина, дискредитирующая значения импульсного MDC, которыми так дорожат перепаковщики. Когда вы читаете, что аккумулятор емкостью 3000 мАч рассчитан на MDC в 40 А, помните о просадке напряжения. Для батареи с внутренним сопротивлением 25 миллиОм, такой как Samsung 25R из предыдущего примера, просадка напряжения составляет 1 В! Таким образом, как только вы начнете парение, напряжение вашего аккумулятора упадет сразу до 3,2 В. С мехмодами вы не получите и половины ожидаемой мощности, а мод с платой сразу же покажет вам «low battery», потому что не может спросить, не пошутили ли вы.

Номинальное напряжение

Этот термин может быть вам незнаком, но вы, скорее всего, уже знаете его значение. «3,7 В», четко указано на батареях, используемых для вейпинга. Число, которое, кажется, появилось из ниоткуда. Которое, очевидно, никогда не используется, но его можно увидеть повсюду.

Это значение зависит от химического состава, используемого в батарее. Например, аккумуляторы-батарейки формата AA имеют номинальное напряжение 1,2 В из-за использования Ni-Mh химии. Наши аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В или 3,6 В, поскольку в них используется химия Li-On. Таким образом, вы можете определить тип химии, используемой в батарее, на основании ее номинального напряжения.

При использовании это значение не имеет большого значения. Если вы хотите оптимально хранить аккумулятор в течение длительного времени, когда он не используется, зарядите его до номинального напряжения для оптимального хранения. Это значение также является идеальным рабочим напряжением батареи. Если вы зарядите аккумулятор до напряжения 3,9 В и снова перезарядите его, когда напряжение достигнет 3,5 В, вы значительно продлите срок его службы. Кроме того, если вы разряжаете батарею при очень низком токе, ее кривая разряда образует плато около этого значения. По этой причине, как уже говорилось, это значение не имеет реального практического применения в повседневном использовании для вейпинга. Но теперь вы знаете все, что нужно знать об этой мелочи.

Химия

Если с номинальным напряжением все понятно, то с химическим составом не все так однозначно. Термины часто используются и трактуются по-разному, в том числе и у разных производителей. Практически везде вы можете прочитать, что батареи IMR являются самыми безопасными, и что вам следует избегать батарей ICR, поскольку они похожи на батареи Li-Po, которые склонны к возгоранию при малейшей неполадке. Это правда и не совсем правда, и мы постараемся прояснить всю эту путаницу.

Вы можете встретить такие обозначения химического состава батарей, как IFR, IMR, INR и ICR. «I» — означает литий, что может быть неочевидно. Все наши батареи сделаны с использованием лития, так что пока все хорошо. Буква «R» в конце означает round, «круглый», то есть относится к круглой батарее, что не имеет никакого отношения к химии. Таким образом, эти аббревиатуры не являются установленными химическими стандартами, и их формат совершенно не имеет отношения к химическому составу аккумуляторов. Наконец, буквы в середине означают в случае «F» — «железистый фосфат», марганец в случае «M», никель в случае «N» и кобальт в случае «C». Теперь давайте рассмотрим, что это значит и какие последствия имеет для безопасности батарей.

Схематически, все химические элементы являются компромиссом между безопасностью и производительностью. Что касается емкости и MDC, вы получите больше одного и меньше другого. Другими словами, чем выше производительность конкретного химического состава, тем ниже его безопасность, и наоборот. Производительность в данном случае означает лучший MDC для одинакового размера. А «безопасный» лишь означает, что он взорвется или загорится при более высокой температуре. И менее драматично, когда такое событие произойдет. Ни один химический элемент сам по себе не является полностью «безопасным», но, тем не менее, их можно ранжировать по этому критерию.

LFP (литий-ионно-фосфатные или литий-железо-фосфатные) батареи являются самыми безопасными. Они очень стабильны, но их номинальное напряжение составляет всего 3,2 или 3,3 В. Вы не найдете их для вейпинга, что очень жаль. За ними следуют LMO (литий-марганец-оксидные) батареи, чьи характеристики также недостаточны для вейпинга. И снова очень плохо.

Батареи с самым низким уровнем безопасности — это LCO (литий-кобальт-оксидные) батареи, более известные как Li-Po (литий-полимерные). Эти батареи загораются при самой низкой температуре, они также очень чувствительны к ударам и деформации, и их реакция наиболее выражена, когда это происходит. Но они также обладают наилучшими характеристиками. Они всегда должны использоваться с защитной цепью, и вы не найдете их в боксах и модах со встроенным аккумулятором.

Между этими типами расположены батареи NMC (никель-марганец-кобальт) и NCA (никель-кобальт-алюминий). NMC — это LMO, в которые для улучшения характеристик добавлен кобальт, используемый в Li-Po батареях. По этой причине они известны как «гибриды» и представляют собой смесь двух химикатов, LMO и LCO. Тот же принцип применим к батареям NCA, в которых марганец заменен алюминием, но которые довольно похожи и часто считаются «гибридами» по той же причине.

Возвращаясь к нашим батареям IMR, INR и другим, батареи IFR — это то же самое, что и LFP. Пока все хорошо, но эти батареи не обладают достаточной производительностью для вейпинга и поэтому не представляют интереса. IMR характеризуются наличием марганца и, таким образом, включают сюда LMO (отсюда репутация IMR как безопасных), а также гибридные NMC. INR содержат никель, и поэтому включают гибриды NMC и NCA. Наконец, ICR содержат кобальт, опять же включая гибриды NMC и NCA, а также LCO, широко обсуждаемые Li-Po батареи, из-за которых ICR пользуются дурной репутацией.

Вот почему вы часто можете прочитать, что вам следует использовать батареи IMR, особенно в моделях мехов, и избегать ICR. Как это часто бывает, в этом утверждении есть доля правды, но, тем не менее, оно не совсем неверно. IMR имеют хорошую репутацию, потому что в их ряды входят LMO, которые не используются в вейпинге, а ICR имеют плохую репутацию, потому что в их ряды включены Li-Po аккумуляторы, которые относятся только к встроенным аккумуляторам, но никак не к 18650 и другим съемным аккумуляторам.

Кроме того, многие бренды маркируют свои батареи как коммерческие IMR, просто чтобы перестраховаться. И вы видели, что информация, предоставляемая IMR, ICR и другими батареями, не имеет никакого значения в нашем случае. Более того, в случае с классическим 18650 IMR, вам дважды напоминают, что батарея круглая: буквой «R» в IMR и цифрой 0 на конце номера 18650. На всякий случай, если вы сами не заметили, что она не квадратная.

На практике Li-Po аккумуляторы используются для встроенных батарей, а гибриды — для съемных, таких как 18650. Выбирайте аккумуляторы по их характеристикам, рассказы о IMR и других аккумуляторах можно не учитывать в критериях выбора.

Скорость разряда

Скорость разряда, обозначаемая на аккумуляторах и в технических паспортах как «С», представляет собой число, полученное в результате расчета:

Единицы измерения должны быть одинаковыми, поэтому емкость должна быть в Ач (Амперах в час), а MDC — в Амперах.

Чем выше MDC батареи, тем меньше ее емкость, а значит, тем выше скорость разряда. Это значение также можно использовать для сравнения производительности двух батарей с одинаковой емкостью: батарея с самой высокой скоростью разряда будет иметь и лучший MDC. Тем не менее, очевидно, что проще сравнивать значения MDC напрямую.

Предполагаемый основной смысл скорости заряда заключается в том, чтобы позволить вам узнать правильные значения для зарядки батареи. Я избавлю вас от формул, на самом деле они работают не для всех моделей батарей. Чтобы узнать зарядный ток вашей батареи, просто обратитесь к ее техническим характеристикам.

Источник: vapingpost.com
Фото | интернет, kroix, Zuncl