Jak dokładnie zmierzyć pojemność akumulatora 18650? 3 pomocne metody

Akumulatory litowo-jonowe 18650 są powszechnie stosowane w latarkach, waporyzatorach, elektronarzędziach i innych urządzeniach. Określenie rzeczywistej pojemności akumulatora 18650 może być jednak trudne. Baterie często mają zawyżone wskaźniki pojemności lub mogą tracić pojemność w miarę upływu czasu i użytkowania. Jak więc uzyskać dokładny pomiar?

W tym kompleksowym przewodniku, jako profesjonalista Producent akumulatorów 18650Przedstawię kilka metod precyzyjnego testowania pojemności akumulatorów litowo-jonowych 18650.

Dlaczego pomiar pojemności akumulatora 18650 ma znaczenie?

Uzyskanie dokładnego odczytu pojemności 18650 służy kilku ważnym celom:

• Weryfikuj oceny producenta - niektóre ultra tanie ogniwa przesadzają z pojemnością. Pomiar ujawnia rzeczywistą pojemność użytkową.
• Porównanie starych i nowych akumulatorów - testy pokazują, czy używane ogniwa 18650 straciły pojemność w wyniku starzenia i użytkowania.
• Obliczanie czasu pracy - Znajomość rzeczywistej pojemności pomaga prawidłowo dobrać rozmiar pakietów i oszacować czas pracy urządzenia.
• Identyfikacja uszkodzonych ogniw - nienormalnie niska pojemność może wskazywać na usterkę lub uszkodzenie ogniwa.

Podczas gdy zalane akumulatory kwasowo-ołowiowe są stosunkowo łatwe w testowaniu pojemności, określenie pojemności ogniw litowo-jonowych 18650 wymaga nieco większej precyzji. Jednak dzięki kilku podstawowym narzędziom można uzyskać bardzo dokładne pomiary w domu.

Jak zmierzyć pojemność akumulatora 18650

Korzystanie z analizatora pojemności akumulatorów 18650

Najprostszym sposobem pomiaru pojemności ogniwa litowo-jonowego 18650 jest użycie dedykowanego analizatora pojemności akumulatora. Te specjalistyczne urządzenia zostały zaprojektowane specjalnie do ładowania, rozładowywania i testowania popularnych rozmiarów akumulatorów litowo-jonowych, takich jak 18650.

Analizator pojemności, taki jak XTAR VC4S, może bezpośrednio odczytać pojemność 18650 w mAh:

Analizatory akumulatorów działają poprzez pełne naładowanie ogniwa, rozładowanie go przy kontrolowanym prądzie obciążenia, a następnie rejestrowanie całkowitej pojemności. Większość testuje do napięcia odcięcia 2,5-3,0 V, co jest bezpieczną praktyką dla ogniw litowo-jonowych.

Wiele analizatorów wykonuje nawet wiele cykli ładowania/rozładowania, aby uśrednić niewielkie odchylenia w testach. Zaawansowane analizatory komercyjne oferują bardzo wysoką dokładność. Są to jednak dość drogie urządzenia.

Na szczęście dostępne są również ekonomiczne, ale przyzwoite analizatory stacjonarne, takie jak $40 XTAR VC4S. Choć nie są to urządzenia klasy laboratoryjnej, nadal zapewniają one dość dobre pomiary pojemności 18650 dla większości zastosowań hobbystycznych.

Proponuję analizatory pojemności, jeśli chcesz rutynowo testować pojemność ogniw litowo-jonowych. Wygoda i szybkość sprawiają, że są one warte swojej ceny w porównaniu do metod ręcznych.

Ręczny pomiar wydajności z obciążeniem

Klasycznym sposobem testowania pojemności akumulatorów jest ręczna metoda rozładowania. Polega ona po prostu na pełnym naładowaniu ogniwa, rozładowaniu go przez obciążenie i zarejestrowaniu całkowitej pojemności. Za pomocą kilku urządzeń można łatwo przeprowadzić ten test na ogniwach 18650 w domu.

Czego potrzebujesz

• Regulowane obciążenie (rezystor mocy)
• Woltomierz
• Stoper
• Ładowarka
• Uchwyt na akumulator 18650

Kluczowym elementem jest regulowane obciążenie, które powoduje kontrolowane rozładowanie akumulatora. Rezystory mocy są powszechnie stosowane, umożliwiając regulację za pomocą reostatu lub sterowania PWM. Sugeruję rezystor mocy 10-50 omów, który zapewnia dobry zakres prądu rozładowania dla ogniw 18650.

Będziesz także potrzebował porządnego woltomierza do monitorowania napięcia ogniwa podczas rozładowywania. Prosty stoper śledzi czas trwania testu, aby obliczyć pojemność. I oczywiście uchwyt na akumulator 18650, który bezpiecznie utrzyma ogniwo podczas testu.

Ręczne testowanie wydajności krok po kroku

Wykonaj poniższą procedurę, aby ręcznie określić pojemność 18650:

1. Pełne naładowanie ogniwa do 4,2 V
2. Zainstaluj ogniwo w uchwycie, podłącz przewody
3. Dostosuj obciążenie dla prądu rozładowania 1A
4. Uruchomienie timera po rozpoczęciu rozładowania
5. Zatrzymaj test, gdy napięcie ogniwa osiągnie 3,0 V.
6. Uwaga dotycząca czasu rozładowania z timera
7. Obliczać: Pojemność (mAh) = Prąd rozładowania (A) x Czas trwania (godziny)

Pamiętaj, aby dokładnie rejestrować czas trwania testu, ponieważ prąd rozładowania i czas bezpośrednio obliczają całkowitą pojemność. Testy należy przeprowadzać w temperaturze pokojowej, ponieważ ciepło może wpływać na wyniki.

Należy również pamiętać, że aby uzyskać wiarygodne wyniki, należy powtórzyć test 2-3 razy na danym ogniwie i uśrednić zmierzone pojemności. Spójne odczyty wskazują na dokładny test.

Ręczne testowanie z regulowanym obciążeniem zapewnia wiarygodne pomiary wydajności w świecie rzeczywistym. Minusem jest brak automatyzacji i dłuższy czas trwania testu. Jest to jednak niedrogi sposób na uzyskanie dobrych odczytów wydajności przy użyciu podstawowego sprzętu.

Korzystanie z ładowarki/analizatora baterii

Niektóre zaawansowane ładowarki akumulatorów posiadają również funkcje analizy ogniw litowo-jonowych. Często obejmują one testowanie pojemności ładowania/rozładowania wśród innych funkcji analizatora.

Ładowarki/analizatory takie jak SkyRC MC3000 oferują konfigurowalne testy rozładowania akumulatorów litowo-jonowych:

Aby przeprowadzić test pojemności, należy ręcznie zainicjować cykl rozładowania z ustawionym prądem obciążenia i napięciem odcięcia. Urządzenie automatycznie rozładowuje akumulator i wyświetla wyniki na wykresie. Całkowita pojemność jest wygodnie rejestrowana na końcu testu.

Metoda ta zapewnia zautomatyzowane testowanie bez użycia rąk w porównaniu do ręcznego rozładowywania. Prądy rozładowania i końcowe napięcia odcięcia są również wysoce konfigurowalne. Ładowarki/analizatory akumulatorów oferują zatem bardzo elastyczne testowanie pojemności.

Główne ograniczenia polegają na tym, że testy odbywają się tylko przy jednej ustawionej szybkości rozładowania. Większość amatorskiego sprzętu nie jest niezwykle precyzyjna i laboratoryjna. Jednak do ogólnej analizy pojemności wiele osób uważa funkcje ładowarki/analizatora za wystarczające.

Porównanie z ocenami producenta

Po przetestowaniu ogniwa 18650 należy porównać zmierzoną pojemność ze specyfikacją producenta. Pozwala to zweryfikować, czy rzeczywista pojemność jest zgodna z wydajnością znamionową.

Należy uważać na zawyżone oceny niektórych ultra-budżetowych marek akumulatorów. Nierzadko można uzyskać zaledwie 50-70% deklarowanej pojemności. Ogniwa wysokiej jakości będą testowane bliżej ich wartości znamionowych.

Należy również wziąć pod uwagę dopuszczalne tolerancje - różnica 10-15% jest często rozsądna. Różnice między ogniwami i dokładność testowania mają wpływ. Należy uważać na ogniwa znacznie poniżej specyfikacji, wskazujące na wadliwe lub nieprawidłowo oznakowane baterie.

Podobnie można porównać testowane zdolności starych i nowych komórek. Daje to wymierne dane na temat starzenia się i żywotności ogniw. Sprawdź, czy stare ogniwa nadal nadają się do ponownego użycia, czy też powinny zostać wycofane.

Pomocne wskazówki dotyczące dokładności testów

Postępuj zgodnie z poniższymi wskazówkami, aby zapewnić spójne i dokładne pomiary wydajności:

• Rozładowanie z prędkością 0,2-1C - Od 0,2 do 1C jest idealne do testowania wydajności.
• Powtórz testy 2-3 razy - Uśrednij wyniki, aby zminimalizować rozbieżności
• Rejestrowanie dokładnego czasu trwania - obliczenie wydajności wymaga dokładnego czasu rozładowania
• Kontroluj temperaturę - testuj baterie w temperaturze pokojowej
• Uważaj na samonagrzewanie - ciepło obniża mierzoną wydajność

Uzyskanie pełnej pojemności znamionowej wymaga utrzymywania prądów rozładowania w rozsądnym zakresie dla ogniwa. Należy również pamiętać, że wysokie szybkości rozładowania powodują wewnętrzne nagrzewanie, co tymczasowo obniża użyteczną pojemność.

Testowanie wielu cykli ładowania/rozładowania i uśrednianie wyników pomaga wskazać rzeczywiste limity wydajności. Należy pamiętać o rejestrowaniu czasu trwania z dokładnością do sekundy, ponieważ równania pojemności opierają się na bardzo dokładnych czasach.

Przestrzeganie rzetelnej metodologii testowania pozwala uzyskać wiarygodne rzeczywiste wartości pojemności akumulatorów litowo-jonowych 18650. Porównaj zmierzone pojemności ze specyfikacjami producenta, aby sprawdzić, czy baterie spełniają ich wymagania.

Podsumowanie

Określenie pojemności akumulatora umożliwia prawidłowe dobranie rozmiaru zestawu, obliczenie czasu pracy i identyfikację uszkodzonych ogniw. Podczas gdy ogniwa litowo-jonowe 18650 nie mogą być testowane tak łatwo jak ołowiowo-kwasowe, z odpowiednim sprzętem i metodologią, uzyskanie doskonałych pomiarów w domu jest całkowicie możliwe.

Specjalnie zaprojektowane analizatory pojemności 18650 zapewniają szybkie i wydajne rozwiązanie testowe. Testy rozładowania z regulowanym obciążeniem również dobrze sprawdzają się w przypadku testów ręcznych przy ograniczonym budżecie. Niektóre zaawansowane ładowarki integrują teraz funkcję analizatora, aby zwiększyć możliwości testowania.

Mam nadzieję, że ten przewodnik zawiera solidne opcje dokładnego pomiaru rzeczywistej pojemności akumulatora litowo-jonowego 18650 w laboratorium lub warsztacie. Daj mi znać, jeśli masz inne wyzwania związane z określaniem wskaźników wydajności baterii!