As baterias de iões de lítio 18650 são normalmente utilizadas em lanternas, vapes, ferramentas eléctricas e outros dispositivos. No entanto, determinar a capacidade real de uma pilha 18650 pode ser complicado. Muitas vezes, as pilhas têm uma capacidade inflacionada ou podem perder capacidade com o tempo e a utilização. Então, como é que se obtém uma medição exacta?
Neste guia completo, como profissional Fabricante de baterias 18650A seguir, vou apresentar vários métodos para testar com precisão a capacidade das baterias de iões de lítio 18650.
Porque é que a medição da capacidade da pilha 18650 é importante
Obter uma leitura exacta da capacidade do 18650 serve alguns objectivos importantes:
- Verificar as classificações do fabricante - Algumas pilhas ultra-baratas exageram a capacidade. A medição revela a verdadeira capacidade utilizável.
- Comparar pilhas antigas com pilhas novas - O teste mostra se as pilhas 18650 usadas perderam capacidade devido ao envelhecimento e à utilização.
- Calcular tempos de funcionamento - Conhecer a capacidade real ajuda a dimensionar corretamente os pacotes e a estimar os tempos de funcionamento do seu dispositivo.
- Identificar células defeituosas - Uma capacidade anormalmente baixa pode indicar falhas ou danos numa célula.
Enquanto as baterias de chumbo-ácido inundadas são relativamente fáceis de testar a capacidade, a determinação da capacidade das células de iões de lítio 18650 requer um pouco mais de precisão. No entanto, com algumas ferramentas básicas, é possível obter medições muito precisas em casa.
Como medir a capacidade da bateria 18650
Utilizar um analisador de capacidade da bateria 18650
A forma mais fácil de medir a capacidade de uma célula de iões de lítio 18650 é com um analisador de capacidade de bateria dedicado. Estes dispositivos especializados são concebidos especificamente para carregar, descarregar e testar baterias de iões de lítio de tamanho comum, como a 18650.
Um analisador de capacidade como o XTAR VC4S pode ler diretamente a capacidade do 18650 em mAh:
Os analisadores de baterias funcionam carregando totalmente uma célula, descarregando-a com uma corrente de carga controlada e registando depois a capacidade total. A maioria testa até tensões de corte de 2,5-3,0 V, como é prática segura para produtos químicos de iões de lítio.
Muitos analisadores efectuam mesmo múltiplos ciclos de carga/descarga para calcular a média de pequenas variações de teste. Os analisadores comerciais avançados oferecem uma precisão muito elevada. No entanto, são equipamentos bastante dispendiosos.
Felizmente, também estão disponíveis analisadores de secretária económicos mas decentes, como o $40 XTAR VC4S. Embora não sejam de laboratório, ainda fornecem medições de capacidade de 18650 razoavelmente boas para a maioria dos amadores.
Sugiro analisadores de capacidade se precisar de testar regularmente a capacidade das células de iões de lítio. A conveniência e a rapidez fazem com que valha a pena o seu custo em relação aos métodos manuais.
Medição manual da capacidade com uma carga
A forma clássica de testar a capacidade das baterias é manualmente através do método de descarga. Isto envolve simplesmente carregar totalmente uma célula, descarregá-la através de uma carga e registar a capacidade geral. Com algumas peças de equipamento, pode facilmente efetuar este teste em células 18650 em casa.
O que é necessário
- Carga ajustável (resistência de potência)
- Voltímetro
- Cronómetro
- Carregador
- Suporte para pilhas 18650
O elemento chave é a carga ajustável, que aplica uma descarga controlada na bateria. As resistências de potência são normalmente utilizadas, permitindo o ajuste através de um reóstato ou controlo PWM. Sugiro uma resistência de potência de 10-50 ohm, o que dá uma boa gama de corrente de descarga para as células 18650.
Também vai precisar de um voltímetro decente para monitorizar a tensão da célula durante a descarga. Um cronómetro simples regista a duração do teste para calcular a capacidade. E, claro, um suporte para pilhas 18650 que mantenha a pilha segura durante o teste.
Teste manual de capacidade passo a passo
Siga este procedimento para determinar manualmente a capacidade do 18650:
- Carregar totalmente a célula até 4,2 V
- Instalar a célula no suporte, fixar os cabos
- Ajustar a carga para uma corrente de descarga de 1A
- Iniciar o temporizador quando começa a descarga
- Parar o teste quando a tensão da célula atingir 3,0 V
- Duração da descarga do temporizador
- Calcular: Capacidade (mAh) = Corrente de descarga (A) x Duração (horas)
Certifique-se de que regista com precisão a duração do teste, uma vez que a corrente de descarga e o tempo calculam diretamente a capacidade total. Efetuar os testes à temperatura ambiente, uma vez que o calor pode influenciar os resultados.
Tenha também em atenção que, para obter resultados fiáveis, deve repetir o teste 2-3 vezes numa determinada célula e calcular a média das capacidades medidas. Leituras consistentes indicam um teste exato.
O teste manual com uma carga ajustável fornece medições fiáveis da capacidade no mundo real. A desvantagem é a falta de automatização e a maior duração dos testes. Mas é uma forma económica de obter boas leituras de capacidade com equipamento básico.
Utilizar um carregador/analisador de bateria
Alguns carregadores de bateria avançados também têm funções de análise para células de iões de lítio. Estas incluem frequentemente testes de capacidade de carga/descarga, entre outras caraterísticas do analisador.
Carregadores/analisadores como o SkyRC MC3000 oferecem testes de descarga configuráveis de baterias de iões de lítio:
Para testar a capacidade, inicia-se manualmente um ciclo de descarga com a corrente de carga e a tensão de corte definidas. O equipamento encarrega-se automaticamente da descarga e da representação gráfica dos resultados. A capacidade total é convenientemente registada no final do teste.
Este método permite efetuar testes automáticos sem intervenção humana em comparação com as descargas manuais. As correntes de descarga e as tensões de corte finais são também altamente configuráveis. Os carregadores/analisadores de baterias oferecem, assim, testes de capacidade muito flexíveis.
As principais limitações são o facto de os testes só ocorrerem com uma taxa de descarga definida. E a maior parte do equipamento amador não é de precisão laboratorial. Mas para uma análise geral da capacidade, muitos consideram as funções do carregador/analisador suficientes.
Comparação com as classificações do fabricante
Depois de testar uma pilha 18650, compare a capacidade medida com as especificações do fabricante. Isto verifica se a capacidade real corresponde ao desempenho nominal.
Cuidado com as classificações inflacionadas de algumas marcas de baterias ultra-económicas. Não é invulgar obter apenas 50-70% da capacidade declarada. As células de qualidade serão testadas mais perto das suas classificações.
Considere também as tolerâncias aceitáveis - uma diferença de 10-15% é frequentemente razoável. As variações de célula para célula e a precisão dos testes têm efeitos. Tenha em atenção que as células estão muito abaixo das especificações, o que indica baterias defeituosas ou mal rotuladas.
Da mesma forma, compare as capacidades testadas entre células antigas e novas. Isto fornece dados quantificáveis sobre o envelhecimento e o tempo de vida das células. Veja se as células antigas ainda são adequadas para reutilização ou se devem ser retiradas.
Sugestões úteis para testar a exatidão
Siga estas sugestões para ajudar a garantir medições de capacidade consistentes e exactas:
- Descarga a taxas de 0,2-1C - Entre 0,2-1C é ideal para testar a capacidade
- Repetir os testes 2-3 vezes - Fazer a média dos resultados para minimizar a variação
- Registar a duração exacta - O cálculo da capacidade requer um tempo de descarga exato
- Controlo da temperatura - Teste as pilhas à temperatura ambiente
- Cuidado com o auto-aquecimento - O calor reduz a capacidade medida
Para obter a capacidade nominal total, é necessário manter as correntes de descarga num intervalo razoável para a célula. Tenha também em atenção que taxas de descarga elevadas criam aquecimento interno, o que reduz temporariamente a capacidade utilizável.
Testar vários ciclos de carga/descarga e calcular a média dos resultados ajuda a indicar os verdadeiros limites de desempenho. E não se esqueça de registar as durações ao segundo, uma vez que as equações de capacidade dependem de tempos muito precisos.
Seguir uma metodologia de teste sólida permite obter valores de capacidade reais fiáveis para as baterias de iões de lítio 18650. Compare as suas capacidades medidas com as especificações do fabricante para ver se as pilhas cumprem as suas classificações.
Resumo
O cálculo das capacidades das baterias permite dimensionar corretamente os packs, calcular os tempos de funcionamento e identificar células danificadas. Embora as células de iões de lítio 18650 não possam ser testadas quanto à capacidade tão facilmente como as de chumbo-ácido, com o equipamento e as metodologias corretas, é totalmente possível obter excelentes medições em casa.
Os analisadores de capacidade 18650 concebidos para o efeito proporcionam uma solução de teste rápida e eficiente. O teste de descarga com uma carga ajustável também funciona bem para testes manuais com um orçamento limitado. E alguns carregadores avançados integram agora a funcionalidade de analisador para completar as opções de teste.
Esperamos que este guia lhe dê opções sólidas para medir com precisão a capacidade real da bateria de iões de lítio 18650 no seu laboratório ou oficina. Por favor, informe-me se tiver outros desafios para determinar as métricas de desempenho da bateria!
