Jaké je napětí baterie 18650? Nominální, plné nabití a mezní napětí

Napětí baterie 18650 je běžně popisováno jako jmenovité 3,6V nebo 3,7V. Mnoho standardních lithium-iontových článků dosahuje 4,2 V při plném nabití, přičemž přerušení vybíjení závisí na modelu článku, provozních podmínkách a systému správy baterie.

Jednoduše řečeno:

Datasheet vybraného článku je referenční pro skutečné napětí. Termín '18650' označuje formát buňky, ale nedefinuje každý elektrický parametr.

Co znamená '18650'?

'18650' primárně identifikuje fyzický formát válcového lithium-iontového článku:

• Přibližně 18 mm v průměru

• Délka cca 65 mm

• Konstrukce cylindrického článku

To znamená, že 18650 je spíše označení velikosti než kompletní elektrická specifikace. Dva články 18650 mohou mít různé kapacity, rychlosti vybíjení, vnitřní odpory a mezní hodnoty.

ZERNE's Lithium-iontové bateriové články 18650 jsou k dispozici v různých kapacitních a výkonnostních variantách pro průmyslové a OEM aplikace.

Číslo 18650 vám automaticky neřekne:

• Přesné jmenovité napětí

• Maximální nabíjecí proud

• Trvalý vybíjecí proud

• Kapacita

• Vnitřní odpor

• Vybíjecí napětí

• Rozsah provozních teplot

Tyto specifikace je třeba zkontrolovat samostatně.

Jaké je jmenovité napětí baterie 18650?

Jmenovité napětí je jmenovité napětí používané k reprezentaci normálního provozního rozsahu bateriového článku. Většina standardních lithium-iontových článků 18650 je označena jmenovitým napětím buď 3,6V nebo 3,7V.

Proč jsou některé baterie 18650 označeny jako 3,6V a jiné 3,7V?

Pro standardní lithium-iontové články 18650 se používají štítky 3,6V i 3,7V. V mnoha případech je rozdíl způsoben spíše tím, jak je vypočítáno nebo hlášeno jmenovité napětí, než smysluplným rozdílem v normální provozní třídě článku.

U většiny standardních lithium-iontových aplikací odkazují tyto dva štítky na stejnou třídu jmenovitého napětí. Konečný návrh by se měl řídit specifikacemi vybraného modelu.

Mezi důležitější faktory patří:

• Buněčná chemie

• Rozsah provozního napětí

• Kapacita

• Trvalý vybíjecí proud

• Požadavky na nabíjení

• Teplotní rozsah

• Požadavky na životnost cyklu

• Požadavky na cílové zařízení

Článek by neměl být vybírán pouze porovnáním označení 3,6V nebo 3,7V. Datasheet vybraného modelu je konečnou referencí pro skutečné provozní limity.

Jaké je napětí při plném nabití baterie 18650?

Mnoho standardních lithium-iontových článků 18650 používá 4,2 V jako napětí pro plné nabití.

To neznamená, že baterie je 4,2V baterie. Místo toho:

• 3,6V nebo 3,7V je jmenovité napětí.

• 4,2 V je napětí dosažené na konci plného nabití.

• Napětí postupně klesá, jak se článek vybíjí.

Standardní lithium-iontový článek se normálně nabíjí pomocí procesu konstantního proudu a konstantního napětí. Nabíječka nejprve dodává řízený proud. Jak se článek blíží svému nabíjecímu napětí, nabíječka udržuje specifikované napětí, zatímco proud postupně klesá.

Nabíjecí napětí a proud musí odpovídat zvolenému článku. Neaplikujte nabíjecí profil 4,2 V na článek s jiným chemickým složením nebo limitem nabití.

V centru pozornosti je limit nabíjení 4,2 V Proč maximální napětí lithium-iontové baterie nemůže překročit 4,2 V.

Jaké je mezní napětí baterie 18650?

Mezní napětí je nejnižší napětí použité k zastavení nebo omezení vybíjení baterie. Nazývá se také vybíjecí mezní napětí nebo napětí na konci vybíjení.

Neexistuje žádné pevné vypínací napětí pro každou baterii 18650.

Správná hodnota závisí na:

• Buněčná chemie

• Buněčný model

• Specifikace výrobce

• Vybíjecí proud

• Provozní teplota

• Požadovaná životnost cyklu

• Nastavení BMS

• Požadavky na aplikaci

Některé články 18650 uvádějí 2,5 V jako spodní limit vybíjení za specifikovaných testovacích podmínek. Tento údaj platí pro příslušnou buňku a testovací sestavu; neměl by být kopírován do každé baterie 18650.

U sady baterií OEM nastavte hranici podle specifikací vybraného článku a celého návrhu systému – nikoli od obecné hodnoty '18650 mrtvé napětí'.

Co se stane, když je baterie 18650 vybitá příliš daleko?

Nadměrný výtok může způsobit:

• Snížená využitelná kapacita

• Vyšší vnitřní odpor

• Nižší výstupní výkon

• Zvýšené riziko při následném nabíjení

• V těžkých případech trvalé poškození

Baterie, která způsobí vypnutí zařízení, nemusí být nutně zcela vybitá. Zařízení může přestat fungovat z důvodu vlastní nízkonapěťové ochrany, poklesu napětí při zátěži nebo odpojení bateriového bloku BMS.

Jak se změní napětí baterie 18650 během vybíjení?

Napětí článku 18650 není konstantní po celou dobu jeho vybíjecího cyklu.

Typický vzor napětí může vypadat takto:

Naměřené napětí se také může měnit v závislosti na tom, zda je baterie:

• V klidu

• Být nabitý

• Přivádění proudu do zátěže

• Provoz při nízké teplotě

• Připojeno pomocí dlouhého nebo vysoce odolného kabelu

Článek může vykazovat relativně normální napětí naprázdno, ale při odběru vysokého proudu může dojít k výraznému poklesu napětí. To je jeden z důvodů, proč samotné napětí nemůže plně popsat stav nebo výkon baterie 18650.

Měla by být také vyhodnocena kapacita, vnitřní odpor, rychlost vybíjení, teplota a životnost.

Jaké napětí produkují dvě, tři nebo čtyři baterie 18650?

Když je 18650 článků zapojeno do série, jejich napětí se sčítají.

Hodnoty v tabulce platí pro standardní lithium-iontové články s limitem nabití 4,2 V. Specifikace vybraného článku a nabíjecí systém určují konečné hodnoty.

ZERNE's Řešení lithiových baterií 18650 zahrnují konfigurace, jako jsou sady 2S, 3S, 4S a 6S pro různé požadavky na napětí a kapacitu.

Sériové připojení

Sériová připojení zvyšují napětí.

Mezi běžné sériové konfigurace patří:

• Sada 2S používá dvě buňky nebo dvě skupiny buněk v sérii.

• Balíček 3S používá tři skupiny buněk v sérii.

• Balíček 4S používá čtyři buněčné skupiny v sérii.

Celkové napětí závisí na napětí každého článku a stavu nabití.

Paralelní připojení

Paralelní zapojení zvyšuje kapacitu a proudovou kapacitu při zachování přibližně stejného jmenovitého napětí.

Mezi běžné paralelní konfigurace patří:

• 1S2P znamená jednu sériovou skupinu a dvě paralelní buňky.

• 3S2P znamená tři sériové skupiny se dvěma buňkami paralelně v každé skupině.

• 4S2P znamená čtyři sériové skupiny se dvěma buňkami paralelně v každé skupině.

Bateriové sady využívající sériové a paralelní připojení vyžadují vhodné přizpůsobení článků, ochranu a design BMS. Pokud projekt vyžaduje specifické napětí a kapacitu, Kalkulačka baterií 18650 může pomoci odhadnout požadovanou sériovou a paralelní konfiguraci.

Jak BMS ovlivňuje napětí baterie 18650?

Systém řízení baterie nemění jmenovité napětí článku 18650, ale řídí, kdy se baterie smí nabíjet nebo vybíjet.

BMS může poskytovat ochranu proti:

• Přebíjení článků

• Nadměrné vybití článku

• Nadproud

• Zkrat

• Přehřátí

• Nízkoteplotní nabíjení

• Buněčná nerovnováha

U vícečlánkové baterie 18650 BMS hlídá i napětí jednotlivých sériových skupin. Pokud jedna skupina dosáhne nebezpečného limitu dříve než ostatní, BMS může zastavit nabíjení nebo odpojit zátěž.

Parametry ochrany BMS musí být kompatibilní s:

• Rozsah napětí článku

• Počet buněk v sérii

• Maximální nabíjecí napětí

• Požadovaný vybíjecí proud

• Provozní napětí zařízení

• Tepelné podmínky

Monitorování článků, prahové hodnoty ochrany a řízení nabíjení a vybíjení, to vše se vejde do toho struktura systému správy baterií.

Kompletní Konstrukce bateriové sady 18650 s BMS by měla tyto funkce spojit s přizpůsobením článků, sériovou a paralelní konfigurací a ochranou na úrovni sady.

Jaké napětí je potřeba k nabití baterie 18650?

Mnoho standardních lithium-iontových článků 18650 používá nabíjecí napětí 4,2 V na článek.

Kompletní systém nabíjení však musí také odpovídat:

• Počet buněk v sérii

• Buněčná chemie

• Maximální nabíjecí proud

• Design nabíječky

• Nastavení ochrany BMS

• Požadavky na zařízení

Standardní sada 2S dosahuje přibližně 8,4 V při plném nabití, zatímco sada 3S dosahuje přibližně 12,6 V. Jednočlánkovou nabíječku nelze připojit přímo k sadě s více články.

Vhodná nabíječka nebo nabíjecí obvod musí odpovídat konkrétní konfiguraci baterie. Nabíječka by neměla být vybrána pouze proto, že její štítek říká '18650' nebo '3,7V.''

Napětí je pouze jednou částí procesu; nabíječka, proudový limit, koncový stupeň a nabíjecí prostředí také určují, jaká je baterie 18650 bezpečně nabitá.

Jak můžete zkontrolovat napětí baterie 18650?

Měření napětí může poskytnout rychlou indikaci aktuálního elektrického stavu baterie, ale nemůže plně určit stav baterie.

Při kontrole buňky nebo balení 18650 rozlišujte mezi:

• Napětí naprázdno

• Napětí pod zátěží

• Napětí během nabíjení

• Napětí po odpočinku

• Rozdíl napětí mezi články ve stejném balení

U aplikací OEM může kompletní vyhodnocení baterie také zahrnovat:

• Testování kapacity

• Testování vnitřního odporu

• Testování vybíjení

• Testování životnosti cyklu

• Monitorování teploty

• Testování ochrany BMS

Normální hodnota otevřeného obvodu nepotvrzuje kapacitu nebo vnitřní odpor. Kapacita, vnitřní odpor a chování cyklu vyžadují samostatné testování, které je zahrnuto v Jak otestovat kapacitu a stav baterie 18650.

Jak vybrat správné napětí baterie 18650 pro zařízení OEM

Výběr správného napětí baterie 18650 začíná spíše elektrickými požadavky zařízení než názvem článku.

Mezi důležité otázky patří:

1. Jaký je rozsah provozního napětí zařízení?

Zkontrolujte vstupní napětí zařízení, špičkové napětí, minimální provozní napětí a přijatelnou toleranci napětí.

2. Potřebuje zařízení jednočlánkový nebo vícečlánkový balíček?

Kompaktní zařízení může používat jeden článek 3,6V nebo 3,7V. Zařízení s vyšším napětím může vyžadovat články zapojené do série.

3. Jaká kapacita je požadována?

Kapacita ovlivňuje dobu běhu. Při paralelním zapojení článků se celková kapacita zvyšuje, přičemž jmenovité napětí zůstává přibližně stejné.

ZERNE dodává 18650 článků v různých kapacitních rozsazích, včetně možností 2000mAh, 2200mAh, 2600mAh, 3000mAh a 3500mAh. Vhodná kapacita závisí na spotřebě energie zařízení, požadované době běhu, dostupném prostoru a tepelných podmínkách.

4. Co je nejvyšší současná poptávka?

Zařízení s vysokým výkonem může vyžadovat článek 18650 s vysokým vybíjením, i když jeho jmenovité napětí je stejné jako u článku se standardní kapacitou.

Zařízení s vysokým odběrem proudu mohou vyžadovat a baterie s vysokým vybitím namísto standardního článku 18650. Správná volba závisí na trvalém proudu, špičkovém proudu, provozní teplotě a požadované životnosti cyklu.

5. Je vyžadován BMS nebo ochranný obvod?

Vícečlánkové sady obvykle vyžadují vhodné monitorování a ochranu. BMS musí odpovídat sériové konfiguraci a charakteristikám článku.

6. Existují omezení velikosti, konektoru nebo teploty?

Konečné řešení baterie může také vyžadovat:

• Vlastní rozměry

• Specifická délka drátu

• Konkrétní konektor

• Teplotní senzory

• Izolační materiály

• Mechanická podpora

• Párování buněk a balancování

ZERNE poskytuje vlastní řešení bateriových sad 18650 s různými sériovými a paralelními konfiguracemi, možnostmi ochrany, konektory a požadavky na kapacitu.

Zařízení s vysokým výkonem potřebují článek, který zvládne požadovaný proud bez nadměrného poklesu napětí nebo tepla. Výběr závisí také na rychlosti vybíjení, provozní teplotě a životnosti cyklu; Jak si vybrat baterii 18650 s vysokou spotřebou, pojednává o těchto faktorech podrobněji.

Časté dotazy o napětí baterie 18650

Jaké napětí má baterie 18650?

Většina standardních lithium-iontových článků 18650 je označena jmenovitým napětím 3,6V nebo 3,7V. Vybraný model určuje skutečný rozsah napětí a elektrický výkon.

Kolik voltů má plně nabitá baterie 18650?

Standardní lithium-iontový článek 18650 se běžně nabíjí na přibližně 4,2 V. Před výběrem nabíječky zkontrolujte specifikaci nabíjení vybraného článku.

Je 3,7 V stejné jako 4,2 V na baterii 18650?

Č. 3,7 V je jmenovité napětí, zatímco 4,2 V je typické napětí pro plné nabití pro mnoho standardních lithium-iontových článků.

Jaké je mezní napětí baterie 18650?

Mezní napětí závisí na zvoleném článku, podmínkách vybíjení a nastavení BMS. Použijte limit stanovený výrobcem článku spíše než předpokládejte jednu hodnotu pro všechny články 18650.

Kolik voltů vyrobí dvě baterie 18650?

Dva články 18650 zapojené do série obvykle poskytují jmenovité napětí přibližně 7,2 V–7,4 V a přibližně 8,4 V při plném nabití.

Kolik voltů vyrobí tři baterie 18650?

Tři články zapojené do série obvykle poskytují jmenovité napětí přibližně 10,8 V–11,1 V a přibližně 12,6 V při plném nabití.

Lze všechny baterie 18650 nabíjet na 4,2 V?

Ne. Mnoho standardních lithium-iontových článků používá nabíjecí napětí 4,2 V, ale správná hodnota závisí na chemii článku a specifikaci nabíjení.

Mění BMS napětí baterie 18650?

BMS nemění jmenovité napětí článku. Monitoruje a chrání baterii tím, že omezuje nabíjení nebo vybíjení, když systém dosáhne definovaných prahových hodnot ochrany.

Závěr

Baterie 18650 je obvykle popisována jako nominální článek 3,6V nebo 3,7V. Mnoho standardních lithium-iontových článků dosahuje při plném nabití přibližně 4,2 V, přičemž mezní napětí závisí na modelu článku, podmínkách vybíjení a nastavení BMS.

Samotný formát 18650 nestačí k určení správného nabíjecího napětí, vypínacího napětí, kapacity nebo vybíjecího proudu. U projektů s bateriemi OEM by mělo být kompletní řešení vybráno vyhodnocením:

• Rozsah napětí článku

• Kapacita

• Vybíjecí proud

• Požadavky na nabíjení

• Počet buněk v sérii a paralelně

• Ochrana BMS

• Dostupné místo

• Požadavky na konektor

• Provozní teplota

ZERNE může pomoci s vývojem bateriových článků 18650 a vlastních bateriových sad podle napětí, kapacity, tvarového faktoru, ochrany a aplikačních požadavků cílového zařízení.