Vad är spänningen på ett 18650-batteri? Nominell, full laddning och gränsspänning

Spänningen för ett 18650-batteri beskrivs vanligtvis som 3,6V eller 3,7V nominell. Många standard litiumjonceller når 4,2V vid full laddning, medan urladdningsgränsen beror på cellmodell, driftsförhållanden och batterihanteringssystem.

Enkelt uttryckt:

Den valda cellens datablad är referensen för den faktiska spänningen. Termen '18650' identifierar cellformatet, men den definierar inte varje elektrisk parameter.

Vad betyder '18650'?

'18650' identifierar främst det fysiska formatet för en cylindrisk litiumjoncell:

• Cirka 18 mm i diameter

• Cirka 65 mm lång

• Cylindrisk cellkonstruktion

Det betyder att 18650 är en storleksbeteckning snarare än en komplett elektrisk specifikation. Två 18650-celler kan ha olika kapacitet, urladdningshastigheter, inre resistanser och avstängningsgränser.

ZERNE's 18650 litiumjonbattericeller finns tillgängliga med olika kapacitets- och prestandaalternativ för industriella och OEM-tillämpningar.

Numret 18650 berättar inte automatiskt för dig:

• Den exakta nominella spänningen

• Den maximala laddningsströmmen

• Den kontinuerliga urladdningsströmmen

• Kapaciteten

• Det inre motståndet

• Urladdningsbrytningsspänningen

• Drifttemperaturområdet

Dessa specifikationer måste kontrolleras separat.

Vad är den nominella spänningen för ett 18650-batteri?

Den nominella spänningen är den märkspänning som används för att representera det normala arbetsområdet för en battericell. De flesta standard litiumjonceller 18650 är märkta med en nominell spänning på antingen 3,6V eller 3,7V.

Varför är vissa 18650-batterier märkta 3,6V och andra 3,7V?

Både 3,6V och 3,7V etiketter används för standard litiumjon 18650 celler. I många fall kommer skillnaden från hur nominell spänning beräknas eller rapporteras snarare än från en meningsfull skillnad i cellens normala driftsklass.

För de flesta vanliga litiumjonapplikationer hänvisar de två etiketterna till samma nominella spänningsklass. Den valda modellens specifikationer bör vägleda den slutliga designen.

De viktigare faktorerna inkluderar:

• Cellkemi

• Driftspänningsområde

• Kapacitet

• Kontinuerlig urladdningsström

• Laddningskrav

• Temperaturområde

• Krav på cykellivslängd

• Krav på målenheten

En cell bör inte väljas endast genom att jämföra 3,6V eller 3,7V-etiketten. Den valda modellens datablad är den slutliga referensen för de faktiska driftsgränserna.

Vad är fullladdningsspänningen för ett 18650-batteri?

Många standard litiumjon 18650-celler använder 4,2V som full laddningsspänning.

Det betyder inte att batteriet är ett 4,2V batteri. I stället:

• 3,6V eller 3,7V är den nominella spänningen.

• 4,2V är spänningen som uppnås i slutet av en full laddning.

• Spänningen minskar gradvis när cellen laddas ur.

En standard litiumjoncell laddas normalt med en konstantströms- och konstantspänningsprocess. Laddaren levererar först en kontrollerad ström. När cellen närmar sig sin laddningsspänning håller laddaren den specificerade spänningen medan strömmen gradvis minskar.

Laddningsspänningen och strömmen måste matcha den valda cellen. Använd inte en 4,2V laddningsprofil på en cell med en annan kemi eller laddningsgräns.

4,2V laddningsgränsen är i fokus Varför den maximala spänningen för ett litiumjonbatteri inte kan överstiga 4,2V.

Vad är gränsspänningen för ett 18650-batteri?

Brytspänningen är den lägsta spänningen som används för att stoppa eller begränsa batteriurladdningen. Det kallas också för urladdningsgränsspänning eller urladdningsspänning.

Det finns ingen fast brytspänning för varje 18650-batteri.

Rätt värde beror på:

• Cellkemi

• Cellmodell

• Tillverkarens specifikationer

• Urladdningsström

• Driftstemperatur

• Erforderlig cykellivslängd

• BMS-inställningar

• Krav på ansökan

Vissa 18650 celler listar 2,5V som den nedre urladdningsgränsen under specificerade testförhållanden. Den siffran gäller den relevanta cellen och testinställningen; den ska inte kopieras till varje 18650-batteri.

För ett OEM-batteri, ställ in gränsvärdet från den valda cellens specifikationer och den kompletta systemdesignen – inte från ett generiskt '18650 dödspänning'-värde.

Vad händer om ett 18650-batteri laddas ur för långt?

Överdriven flytning kan orsaka:

• Minskad användbar kapacitet

• Högre inre motstånd

• Lägre effektuttag

• Ökad risk vid efterföljande laddning

• Permanent skada i svåra fall

Ett batteri som får en enhet att stängas av är inte nödvändigtvis helt tomt. Enheten kan sluta fungera på grund av sitt eget lågspänningsskydd, spänningsfall under belastning eller frånkoppling av batteripaketets BMS.

Hur förändras 18650-batterispänningen under urladdning?

Spänningen hos en 18650-cell är inte konstant under hela dess urladdningscykel.

Ett typiskt spänningsmönster kan se ut så här:

Den uppmätta spänningen kan också ändras beroende på om batteriet är:

• I vila

• Debiteras

• Tillför ström till en last

• Fungerar vid låg temperatur

• Ansluts via en lång eller högresistanskabel

En cell kan visa en relativt normal öppen kretsspänning men uppleva ett betydande spänningsfall när en hög ström dras. Detta är en anledning till att enbart spänning inte helt kan beskriva hälsan eller prestandan hos ett 18650-batteri.

Kapacitet, internt motstånd, urladdningshastighet, temperatur och livslängd bör också utvärderas.

Vilken spänning producerar två, tre eller fyra 18650-batterier?

När 18650 celler är seriekopplade, adderas deras spänningar.

Värdena i tabellen gäller standard litiumjonceller med en laddningsgräns på 4,2V. Den valda cellens specifikationer och laddningssystemet bestämmer slutvärdena.

ZERNE's 18650 litiumbatteripaketlösningar inkluderar konfigurationer som 2S-, 3S-, 4S- och 6S-paket för olika spännings- och kapacitetskrav.

Serieanslutning

Serieanslutningar ökar spänningen.

Vanliga seriekonfigurationer inkluderar:

• Ett 2S-paket använder två celler eller två cellgrupper i serie.

• Ett 3S-paket använder tre cellgrupper i serie.

• Ett 4S-paket använder fyra cellgrupper i serie.

Den totala spänningen beror på spänningen för varje cell och laddningstillståndet.

Parallell anslutning

Parallella anslutningar ökar kapaciteten och strömkapaciteten samtidigt som den nominella spänningen hålls ungefär densamma.

Vanliga parallella konfigurationer inkluderar:

• 1S2P betyder en seriegrupp och två parallella celler.

• 3S2P betyder tre seriegrupper, med två celler parallella i varje grupp.

• 4S2P betyder fyra seriegrupper, med två celler parallella i varje grupp.

Batteripaket som använder serie- och parallellkopplingar kräver lämplig cellmatchning, skydd och BMS-design. När ett projekt kräver en specifik spänning och kapacitet 18650 batterikalkylator kan en hjälpa till att uppskatta den erforderliga serie- och parallellkonfigurationen.

Hur påverkar en BMS 18650 batterispänning?

Ett batterihanteringssystem ändrar inte den nominella spänningen för en 18650-cell, men det styr när batteripaketet tillåts ladda eller ladda ur.

En BMS kan ge skydd mot:

• Cell överladdning

• Överurladdning av celler

• Överström

• Kortslutning

• Övertemperatur

• Laddning vid låg temperatur

• Cellobalans

För ett flercells 18650-batteripaket övervakar BMS även spänningen för enskilda seriegrupper. Om en grupp når en osäker gräns tidigare än de andra kan BMS sluta ladda eller koppla bort belastningen.

BMS-skyddsparametrarna måste vara kompatibla med:

• Cellspänningsområde

• Antal celler i serie

• Maximal laddningsspänning

• Erforderlig urladdningsström

• Enhetens driftspänning

• Termiska förhållanden

Cellövervakning, skyddströsklar och laddnings- och urladdningskontroll passar alla inom struktur för batterihanteringssystem.

En komplett 18650 batteripaketdesign med ett BMS bör kombinera dessa funktioner med cellmatchning, serie- och parallellkonfiguration och skydd på paketnivå.

Vilken spänning behövs för att ladda ett 18650-batteri?

Många standard litiumjon 18650-celler använder en laddningsspänning på 4,2V per cell.

Men det kompletta laddningssystemet måste också matcha:

• Antal celler i serie

• Cellkemi

• Maximal laddningsström

• Laddare design

• BMS-skyddsinställningar

• Enhetskrav

Ett standard 2S-paket når cirka 8,4V vid full laddning, medan ett 3S-paket når cirka 12,6V. En encellsladdare kan inte anslutas direkt till ett flercellspaket.

En lämplig laddare eller laddningskrets måste anpassas till den specifika batterikonfigurationen. Laddaren bör inte väljas bara för att dess etikett säger '18650' eller '3,7V.'

Spänning är bara en del av processen; laddaren, strömgränsen, avslutningssteget och laddningsmiljön avgör också hur ett 18650-batteri är laddas på ett säkert sätt.

Hur kan du kontrollera spänningen på ett 18650-batteri?

En spänningsmätning kan ge en snabb indikation på batteriets nuvarande elektriska tillstånd, men den kan inte helt fastställa batteriets hälsa.

När du kontrollerar en 18650-cell eller ett paket, särskilj mellan:

• Öppen kretsspänning

• Spänning under belastning

• Spänning under laddning

• Spänning efter vila

• Spänningsskillnad mellan celler i samma paket

För OEM-tillämpningar kan en komplett batteriutvärdering också inkludera:

• Kapacitetstestning

• Intern resistanstestning

• Urladdningsprovning

• Cykellivstestning

• Temperaturövervakning

• BMS-skyddstestning

En normal avläsning av öppen krets bekräftar inte kapacitet eller internt motstånd. Kapacitet, internt motstånd och cykelbeteende kräver separata tester, som täcks in Hur man testar 18650 batterikapacitet och hälsa.

Hur man väljer rätt 18650 batterispänning för en OEM-enhet

Att välja rätt 18650-batterispänning börjar med enhetens elektriska krav snarare än cellnamnet.

Viktiga frågor inkluderar:

1. Vad är enhetens driftsspänningsområde?

Kontrollera enhetens inspänning, toppspänning, lägsta driftspänning och acceptabel spänningstolerans.

2. Behöver enheten en enkelcell eller ett multicellspaket?

En kompakt enhet kan använda en enda 3,6V eller 3,7V cell. En enhet med högre spänning kan kräva seriekopplade celler.

3. Vilken kapacitet krävs?

Kapaciteten påverkar körtiden. När celler är parallellkopplade ökar den totala kapaciteten samtidigt som den nominella spänningen förblir ungefär densamma.

ZERNE levererar 18650 celler i olika kapacitetsområden, inklusive 2000mAh, 2200mAh, 2600mAh, 3000mAh och 3500mAh alternativ. Lämplig kapacitet beror på enhetens strömbehov, nödvändig körtid, tillgängligt utrymme och termiska förhållanden.

4. Vad är toppströmsefterfrågan?

En högeffektsenhet kan kräva en 18650-cell med hög urladdning även om dess nominella spänning är densamma som en cell med standardkapacitet.

Enheter med högt strömbehov kan kräva en högurladdningsbatteri snarare än en standard 18650-cell. Rätt val beror på kontinuerlig ström, toppström, driftstemperatur och erforderlig livslängd.

5. Krävs en BMS eller skyddskrets?

Flercellspaket kräver normalt lämplig övervakning och skydd. BMS måste matcha seriekonfigurationen och cellegenskaperna.

6. Finns det storleks-, kontakt- eller temperaturbegränsningar?

Den slutliga batterilösningen kan också behöva:

• Anpassade mått

• Specifik trådlängd

• En speciell kontakt

• Temperatursensorer

• Isoleringsmaterial

• Mekaniskt stöd

• Cellmatchning och packbalansering

ZERNE tillhandahåller anpassade 18650 batteripaketlösningar med olika serie- och parallellkonfigurationer, skyddsalternativ, kontakter och kapacitetskrav.

Högeffektsenheter behöver en cell som kan hantera den erforderliga strömmen utan överdrivet spänningsfall eller värme. Valet beror också på urladdningshastighet, driftstemperatur och cykellivslängd; Hur man väljer ett 18650-batteri med hög dränering diskuterar dessa faktorer mer i detalj.

Vanliga frågor om 18650 batterispänning

Vilken spänning är ett 18650-batteri?

De flesta standard litiumjonceller 18650 är märkta med en nominell spänning på 3,6V eller 3,7V. Den valda modellen bestämmer det faktiska spänningsområdet och elektriska prestanda.

Hur många volt har ett fulladdat 18650-batteri?

En standard litiumjon 18650-cell laddas vanligtvis till cirka 4,2V. Kontrollera den valda cellens laddningsspecifikation innan du väljer laddare.

Är 3,7V samma sak som 4,2V på ett 18650-batteri?

Nr 3,7V är en nominell spänning, medan 4,2V är den typiska fullladdningsspänningen för många vanliga litiumjonceller.

Vad är gränsspänningen för ett 18650-batteri?

Brytspänningen beror på vald cell, urladdningsförhållanden och BMS-inställningar. Använd celltillverkarens specificerade gräns istället för att anta ett värde för alla 18650 celler.

Hur många volt producerar två 18650-batterier?

Två 18650-celler kopplade i serie ger vanligtvis cirka 7,2V–7,4V nominellt och cirka 8,4V vid full laddning.

Hur många volt producerar tre 18650-batterier?

Tre celler kopplade i serie ger vanligtvis cirka 10,8V–11,1V nominellt och cirka 12,6V vid full laddning.

Kan alla 18650-batterier laddas till 4,2V?

Nej. Många standard litiumjonceller använder en 4,2V laddningsspänning, men det korrekta värdet beror på cellkemin och laddningsspecifikationen.

Ändrar en BMS spänningen på ett 18650-batteri?

En BMS ändrar inte den nominella cellspänningen. Den övervakar och skyddar batteripaketet genom att begränsa laddning eller urladdning när systemet når definierade skyddströsklar.

Slutsats

Ett 18650-batteri beskrivs vanligtvis som en 3,6V eller 3,7V nominell cell. Många standard litiumjonceller når cirka 4,2V vid full laddning, medan brytspänningen beror på cellmodell, urladdningsförhållanden och BMS-inställningar.

Enbart 18650-formatet räcker inte för att bestämma rätt laddningsspänning, brytspänning, kapacitet eller urladdningsström. För OEM-batteriprojekt bör den kompletta lösningen väljas genom att utvärdera:

• Cellspänningsområde

• Kapacitet

• Urladdningsström

• Laddningskrav

• Antal celler i serie och parallella

• BMS-skydd

• Tillgängligt utrymme

• Krav på kontaktdon

• Driftstemperatur

ZERNE kan hjälpa till att utveckla 18650 battericeller och anpassade batteripaket enligt målenhetens spänning, kapacitet, formfaktor, skydd och tillämpningskrav.