18650 Li-ion մարտկոցները վերջերս ավելի ու ավելի տարածված են դարձել: Իրենց տեխնիկական բնութագրերով նրանք առաջ են անցել բոլորին հայտնի մատնատիպ մարտկոցներից։ Մարտկոցների հայտնի չափերի համար օգտագործվող «մատ» և «փոքր մատ» հասկացությունները ճիշտ տերմինաբանության տեսանկյունից ճիշտ չեն։ Բոլոր մարտկոցները, անկախ չափսերից, ունեն իրենց չափսերը նշող իրենց ծածկագրերը: Այսպիսով, 18650-ը նույնպես կոդ է։ Սա է ողջ գաղտնիքը։
Մարտկոցի չափը 18650
Այս հնգանիշ ծածկագիրը արտահայտում է մարտկոցի լայնությունը և երկարությունը, որտեղ առաջին երկու թվանշաններն են լայնությունը (տրամագիծը) մմ-ով, իսկ վերջին երեքը՝ մմ երկարությունը տասներորդներով: Սխալ կարծիք կա, որ այս կոդի վերջում զրոը ցույց է տալիս մարտկոցի գլանաձև ձևը (կան տարբեր ձևի մարտկոցներ): Մարտկոցի երկարության նման ճշգրիտ նշումը անհրաժեշտ չէ: Դրա չափը նշելիս այն հաճախ սահմանափակվում է առաջին չորս թվանշաններով (1865 թ.): Ի դեպ, մատների և փոքր մատների մարտկոցները նույնպես ունեն իրենց ծածկագիրը՝ 14500 և 10440։ Բացի թվային կոդից,չափը կարելի է նշել նաև տառերով։ Օրինակ, մարտկոցի վերը նշված երկու չափսերն ունեն այլընտրանքային տառային կոդեր՝ AA (մատ) և AAA (փոքր մատ): Կան բազմաթիվ այբբենական և թվային կոդեր, որոնք նշում են տարբեր մարտկոցների չափերը՝ CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) և այլն:
18650 մարտկոցների համար այս չափի նշումը ճշգրիտ չէ: Պետք է հաշվի առնել նաև այլ պարամետրեր: 18650 մարտկոցի չափի վրա կարող է ազդել, օրինակ, ներկառուցված հատուկ տախտակի (լիցքավորման կարգավորիչ) առկայությունը: Որոշ մարտկոցներ այս դեպքում կարող են ունենալ մի փոքր ավելի երկար երկարություն: Հազվադեպ չէ, երբ մարտկոցը պարզապես չի տեղավորվում այն սարքի խցիկում, որտեղ նրանք ցանկանում են օգտագործել այն, չնայած այն հանգամանքին, որ այս սարքը (օրինակ՝ էլեկտրոնային ծխախոտի մարտկոցի տուփը) նախատեսված է այս տեսակի մարտկոցով աշխատելու համար:
Li-ion 18650 մարտկոցի կյանքը
Տվյալ մարտկոցի տևողության ժամանակը կախված է «ժամում միլիամպեր» հասկացությունից (mAh): Խոշոր մարտկոցների համար, ինչպիսիք են ավտոմեքենաները, օգտագործվում է «ամպեր ժամում» տերմինը: 18650 mAh մարտկոցի համար սա ստացված արժեք է: Մեկ ամպերը հավասար է 1000 միլիամպերի։ Միլիամպը ժամում այն հոսանքն է, որը մարտկոցը կարող է արտադրել սովորական օգտագործման ժամի ընթացքում: Այլ կերպ ասած, եթե այս արժեքը բաժանեք որոշակի ժամերի վրա, կարող եք պարզել մարտկոցի կյանքը: Օրինակ՝ մարտկոցն ունի 3000 մԱ/ժ հզորություն։ Սա նշանակում է, որ երկու ժամովաշխատում է, 1500 միլիամպեր կտա։ Չորս - 750. Վերոնշյալ օրինակի մարտկոցն ամբողջությամբ լիցքաթափվելու է 10 ժամ աշխատելուց հետո, երբ դրա հզորությունը կհասնի 300 միլիամպերի (խորը լիցքաթափման սահմանը):
Այս հաշվարկները տալիս են միայն մոտավոր պատկերացում մարտկոցի ժամկետի մասին: Դրա իրական գործառնական ժամանակը կախված է նրանից, թե ինչ բեռի հետ պետք է զբաղվի, այսինքն՝ սարքից, որը պետք է ապահովի էներգիա:
Հոսանք, լարում և հզորություն
Նախքան 18650 լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնիկական բնութագրերի ընդհանուր նկարագրությանը և դրանց հետ աշխատելու նախազգուշական միջոցներին անդրադառնալը, մենք համառոտ կսահմանենք վերը նշված հասկացությունները: Հոսանքը (առավելագույն լիցքաթափման հոսանքը, հոսանքի ելքը) արտահայտված է ամպերով և մարտկոցի վրա նշվում է «A» տառով։ Լարումը արտահայտվում է վոլտերով և նշվում է «V» տառով։ Շատ մարտկոցների վրա կարող եք գտնել նման նշումներ. Լիթիում-իոնային մարտկոցի համար լարումը միշտ 3,7 վոլտ է, իսկ հոսանքը կարող է տարբեր լինել: Մարտկոցի հզորությունը, որպես դրա հզորության գերիշխող պարամետր, արտահայտվում է որպես լարման և հոսանքի արտադրյալ (վոլտը պետք է բազմապատկվի ամպերով):
Լիթիում-իոնային մարտկոցի առավելությունների և թերությունների նկարագրությունը
18650 Li-Ion մարտկոցների հիմնական թերությունն այն է, որ նրանք ունեն փոքր աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայք: Լիթիում-իոնային մարտկոցի նորմալ շահագործումը հնարավոր է միայն -20-ից +20 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում: Եթե այն օգտագործվում կամ լիցքավորվում է ցածր կամ բարձր ջերմաստիճանումնշված է, այն փչացնում է: Համեմատության համար նշենք, որ նիկել-կադմիումային և նիկել-մետաղ հիդրիդային մարտկոցներն ունեն ավելի լայն ջերմաստիճան՝ -40-ից մինչև +40: Սակայն, ի տարբերություն վերջիններիս, լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն ավելի բարձր անվանական լարում՝ 3,7 վոլտ նիկելային մարտկոցների 1,2 վոլտից։
Նաև, լիթիում-իոնային մարտկոցների վրա գործնականում չեն ազդում ինքնալիցքաթափման և հիշողության էֆեկտները, որոնք տարածված են մարտկոցների շատ տեսակների մեջ: Ինքնալիցքաթափումը լիցքավորված էներգիայի կորուստն է, երբ պարապ վիճակում է: Հիշողության էֆեկտն առաջանում է մարտկոցների որոշ տեսակներում՝ թերի լիցքաթափումից հետո համակարգված լիցքավորման արդյունքում: Այսինքն՝ այն զարգանում է ամբողջությամբ չլիցքաթափված մարտկոցների վրա։
Հիշողության էֆեկտով մարտկոցը «հիշում է» լիցքաթափման աստիճանը, որից հետո սկսում է լիցքավորվել, և լիցքաթափվում է՝ հաջորդ ցիկլում հասնելով այս սահմանին: Նրա իրական հզորությունն այն ժամանակ իրականում ավելի մեծ է: Եթե կա տախտակ, որը ցույց է տալիս մարտկոցի մակարդակը, ապա այն նաև ցույց կտա լիցքաթափումը: Այս ազդեցությունը զարգանում է ոչ թե անմիջապես, այլ աստիճանաբար։ Այն կարող է զարգանալ նաև այն պայմաններում, երբ մարտկոցը անընդհատ աշխատում է ցանցից, այսինքն՝ անընդհատ լիցքավորվում է։
Ինքնալիցքաթափման և հիշողության էֆեկտը չափազանց ցածր է լիթիում-իոնային մարտկոցներում:
Կա ևս մեկ բան, որին պետք է ուշադրություն դարձնել. նման մարտկոցները չեն կարող պահվել լիցքաթափված վիճակում, այլապես դրանք արագ կփչանան։
Li-ion մարտկոցի նախազգուշական միջոցներ
Մարտկոցների շատ տեսակներ դյուրավառ են ևպայթյուններ. Դա կախված է մարտկոցի ներքին կառուցվածքի քիմիական կազմից: 18650 լիթիում-իոնային մարտկոցների համար այս խնդիրը բավականին սուր է: Էլեկտրոնային ծխախոտ օգտագործողների համար հազվադեպ չէ ձեռքերի և դեմքի լուրջ այրվածքներ կամ նույնիսկ ավելի լուրջ վնասվածքներ: Քանի որ լիթիում-իոնային մարտկոցներ կան նոութբուքերում, պլանշետներում և բջջային հեռախոսներում, հազվադեպ չէ, որ դրանք բռնկվում են:
Նման միջադեպերի պատճառների թվում առաջին տեղում, իհարկե, անորակ (էժան) մարտկոցի հավաքումն է։ Այնուամենայնիվ, էլեկտրոնային ծխախոտի դեպքում հեշտ է ինքնուրույն առաջացնել լիթիում-իոնային մարտկոցի պայթյուն, նույնիսկ եթե մարտկոցը էժան չէ։ Դա անելու համար դուք պետք է մի փոքր հասկանաք, թե ինչ է էլեկտրական դիմադրությունը:
Եթե այս հասկացությունը բացատրենք ամենապարզ լեզվով, ապա սա պարամետր է, որը որոշում է հաղորդիչի պահանջները մարտկոցին: Որքան ցածր է հաղորդիչի դիմադրությունը, այնքան ավելի շատ հոսանք (ամպեր) պետք է տա մարտկոցը: Եթե դիմադրությունը շատ ցածր է, ապա մարտկոցը կաշխատի նման դիրիժորով մեծ բեռով: Դիմադրությունը կարող է այնքան ցածր լինել, որ այն կառաջացնի չափազանց մեծ բեռ մարտկոցի վրա և դրա հետագա պայթյունը կամ բռնկումը: Այսինքն՝ կարճ միացում է լինելու։ Քանի որ էլեկտրոնային սիգարետներն աշխատում են գոլորշիացման սկզբունքով, որը պահանջում է ջեռուցման տարր (թելային կծիկ), անգործունակ օգտվողները կարող են սխալմամբ ստիպել մարտկոցին աշխատել ջեռուցման տարրով։չափազանց ցածր դիմադրություն: Իմանալով որոշակի մարտկոցի ընթացիկ ելքը և հաղորդիչի դիմադրությունը, օգտագործելով պարզ հաշվարկներ՝ օգտագործելով Օհմի օրենքի բանաձևը, կարող եք որոշել, թե արդյոք այս մարտկոցը կարող է աշխատել որոշակի հաղորդիչի հետ:
Այս վտանգները միշտ չէ, որ հանդիպում են բոլոր դեպքերում: Մարտկոցների պաշտպանության տեխնոլոգիաները մշտապես զարգանում են: Շատ մարտկոցներ ներսում ունեն լիցքավորման հատուկ կարգավորիչ, որը կարող է ժամանակին անջատել մարտկոցը, երբ տեղի է ունենում կարճ միացում: Սրանք պաշտպանված մարտկոցներ են:
Li-ion մարտկոցի սարք
18650 մարտկոցի հիմքում էլեկտրոլիտ է՝ հատուկ հեղուկ, որում քիմիական ռեակցիաներ են տեղի ունենում։
Այս քիմիական ռեակցիաները շրջելի են: Սա ցանկացած մարտկոցի շահագործման սկզբունքն է: Պարզ ասած, նման ռեակցիաների բանաձևը կարող է ընթանալ ինչպես ձախից աջ (լիցքաթափում), այնպես էլ աջից ձախ (լիցքավորում): Նման ռեակցիաները տեղի են ունենում բջջի կաթոդի և անոդի միջև: Կաթոդը բացասական էլեկտրոդն է (մինուս), անոդը էներգիայի աղբյուրի դրական էլեկտրոդն է (գումարած): Ռեակցիայի ընթացքում նրանց միջեւ առաջանում է էլեկտրական հոսանք։ Կաթոդի և անոդի միջև լիցքաթափման և լիցքի քիմիական ռեակցիաները օքսիդացման և նվազեցման գործընթացներ են, բայց դա այլ պատմություն է: Մենք չենք խորանա էլեկտրոլիզի գործընթացի մեջ։ Հոսանքը ձևավորվում է այն պահին, երբ կաթոդն ու անոդը սկսում են փոխազդել, այսինքն՝ ինչ-որ բան միացված է մարտկոցի գումարած և մինուսին։ Կաթոդը և անոդը պետք է էլեկտրական հաղորդունակ լինեն:
Պայմանների խախտման ժամանակԳործողության ընթացքում էլեկտրոլիտում հայտնվում են քիմիական տարրերի մոլեկուլներ, որոնք փակում են կաթոդը և անոդը, ինչը հանգեցնում է ներքին կարճ միացման։ Սրա արդյունքում մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանում է ու ավելի շատ մոլեկուլներ են հայտնվում՝ փակելով պլյուսն ու մինուսը։ Այս ամբողջ գործընթացը, ինչպես ձնագնդի, արագություն է ձեռք բերում երկրաչափականորեն։ Առանց էլեկտրոլիտը դուրս հանելու հնարավորության (մարտկոցի պատյանը կնքված է) տեղի է ունենում ջերմային ընդլայնում, ինչը մեծացնում է ներքին ճնշումը։ Այն, ինչ տեղի կունենա հետո, կարելի է հասկանալ առանց մեկնաբանության:
Լիթիում-իոնային մարտկոցի լիցքավորում
Որպես 18650 մարտկոցի լիցքավորիչ՝ այս ձևաչափի մարտկոցների համար նախատեսված ցանկացած սարք հարմար է: Հիմնական բանը լիցքավորելիս ճիշտ բևեռականությունը չփոխելն է: Տեղադրեք մարտկոցները լիցքավորիչի անցքերում՝ ճիշտ ըստ գումարած և մինուս նշանների: Լավ կլինի կարդալ 18650 մարտկոցի լիցքավորիչի օգտագործման այլ նախազգուշական միջոցները, որոնք միշտ նշված են մարտկոցի պատյանում:
Լիթիում-իոնային մարտկոցները լիցքավորելու լավագույն տարբերակը ավելի թանկ լիցքավորիչներ օգտագործելն է՝ լավ կարգավորվող լիցքավորման գործընթացով: Նրանցից շատերն ունեն մարտկոցներ լիցքավորելու գործառույթ՝ օգտագործելով CC/CV մեթոդը, որը նշանակում է մշտական հոսանք, մշտական լարում: Այս մեթոդը լավ է, քանի որ այն կարող է ավելի շատ լիցքավորել մարտկոցը, քան սովորական լիցքավորիչները: Դա պայմանավորված է այնպիսի հասկացությամբ, ինչպիսին է գերլիցքավորումը։
Մարտկոցը լիցքավորելու կամ լիցքաթափելու ժամանակ՝ դրա լարումըփոխվում է. Լիցքավորելիս մեծանում է, լիցքաթափելիս՝ նվազում։ Գնահատված 3,7 վոլտը միջին արժեք է։
Կա երկու էֆեկտ, որոնք վնասակար են մարտկոցի վրա՝ գերլիցքավորում և գերլիցքավորում: Կան մարտկոցի լիցքավորման և լիցքաթափման շեմեր։ Եթե մարտկոցի լարումը գերազանցում է այս սահմանները, ապա մարտկոցը գերլիցքավորվում կամ լիցքաթափվում է, կախված նրանից, թե այն լիցքավորվում է, թե լիցքաթափվում: 18650 Li-ion-ի նորմալ լիցքավորման ռեժիմում լիցքավորիչը և լիցքավորման կարգավորիչը հենց մարտկոցի ներսում (եթե այդպիսիք կան) կարդում են մարտկոցի լարումը և անջատում լիցքը, երբ այն հասնում է շեմին, որպեսզի խուսափի գերլիցքավորումից: Այս դեպքում մարտկոցը իրականում ամբողջությամբ լիցքավորված չէ: Դրա հզորությունը կարող է թույլ տալ ավելի շատ լիցքավորել, բայց շեմը խանգարում է դա անել:
CC/CV մեթոդով լիցքավորման սկզբունքը նախագծված է այնպես, որ լիցքավորմանը մատակարարվող հոսանքը ոչ թե կտրվի, այլ կտրուկ նվազեցվի՝ թույլ չտալով, որ մարտկոցի ներքին լարումը դուրս գա շեմային արժեքից։ Այսպիսով, մարտկոցը լիովին լիցքավորվում է առանց վերալիցքավորման։
Լիթիում-իոնային մարտկոցների տեսակները
18650 Li-ion մարտկոցների տեսակները՝
- լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ (LFP);
- լիթիում-մանգան (IMR);
- լիթիում-կոբալտ (ICR);
- լիթիումի պոլիմեր (LiPo).
Բոլոր տեսակները, բացի վերջինից, գլանաձև են և կարող են պատրաստվել 18650 ձևաչափով։ Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները տարբերվում են նրանով, որ չունեն հատուկ ձև։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ նրանք ունեն պինդէլեկտրոլիտ (պոլիմեր): Էլեկտրոլիտի այս անսովոր հատկության շնորհիվ է, որ այս մարտկոցները հաճախ օգտագործվում են պլանշետներում և բջջային հեռախոսներում:
Լիթիում-իոնային մարտկոցների կիրառում
Ինչպես արդեն նշվեց, 18650 չափսի Li-ion մարտկոցները լայնորեն օգտագործվում են էլեկտրոնային ծխախոտի մեջ։ Նրանք կարող են ներկառուցվել մարտկոցի տուփի մեջ կամ շարժական, այսինքն՝ առանձին տեղադրվել դրա մեջ: Կարող են լինել նաև մի քանի զուգահեռ կամ հաջորդաբար միացված:
Լիթիում-իոնային մարտկոցները վաղուց օգտագործվել են տարբեր մարտկոցների, օրինակ՝ նոութբուքերի մարտկոցների կառուցման մեջ: Նման մարտկոցները մի քանի փոխկապակցված 18650 մարտկոցների շղթա են մեկ տուփի ներսում: Նման մարտկոցներ կարելի է գտնել նաև որպես հզոր էներգաբանկ՝ շարժական լիցքավորիչներ։
Ինքնին մարտկոցների շրջանակը շատ լայն է՝ նշված լիցքավորիչներից մինչև ժամանակակից խոշոր մեխանիզմների (ավտոմոբիլային կամ ավիացիոն) բաղկացուցիչ տարրեր: Միևնույն ժամանակ, 18650 լիթիում-իոնային մարտկոցների թիվը, որոնք կազմում են մեկ մարտկոց, կարող է տատանվել մի քանիից մինչև հարյուր: Հարկ է նշել լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները։ Չնայած դրանք հասանելի չեն 18650 Li-ion ձևաչափով, դրանք ամենատարածվածն են, քանի որ օգտագործվում են պլանշետներում և բջջային հեռախոսներում:
