Как проверить емкость и внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Емкость аккумулятора – один из его важнейших параметров, характеризующий способность источника тока запасать энергию. В процессе эксплуатации емкость меняется вследствие снижения ресурса и естественной деградации. В некоторых случаях требуется определить реальные параметры аккумулятора, существующие на конкретный момент времени.

Как узнать фактическую емкость аккумулятора 18650

Перезаряжаемые элементы типоразмера 18650 широко распространены и применяются для питания автономных устройств. Узнать их реальную емкость можно с помощью различных методик, но они должны предусматривать полный цикл заряда или разряда.

Визуально по маркировке

При покупке элемента питания покупатель ориентируется на емкость, указанную продавцом. Этот параметр наносится на корпус источника или на упаковку крупными символами.

К сожалению, этот способ достоверен только для новых элементов, не бывших в эксплуатации и не хранившихся в течение долгого времени. К тому же доверять можно декларациям только проверенных производителей, дорожащих своей репутацией. Малоизвестные изготовители (особенно, из Юго-Восточной Азии) часто заявляют завышенные характеристики своих изделий. Отсюда в продаже появляются элементы с «емкостью» в 15000 мА*ч и даже в 30000 мА*ч.

Используемые на текущий момент технологии не позволяют в габаритах 18650 выпускать аккумуляторы емкостью выше 4500..5000 мА*ч. На эту цифру и надо ориентироваться при выборе в качестве максимальной.

Зарядкой известным током

Самый достоверный (а точнее – единственный достоверный) способ проверить реальную емкость аккумулятора 18650, как и любого другого возобновляемого элемента – провести контрольный разряд заданным током. Например, если разряд производится током 500 мА и продолжается 6 часов, то фактическую емкость можно рассчитать, как 500*6=3000 мА*ч.

Чтобы провести такой замер, потребуются:

• амперметр;
• вольтметр;
• нагрузка с известным сопротивлением.

В качестве нагрузки удобно использовать лампочку накаливания на соответствующее напряжение (или несколько, чтобы создать достаточный ток), которая служит определенным стабилизатором тока. В качестве амперметра и вольтметра можно использовать один мультиметр, переключая его то в один режим, то в другой.

Если есть источник питания со стабилизированным током, можно использовать обратный метод – зарядка стабильным током. В этом случае нагрузка не нужна. Аккумулятор надо разрядить до нуля, а потом зарядить известным током, который будет иметь одну и ту же величину в течение всего процесса. Надо засечь время зарядки от 0% до 100%, а по окончании посчитать емкость по формуле С=t*I, где:

• С – фактическая емкость, мА*ч;
• t – время заряда в часах;
• I – ток в миллиамперах.

Этот способ точнее предыдущего, потому что при разряде очень трудно обеспечить неизменность тока в нагрузку. Следует помнить, что емкость зависит от тока разряда (заряда), поэтому будет разница при замерах, выполненных при разном токе (чем меньше ток, тем больше емкость и наоборот).

При экспериментах с замером характеристик важно не допустить глубокого разряда аккумулятора. В противном случае он выйдет из строя.

Интеллектуальным зарядным устройством типа Liitokala Lii-500

Чтобы не подбирать элементы для сборки схемы, можно воспользоваться «умным» зарядным устройством. Многие пользователи хорошо отзываются о заряднике Liitokala Lii-500. Он заряжает батареи стабилизированным током (можно выбрать от 300 до 1000 мА).

Для определения фактической емкости аккумуляторов можно выбрать быстрый тест или длительный тест. Быстрый тест подразумевает разряд до нулевого уровня с последующим полным зарядом, во время которого замеряется фактическая емкость. При длительном тестировании производится еще и контрольный разряд.

У прибора имеется функция замера внутреннего сопротивления, но, по оценке пользователей, она дает не очень точные результаты.

Тестер емкости

Существуют и другие тестеры емкости, с помощью которых можно определить параметры и проверить на работоспособность аккумуляторы различного типа. Надо лишь обратить внимание на методику измерения. Некоторые из них не проводят полный цикл зарядки и разрядки, а в ускоренном порядке вычисляют емкость по алгоритму известному лишь производителям. Достоверность таких измерений невелика.

В видео: Проверенный способ проверки невысокотоковых 18650

На что влияет внутреннее сопротивление аккумуляторов

Любой аккумулятор, как источник тока, обладает таким параметром, как внутреннее сопротивление. Условно его можно представить, как резистор внутри элемента, включенный последовательно с внешней нагрузкой. На этом условном резисторе падает часть напряжения электрохимического источника и теряется часть мощности (согласно закону Ома для полной цепи).

Чем больше внутреннее сопротивление, тем больше нагрузка влияет на выходное напряжение аккумулятора. Чем больше ток, тем меньше выходное напряжение на клеммах элемента – его остаток падает на внутреннем сопротивлении. Значит, снижается токоотдача аккумулятора (и его мощность, что в первом приближении одно и то же).

Внутреннее сопротивление нельзя измерить мультиметром в режиме омметра. Оно зависит как от конструкции батареи, так и от электрохимических процессов, происходящих внутри нее.

Внутреннее сопротивление и емкость довольно связаны между собой, так как они, в целом, определяются одними и теми же процессами в аккумуляторе. Когда снижается емкость, увеличивается внутреннее сопротивление и падает отдача тока. Но однозначно оценить емкость по внутреннему сопротивлению нельзя, так как этот параметр завсит и от других условий (температуры, уровня заряда и т.п), причем более старые аккумуляторы более чувствительны к температуре. По внутреннему сопротивлению можно провести первичную диагностику (это быстрее, чем делать КТЦ) элемента или отобрать одинаковые аккумуляторы по остаточному ресурсу.

Читайте также

Как тестером замерять сопротивление

Как проверить внутреннее сопротивление 18650

Проверка внутреннего сопротивления позволяет оценить общее состояние элемента питания. Эта характеристика не столь достоверна, как замер емкости. Ее замер служит, скорее, поводом для принятия решения о дальнейшем полном тестировании аккумулятора. Зато она проводится в течение нескольких секунд, а не часов, в отличие от контрольного разряда.

Амперметром

Чтобы измерить внутреннее сопротивление батареи, надо:

• измерить напряжение E на выводах батареи при отсутствии нагрузки – это напряжение примерно равно ЭДС элемента;
• собрать схему измерения, показанную на рисунке (на ней внутреннее сопротивление r условно показано в виде резистора, подключенного внутри элемента к его выводам).

Схема похожа на схему для контрольного разряда, но нагрузку надо подобрать так, чтобы ток составлял не менее половины от предполагаемой емкости элемента (а лучше еще больше). Ток можно не замерять, а определить расчетным способом, зная мощность нагрузки: I=P/U, где P – мощность лампочек в ваттах, а U – напряжение под нагрузкой. Но лучше всего померить, так точнее.

Заявленные и фактические параметры лампочки не всегда совпадают (хотя бы из-за существования разброса характеристик), да и мощность указывается для номинального напряжения, при котором нить разогревается до рабочего состояния.

Для измерения достаточно 2-3 секунд. Искомая величина рассчитывается по формуле r=E/I-R, где:

• I – измеренный ток;
• E – ЭДС аккумулятора;
• R – сопротивление нагрузки.

Последнюю характеристику можно посчитать, как R=U/I, где U – напряжение под нагрузкой. Или сразу считать r=(E-U)/I.

Тестером измерять сопротивление лампочек не стоит – сопротивление нагретой нити всегда больше сопротивления холодной.

Приборами для измерения сопротивления типа YR1035

Для тех, кто постоянно занимается диагностикой аккумуляторов, есть смысл приобрести специальный тестер. Популярностью пользуется прибор YR1035. Он позволяет быстро измерять внутреннее сопротивление аккумуляторов различных типов. Для подключения устройство комплектуется разными видами щупов и универсальным холдером для цилиндрических элементов.

Перед началом проверки надо замкнуть щупы тестера между собой. Если на дисплее показания отличаются от нуля, надо провести калибровку – при замкнутых щупах нажать кнопку Range R. Индицируемое значение должно сброситься в ноль.

Дальше надо поместить аккумулятор в холдер или просто подключить к нему щупы. Тестер измерит значение внутреннего сопротивления элемента и выведет его на дисплей.

Кроме этого, у прибора есть сервисные функции – хранение результатов, сортировка протестированных аккумуляторов по значению и т.п.

Рекомендуем ознакомиться: Как выбирать 18650 для шуруповерта

Электронными нагрузками-анализаторами типа ZKE EBC-A20H

Вместо лампочки и амперметра с вольтметром можно использовать специализированные приборы, представляющие собой электронные нагрузки. Они умеют выполнять диагностику аккумуляторов, включая тесты емкости и измерение внутреннего сопротивления элемента. Для этого всего лишь надо подключить батарею к щупам прибора и нажать кнопку начала измерения. Все остальное тестер сделает сам, а результаты выведет на дисплей. Таков, например, прибор EBC-A20H от известного производителя ZKE.

Это устройство может работать как автономно, так и в связке с компьютером. В этом случае добавляются возможности построения графиков и т.п.

Ответы на популярные вопросы

Минимальная и максимальная емкость новых АКБ типа 18650

Батареи лучших производителей имеют наибольшую емкость не более 5000 мА*ч. На сегодняшний день для литий-ионных технологий это максимум. Емкость аккумуляторов среднего ценового сегмента обычно не превышает 3500 мА*ч. Эти цифры являются ориентирами – все, что выше этого уровня – на совести маркетологов.

С другой стороны, в продаже редко встречаются батареи с заявленной емкостью ниже 1000 мА*ч. Здесь технологических ограничений нет, просто выпускать батареи с меньшими параметрами нет технического смысла.Можно ли измерить емкость 18650 мультиметром?Можно измерить емкость элемента мультиметром, но для этого потребуется еще либо нагрузка с известным сопротивлением (потребляемой мощностью на номинальном напряжении), либо зарядное устройство, выдающее стабилизированный ток. Также потребуется таймер. Время полного заряда/разряда в часах, умноженное на ток в миллиамперах, даст фактическую емкость элемента.Какое внутреннего сопротивления аккумулятора 18650 можно считать нормой?Нормой считается, если элемент 18650 имеет внутреннее сопротивление 13..15 мОм. Но надо понимать, что этот параметр зависит от многих сторонних факторов (например, от температуры, уровня заряда и т.п.). По этой причине производители редко приводят нормальное значение в сопроводительной литературе. По итогам домашних замеров нельзя однозначно определить пригодность аккумулятора для дальнейшей эксплуатации, поэтому на эту цифру можно лишь ориентироваться.