Аккумуляторы 21700 tesla 4800мач 13а

Обзор аккумуляторов 21700: что это, где применяется, примеры

Материал содержит информацию о литиевых аккумуляторах 21700. Это один распространённых аккумуляторных элементов цилиндрической формы. Используется в качестве элемента питания всевозможных портативных устройств. В статье мы расскажем об устройстве моделей 21700, их сфере применения и маркировке. Кроме того, будет краткий обзор нескольких аккумуляторов этого стандарта от разных брендов.

Устройство

В некоторых статьях на тему аккумуляторов 21700 можно встретить мнение о том, что эти аккумуляторные элементы были разработаны для использования в АКБ электромобилей Тесла. Однако это не соответствует действительности. Модели 21700 были разработаны значительно раньше компаниями Samsung, а также Panasonic (Sanyo). Они востребованы при создании аккумуляторных батарей для электросамокатов и электровелосипедов. Просто в определенный момент конструкторы электромобилей Tesla решили использовать эти элементы в своих тяговых батареях.

В качестве материала катода применяют литированные оксиды металлов. Чаще всего это кобальт (Co). Кроме того, в некоторых случаях используется никель (Ni).

Распространены железо-фосфатные соединения в качестве материала катода и литий-марганцевые шпинели. Вообще, выбор материала для катода в литий─ионных аккумуляторах ограничен.

Отличие АКБ 21700 от других цилиндрических Li─Ion аккумуляторов заключается в геометрических размерах. Габариты зашифрованы в названии. К примеру, распространённые элементы 18650 и 18500 при диаметре 18 мм имеют длину 65 и 50 мм, соответственно. А 21700 имеет диаметр 21 мм, а длину 70 мм. Более крупные физические размеры обеспечивают более широкий рулон электродов и большее число витков по сравнению с указанными выше моделями. А это значит, что и ёмкость литий─ионных аккумуляторных батарей 21700 выше.

Как и другие Li─Ion аккумуляторные батареи могут выпускаться с платой защиты или без. Модели без защиты более распространены, поскольку они часто работают под управлением контроллера в каких-то устройствах. Например, в составе АКБ электрического велосипеда.

Если у моделей 18650 ёмкость ограничена значением 3600 мАч, то в случае 21700 верхний потолок составляет 5000 мАч. Это больше, чем на 40 процентов. При этом диаметр 21700 меньше 1 дюйма. Поэтому аккумулятор может быть установлен в дюймовое крепление, которое распространено на фонарях. То есть, можно провести апргрейд для увеличения времени работы в автономном режиме. Ограничением может стать только длина отсека. 21700 на 5 мм длиннее. Хотя производители обеспечивают совместимость на некоторых моделях. Например, в фонаре Nitecore New P12 могут быть установлены оба элемента.

Рабочее напряжение Li─Ion 21700 равно 3,7 вольта. При этом минимальное напряжение 3,2, а максимальное – 4,2 вольта. Ток разряда у стандартных моделей до нескольких ампер. У специальных моделей может достигать 15─20 А. В плане заряда отличий никаких. Зарядное устройство от других литий─ионных аккумуляторов может не подойти лишь из-за кредла, который не позволяет установить 21700.

Реакции на электродах

В процессе зарядки на электродах аккумулятора 21700 протекают следующие процессы.

C + xLi + + xe — -> CLi_x

При разряде эти процессы проходят в обратном направлении.

В процессе заряда происходит внедрение (интеркаляция) ионов лития между слоями углерода. Слои раздвигаются и образуются интеркалаты. При разряде происходит деинтеркаляция. Схематически процесс можно представить следующим образом.

Специалисты называют литий─ионные аккумуляторные элементы 21700 оптимальным решением по энергетической плотности и стоимости ватт-час. Некоторые зарубежные источники сообщают, что для аккумуляторов электромобилей замена 18650 на 21700 при сохранении ёмкости позволит сэкономить до 9% стоимости.

Однако дальнейшее увеличение размера элементов отрицательно сказывается на безопасности такой системы.
Вернуться к содержанию

Области применения Li─Ion элементов 21700

• Фонари.
• Портативный электроинструмент. Электропилы, шуруповёрты, перфораторы, болгарки и так далее.
• Электронные сигареты.
• Лазерные указки.
• Небольшие электрические транспортные средства. Электровелосипед, электросамокат, электроскутер.
• Аккумуляторы ноутбуков.
• Некоторые переносные приборы и бытовая техника.
• Детские игрушки на радиоуправлении, квадрокоптеры и дроны.
• Электромобили. Одним из примеров являются популярные модели Tesla.

Маркировка

Маркировка литий─ионных аккумуляторов 21700 в частностях может отличаться у разных производителей. Но в большинстве случаев можно найти следующие обозначения.

Пример: ICR21700-4TY D.

• I – первая буква обозначает тип. Это литий─ионный.
• C – тип электрохимической системы. В примере C – кобальт. Ещё может быть F – железофосфатный, M – марганцевый.
• R – rechargeable. Обозначает перезаряжаемый.
• 21700 – обозначение размеров.

Обзор популярных моделей

Рассмотрим несколько интересных моделей аккумуляторных элементов 21700, которые можно встретить в продаже.

LG INR21700-M50T

Ёмкость аккумуляторных элементов LG INR21700-M50T находится на отметке 4850 мАч. Модель новая. Выпуск начался в последние 2─3 года. Производитель заявляет ток разряда до 14,5 ампер (или 3*С_н). Если температура окружающей среды более 25 градусов, то допустимый ток разряда составляет 7,3 А. Зарядка для них допустима токами 0,3 и 0,7 от С_н.

Те, кто проверял параметры LG INR21700-M50T, говорят о хорошей повторяемости результатов. Это свидетельствует о качестве продукта, что присуще фирменным изделиям. Стоимость одного элемента 4─5$.

Nitecore NL2150R

Этот литий─ионный аккумулятор форм-фактора 21700 ёмкостью 5000 мАч имеет встроенный интерфейс USB-C. Его можно заряжать, как обычным зарядным устройством, так и при помощи кабеля USB-C. Аккумулятор Nitecore NL2150R предназначен для использования в качестве источника питания в фонарях. Модель имеет индикатор зарядки, а также решение для повышения безопасности эксплуатации.

• Встроенный порт USB-C, дающий дополнительные возможности для зарядки.
• Индикатор, показывающий, когда аккумулятор полностью заряжен.
• Клапан сброса давления. Открывается при резком повышении температуры для предотвращения возгорания и взрыва.
• Микропористая вставка для отвода тепла.
• Встроенная защита от перенапряжения.
• Никелированные протекторы из нержавеющей стали обеспечивают высокую ударопрочность.

Orbtronic ORB-5000P-21 (21700 5000 мАч)

В большинстве магазинов Orbtronic 21700 предлагается в качестве источника тока для фонарей. Хотя нет никаких препятствий для работы с другими устройствами, поддерживающими литиевые источники питания с размерами 74,8 x 21,49 мм (+/- 0,3 мм). Производитель запрещает только использование ORB-5000P-21 с электронными сигаретами. Аккумулятор идёт со встроенной защитой. Производством платы защиты занимается японская компания Seiko.

Ниже приведены основные характеристики аккумуляторного элемента.

• Рабочее напряжение: 3,6/3,7 вольта.
• Номинальная ёмкость: 5000 мАч.
• Минимальный порог разряда: 2,5 В.
• Максимально допустимый ток непрерывного разряда: 10 ампер.
• Рекомендуемый ток заряда: 1─2 А.
• Габариты: 74,8 x 21,49 (+/- 0,3) мм.
• Масса: 70 грамм.

• От перегрузки. Защита активируется при напряжении 4,35 вольта.
• От чрезмерного разряда. Включается при напряжении 2,4─2,5 вольта.
• От перегрузки по току. Активируется при разрядном токе 10─12 ампер.
• Двойная защита от короткого замыкания.

Заявленный срок службы Orbtronic составляет от 3 до 6 лет или от 300 до 500 циклов заряд-разряд.

Производитель отмечает, что конкретный результат сильно зависит от условий окружающей среды, в которых аккумулятор эксплуатируется. Срок службы сокращается, если эксплуатировать аккумуляторный элемент при высокой температуре и влажности, а также постоянно разряжать большими токами.

Стоимость одного аккумуляторного элемента Orbtronic 21700 примерно 12─13$.
Вернуться к содержанию

LiitoKala Lii-40A

Эти литий─ионные аккумуляторы уже имеют ёмкость 4000 мАч и стандартное рабочее напряжение 3,7 вольта. Стоимость одного элемента в интернет-магазинах 270─300 р.

Зато номинальная ёмкость LiitoKala Lii-40A обычно больше заявленной. Те, кто тестировал их, получали 4050─4150 мАч на новых аккумуляторных элементах.

LiitoKala – это китайская компания, расположенная в Шеньчжень. Датой основания считается 2009 год. Основная специализация этой фирмы заключается в разработке и выпуске зарядных устройств для аккумуляторов. Проектированием зарядных устройств специалисты фирмы занимаются еще с 2005 года. В дальнейшем компания стала выпускать аккумуляторные элементы. Продукцию LiitoKala можно считать оптимальным предложением с точки зрения сочетания стоимости и качества. По разумной цене фирма предлагает устройства с широким функционалом.
Вернуться к содержанию

Samsung INR21700-50E

Этот литий-ионный аккумулятор 21700 ёмкостью 4900 мАч. Он не имеет защиты и предназначен для использования в составе сборок аккумуляторных батарей под управлением платы контроллера.

По большому счёту, Samsung INR21700-50E является аналогом рассмотренного выше LG INR21700-M50T. Разницей в ёмкости можно пренебречь, а вот отличие по разрядному току у них существенное. Если модель LG показывает оптимальную ёмкость при длительном разряде током до 7,3 ампер, то Samsung 21700 «хорошо себя чувствует» до 9 ампер.

Ниже представлены основные характеристики модели INR21700-50E.

• Номинальная ёмкость: 5000 мАч.
• Минимальная ёмкость: 4900 мАч.
• Рабочее напряжение: 3,6 вольта.
• Максимальное напряжение: 4,2 вольта.
• Максимальный длительный ток разряда: 9,8 ампер.
• Защита: отсутствует.
• Габариты: 21,1 x 70,7 мм.
• Вес: 68,7 г.

Источник

Топовые аккумуляторы 21700: LG M50 5000мАч vs Samsung 48G 4800мАч

Формат 21700 набирает все большую популярность, и производители выпускают все более емкие модели. Я решил протестировать и сравнить LG INR21700 M50 Grade B и Samsung INR21700-48G, так как они довольно близки по заявленным характеристикам.

Аккумуляторы были куплены полтора месяца назад у Queen Battery. Брал напрямую, не в магазине на Али, чтоб было дешевле.

Методика тестирования неизменна — зарядка стандартным током (по даташиту), затем пауза в час-полтора, потом разрядка до предельного значения. Температура воздуха — 25±5°C.

Тестовое оборудование — ZKETECH EBC-A20 с самодельным держателем в версии 2.5:

LG INR21700 M50 (Grade B)

Основные характеристики по даташиту:
Номинальная энергоемкость: 18.20Wh
Минимальная энергоемкость: 17.60Wh
Минимальная емкость: 4850mAh
Номинальное напряжение: 3.63V
Стандартный ток зарядки: 1.455A
Максимальный ток зарядки: 3.395A
Напряжение окончания зарядки: 4.2V
Порог отключения зарядки: 50mA
Максимальный ток разрядки: 7.275A
Напряжение окончания разрядки: 2.5V
Вес: 68±1г

Измеренный вес моего аккумулятора — 69.16г.
Результаты тестов:

Результаты радуют глаз — 5104мАч/18.44Вт⋅час при 0.2C (0.97A) и почти 5000мАч при 5А! И даже при 10А, что выше максимально допустимых 7.28А, кривая выглядит красиво, без провалов. Мне кажется LG занизила максимально допустимый ток разрядки в характеристиках.

Samsung INR21700-48G

Маркировка на этой банке INR21700-48G SAMSUNG SDI M5-1.

Основные характеристики по даташиту:
Типичная энергоемкость: 17.4Wh
Минимальная энергоемкость: 17.04Wh
Типичная емкость: 4800mAh
Минимальная емкость: 4700mAh
Номинальное напряжение: 3.6V
Стандартный ток зарядки: 1.44A
Максимальный ток зарядки: 4.8A
Напряжение окончания зарядки: 4.2V
Порог отключения зарядки: 96mA
Максимальный ток разрядки: 9.6A
Напряжение окончания разрядки: 2.5V
Максимальный вес: 69g

Измеренный вес моего экземпляра — 67.58г.
Результаты тестов:

И в этом случае результаты более чем хорошие — при 0.2C аккумулятор выдал 4845мАч/17.57Вт⋅час, а при максимальных 9.6А — почти 4750мАч!

Сравнение

При 0.2C

Тут M50 впереди, даже несмотря на то, что он был разряжен чуть большим током — 0.97А против 0.96А. Обратите внимание на кривые — они одинаковые в первой половине и крайне схожие по форме во второй. Это говорит о том, что в обоих аккумуляторах используется одна и та же (или почти одна и та же) химия.При 5А

Здесь оба аккумулятора были разряжены одинаковым током, и M50 впереди.При 10А и 9.6А

Максимально допустимый ток разрядки для M50, как я уже говорил, составляет 7.28А, но я решил протестировать его при 10А и сравнить с 48G при его максималке в 9.6А. И снова M50 впереди, несмотря на больший ток разрядки.

Заключение

Оба аккумулятора показали достойные результаты, однако M50 на чуточку опережает своего соотечественника. Смущает только то, что это Grade B — то есть результаты от образца к образцу могут различаться в более широких пределах, чем у банок Grade A.

Надеюсь обзор был интересным и полезным. Ну а в конце, как всегда, видеоверсия со сравнением размеров между 18650, 21700 и 26650:

Источник