18650 แบตเตอรี่ Li-ion ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในระยะหลัง ตามลักษณะทางเทคนิค พวกเขานำหน้าแบตเตอรี่ประเภทนิ้วที่รู้จักกันดี แนวคิดของ "นิ้ว" และ "นิ้วก้อย" ที่ใช้สำหรับขนาดแบตเตอรี่ที่รู้จักกันดีนั้นไม่ถูกต้องจากมุมมองของคำศัพท์ที่ถูกต้อง แบตเตอรี่ทั้งหมดไม่ว่าจะมีขนาดใด จะมีรหัสระบุขนาดของตัวเอง ดังนั้น 18650 จึงเป็นรหัสเช่นกัน นั่นคือความลับทั้งหมด
ขนาดแบตเตอรี่18650
รหัส 5 หลักนี้แสดงความกว้างและความยาวของแบตเตอรี่ โดยที่ 2 หลักแรกคือความกว้าง (เส้นผ่านศูนย์กลาง) เป็นมม. และสามตัวสุดท้ายคือความยาวเป็นมม. มีหน่วยที่สิบ มีความเห็นว่าศูนย์ที่ส่วนท้ายของรหัสนี้แสดงถึงรูปร่างทรงกระบอกของแบตเตอรี่ (มีแบตเตอรี่ที่มีรูปร่างต่างกัน) ไม่จำเป็นต้องระบุความยาวของแบตเตอรี่ที่แน่นอน เมื่อระบุขนาด มักจะจำกัดเฉพาะสี่หลักแรก (1865) อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่นิ้วและนิ้วก้อยก็มีรหัสของตัวเองเช่นกัน - 14500 และ 10440 นอกจากรหัสดิจิทัลแล้วขนาดยังสามารถระบุด้วยตัวอักษร ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่สองขนาดข้างต้นมีรหัสตัวอักษรอื่น - AA (นิ้ว) และ AAA (นิ้วก้อย) มีรหัสตัวอักษรและตัวเลขมากมายที่ระบุขนาดของแบตเตอรี่ต่างๆ: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) เป็นต้น
สำหรับแบตเตอรี่ 18650 การกำหนดขนาดนี้ไม่ถูกต้อง ต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์อื่นด้วย ขนาดของแบตเตอรี่ 18650 อาจได้รับผลกระทบ เช่น การมีบอร์ดพิเศษในตัว (ตัวควบคุมการชาร์จ) แบตเตอรี่บางชนิดอาจมีความยาวนานกว่าเล็กน้อยในกรณีนี้ ไม่ใช่เรื่องแปลกที่แบตเตอรี่จะไม่พอดีกับช่องใส่อุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน แม้ว่าอุปกรณ์นี้ (เช่น ชุดแบตเตอรี่สำหรับบุหรี่ไฟฟ้า) จะได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้กับแบตเตอรี่ประเภทนี้
อายุการใช้งานแบตเตอรี่ Li-ion 18650
ระยะเวลาที่แบตเตอรี่ใช้งานได้ขึ้นอยู่กับแนวคิดของ "มิลลิแอมป์ต่อชั่วโมง" (mAh) สำหรับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ เช่น รถยนต์ จะใช้คำว่า "แอมป์ต่อชั่วโมง" สำหรับแบตเตอรี่ขนาด 18650 mAh นี่คือค่าที่ได้รับ หนึ่งแอมแปร์มีค่าเท่ากับ 1,000 มิลลิแอมป์ มิลลิแอมป์ต่อชั่วโมงคือกระแสไฟที่แบตเตอรี่สามารถผลิตได้ในระหว่างชั่วโมงการใช้งานปกติ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากคุณหารค่านี้ด้วยจำนวนชั่วโมงที่กำหนด คุณจะพบอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่มีความจุ 3000 mAh ซึ่งหมายความว่าเป็นเวลาสองชั่วโมงงานก็จะให้ 1500 มิลลิแอมป์ สี่ - 750 แบตเตอรี่จากตัวอย่างด้านบนจะคายประจุจนหมดหลังจากใช้งาน 10 ชั่วโมง เมื่อความจุถึง 300 มิลลิแอมป์ (ขีดจำกัดการคายประจุลึก)
การคำนวณเหล่านี้ให้แนวคิดคร่าวๆ เกี่ยวกับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ เวลาทำงานจริงขึ้นอยู่กับโหลดที่ต้องจัดการ นั่นคือในอุปกรณ์ที่ต้องจ่ายไฟ
กระแส แรงดันไฟและกำลัง
ก่อนที่จะพูดถึงคำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับลักษณะทางเทคนิคของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 และข้อควรระวังในการใช้งาน เราจะอธิบายแนวคิดข้างต้นโดยสังเขปโดยสังเขป กระแสไฟ (กระแสไฟสูงสุด, เอาต์พุตปัจจุบัน) แสดงเป็นแอมแปร์และทำเครื่องหมายบนแบตเตอรี่ด้วยตัวอักษร "A" แรงดันไฟฟ้าแสดงเป็นโวลต์และเขียนแทนด้วยตัวอักษร "V" ในแบตเตอรี่จำนวนมาก คุณสามารถหาชื่อดังกล่าวได้ สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ 3.7 โวลต์เสมอ และกระแสไฟอาจแตกต่างกัน พลังงานแบตเตอรี่เป็นพารามิเตอร์หลักของความแรงจะแสดงเป็นผลคูณของแรงดันและกระแส (โวลต์ต้องคูณด้วยแอมแปร์)
คำอธิบายข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ข้อเสียเปรียบหลักของแบตเตอรี่ Li-Ion 18650 คือมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่เล็ก การทำงานปกติของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถทำได้ในช่วง -20 ถึง +20 องศาเซลเซียสเท่านั้น หากใช้งานหรือชาร์จที่อุณหภูมิต่ำกว่าหรือสูงกว่าทำเครื่องหมาย มันทำให้เสีย สำหรับการเปรียบเทียบ แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์มีช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่า - ตั้งแต่ -40 ถึง +40 แต่ไม่เหมือนอย่างหลัง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า - 3.7 โวลต์ เทียบกับ 1.2 โวลต์สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิล
นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังไม่ได้รับผลกระทบจากการคายประจุเองและเอฟเฟกต์หน่วยความจำซึ่งพบได้ทั่วไปในแบตเตอรี่หลายประเภท การปลดปล่อยตัวเองคือการสูญเสียพลังงานที่มีประจุเมื่อไม่ได้ใช้งาน เอฟเฟกต์หน่วยความจำเกิดขึ้นในแบตเตอรี่บางประเภทอันเป็นผลมาจากการชาร์จอย่างเป็นระบบหลังจากการคายประจุไม่สมบูรณ์ นั่นคือมันพัฒนาจากแบตเตอรี่ที่ยังไม่คายประจุจนหมด
ด้วยเอฟเฟกต์หน่วยความจำ แบตเตอรี่จะ “จำ” ระดับการคายประจุหลังจากนั้นจึงเริ่มชาร์จ และถูกคายประจุ เมื่อถึงขีดจำกัดนี้ในรอบถัดไป ความสามารถที่แท้จริงของมันในขณะนั้นยิ่งใหญ่กว่าจริง ๆ หากมีบอร์ดแสดงระดับแบตเตอรี่ก็จะแสดงการคายประจุด้วย ผลกระทบนี้ไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่จะค่อยๆ นอกจากนี้ยังสามารถพัฒนาได้ในสภาวะที่แบตเตอรี่ทำงานอย่างต่อเนื่องจากแหล่งจ่ายไฟหลัก กล่าวคือ กำลังชาร์จอย่างต่อเนื่อง
การคายประจุและเอฟเฟกต์หน่วยความจำต่ำมากในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
มีอีกอย่างที่ต้องใส่ใจคือ: แบตเตอรี่ดังกล่าวไม่สามารถเก็บในสถานะคายประจุ มิฉะนั้น แบตเตอรี่จะเสียอย่างรวดเร็ว
ข้อควรระวังแบตเตอรี่ Li-ion
แบตเตอรี่หลายประเภทติดไฟได้และระเบิด ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 ปัญหานี้ค่อนข้างรุนแรง ไม่ใช่เรื่องแปลกที่ผู้ใช้บุหรี่ไฟฟ้าจะได้รับบาดเจ็บสาหัสที่มือและใบหน้า หรืออาจได้รับบาดเจ็บสาหัสกว่านั้น เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอยู่ในแล็ปท็อป แท็บเล็ต และโทรศัพท์มือถือ จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะจุดไฟ
ที่แรกในบรรดาสาเหตุของเหตุการณ์ดังกล่าว แน่นอน การประกอบแบตเตอรี่คุณภาพต่ำ (ราคาถูก) อย่างไรก็ตาม ในกรณีของบุหรี่ไฟฟ้า คุณสามารถกระตุ้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระเบิดได้ด้วยตัวเองได้ง่ายๆ แม้ว่าแบตเตอรี่จะไม่ถูกก็ตาม ในการทำเช่นนี้ คุณต้องเข้าใจเล็กน้อยว่าความต้านทานไฟฟ้าคืออะไร
ถ้าเราอธิบายแนวคิดนี้ในภาษาที่ง่ายที่สุด นี่คือพารามิเตอร์ที่กำหนดข้อกำหนดของตัวนำต่อแบตเตอรี่ ยิ่งความต้านทานของตัวนำต่ำเท่าไรก็ยิ่งต้องให้กระแสไฟมากขึ้น (แอมแปร์) ของแบตเตอรี่ หากความต้านทานต่ำมากแบตเตอรี่ก็จะทำงานกับตัวนำดังกล่าวเพื่อรับภาระมาก ความต้านทานอาจต่ำมากจนจะกระตุ้นภาระที่สูงเกินไปของแบตเตอรี่และการระเบิดหรือการจุดระเบิดที่ตามมา กล่าวอีกนัยหนึ่งมันจะเป็นไฟฟ้าลัดวงจร เนื่องจากบุหรี่ไฟฟ้าทำงานบนหลักการระเหยซึ่งต้องใช้องค์ประกอบความร้อน (ขดลวดใย) ผู้ใช้ที่ไม่เหมาะสมอาจบังคับแบตเตอรี่ให้ทำงานกับองค์ประกอบความร้อนโดยไม่ได้ตั้งใจความต้านทานต่ำมาก เมื่อทราบเอาต์พุตปัจจุบันของแบตเตอรี่ชนิดใดชนิดหนึ่งและความต้านทานของตัวนำ โดยใช้การคำนวณอย่างง่ายโดยใช้สูตรกฎของโอห์ม คุณจะสามารถระบุได้ว่าแบตเตอรี่นี้สามารถรองรับตัวนำไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งได้หรือไม่
อันตรายเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไปในทุกกรณี เทคโนโลยีการป้องกันแบตเตอรี่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่จำนวนมากมีตัวควบคุมการชาร์จแบบพิเศษอยู่ภายในซึ่งสามารถยกเลิกการจ่ายพลังงานให้กับแบตเตอรี่ในเวลาที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร เหล่านี้เป็นแบตเตอรี่ที่มีการป้องกัน
อุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
หัวใจของแบตเตอรี่ 18650 คืออิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นของเหลวพิเศษที่เกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้ นี่คือหลักการทำงานของแบตเตอรี่ทุกชนิด พูดง่ายๆ คือ สูตรสำหรับปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถดำเนินการได้ทั้งจากซ้ายไปขวา (คายประจุ) และจากขวาไปซ้าย (ประจุ) ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างขั้วลบและขั้วบวกของเซลล์ แคโทดคืออิเล็กโทรดลบ (ลบ) แอโนดคืออิเล็กโทรดบวก (บวก) ของแหล่งพลังงาน ระหว่างปฏิกิริยาจะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นระหว่างกัน ปฏิกิริยาเคมีของการคายประจุและประจุระหว่างแคโทดและแอโนดเป็นกระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชัน แต่นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง เราจะไม่เจาะลึกถึงกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส กระแสจะเกิดขึ้นในขณะที่แคโทดและแอโนดเริ่มโต้ตอบ นั่นคือ มีบางอย่างเชื่อมต่อกับขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ แคโทดและแอโนดจะต้องนำไฟฟ้า
ผิดเงื่อนไขระหว่างการทำงาน โมเลกุลขององค์ประกอบทางเคมีจะปรากฏในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งปิดแคโทดและแอโนด ซึ่งนำไปสู่การลัดวงจรภายใน ด้วยเหตุนี้อุณหภูมิของแบตเตอรี่จึงเพิ่มขึ้นและโมเลกุลปรากฏขึ้นโดยปิดบวกและลบ กระบวนการทั้งหมดนี้เหมือนกับก้อนหิมะ ได้รับความเร็วแบบทวีคูณ หากไม่มีความเป็นไปได้ในการนำอิเล็กโทรไลต์ออก (กล่องแบตเตอรี่ถูกปิดผนึก) การขยายตัวทางความร้อนจะเกิดขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันภายใน จะเกิดอะไรขึ้นต่อไปสามารถเข้าใจได้โดยไม่ต้องแสดงความคิดเห็น
กำลังชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
อุปกรณ์ใดๆ ที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่รูปแบบนี้เหมาะสำหรับเป็นอุปกรณ์ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ 18650 สิ่งสำคัญคือไม่ต้องเปลี่ยนขั้วที่ถูกต้องเมื่อทำการชาร์จ ใส่แบตเตอรี่ในช่องชาร์จตามเครื่องหมายบวกและลบทุกประการ เป็นความคิดที่ดีที่จะอ่านข้อควรระวังอื่นๆ สำหรับการใช้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ 18650 ซึ่งระบุไว้ที่กล่องแบตเตอรี่เสมอ
ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือการใช้ที่ชาร์จที่มีราคาแพงกว่าด้วยกระบวนการชาร์จที่ปรับแต่งมาอย่างดี ส่วนใหญ่มีฟังก์ชั่นการชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้วิธี CC / CV ซึ่งหมายถึงกระแสคงที่และแรงดันคงที่ วิธีนี้เป็นวิธีที่ดีเพราะสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้มากกว่าเครื่องชาร์จทั่วไป นี่เป็นเพราะแนวคิดเช่นการชาร์จไฟเกิน
ระหว่างการชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่ แรงดันไฟของแบตเตอรี่กำลังเปลี่ยนแปลง เพิ่มขึ้นเมื่อชาร์จ ลดลงเมื่อคายประจุ จัดอันดับ 3.7 โวลต์เป็นค่าเฉลี่ย
มีสองเอฟเฟกต์ที่ส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่ - การชาร์จมากเกินไปและการคายประจุมากเกินไป มีเกณฑ์สำหรับการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดเหล่านี้ แสดงว่าแบตเตอรี่มีการชาร์จมากเกินไปหรือมีการคายประจุมากเกินไป ขึ้นอยู่กับว่ากำลังชาร์จหรือคายประจุ ในโหมดการชาร์จปกติสำหรับ Li-ion 18650 เครื่องชาร์จและตัวควบคุมการชาร์จภายในแบตเตอรี่นั้นเอง (ถ้ามี) จะอ่านแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และตัดการชาร์จเมื่อถึงเกณฑ์เพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟเกิน ในกรณีนี้ แบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จจนเต็มจริงๆ ความจุของมันอาจทำให้ชาร์จได้มากขึ้น แต่เกณฑ์จะป้องกันไม่ให้ทำเช่นนั้น
หลักการของการชาร์จโดยวิธี CC / CV ได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้กระแสไฟที่จ่ายให้กับการชาร์จนั้นถูกตัดออก แต่ลดลงอย่างรวดเร็ว ป้องกันไม่ให้แรงดันไฟภายในของแบตเตอรี่เกินค่าเกณฑ์ ดังนั้นแบตเตอรี่จะถูกชาร์จจนเต็มโดยไม่ต้องชาร์จ
ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ประเภทแบตเตอรี่ Li-ion 18650:
- ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LFP);
- ลิเธียม-แมงกานีส (IMR);
- ลิเธียม-โคบอลต์ (ICR);
- ลิเธียมโพลีเมอร์ (LiPo).
ทุกประเภทยกเว้นอันสุดท้ายเป็นทรงกระบอกและสามารถผลิตได้ในรูปแบบ 18650 แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ต่างกันตรงที่ไม่มีรูปร่างเฉพาะ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขามีของแข็งอิเล็กโทรไลต์ (พอลิเมอร์) เนื่องด้วยคุณสมบัติที่ผิดปกติของอิเล็กโทรไลต์ที่แบตเตอรี่เหล่านี้มักใช้ในแท็บเล็ตและโทรศัพท์มือถือ
การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ดังที่กล่าวไปแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 18650 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบุหรี่ไฟฟ้า สามารถติดตั้งในชุดแบตเตอรี่หรือถอดออกได้ เช่น ติดตั้งแยกต่างหากในแบตเตอรี่ อาจมีการเชื่อมต่อหลายแบบแบบขนานหรือแบบอนุกรม
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีการใช้กันมานานในการสร้างแบตเตอรี่ต่างๆ เช่น แบตเตอรี่แล็ปท็อป แบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นสายโซ่ของแบตเตอรี่ 18650 ที่เชื่อมต่อถึงกันหลายก้อนในเคสเดียว แบตเตอรี่ดังกล่าวยังสามารถพบได้เป็นพาวเวอร์แบงค์ที่มีความจุมาก - ที่ชาร์จแบบพกพา
ขอบเขตของแบตเตอรี่นั้นกว้างมาก: ตั้งแต่ที่ชาร์จที่มีชื่อไปจนถึงส่วนประกอบของกลไกขนาดใหญ่ที่ทันสมัย (รถยนต์หรือการบิน) ในเวลาเดียวกัน จำนวนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 ที่ประกอบเป็นแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียวอาจแตกต่างกันไปจากสองสามถึงหลายร้อยก้อน เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญถึงแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ แม้ว่าจะไม่สามารถใช้ได้ในรูปแบบ Li-ion 18650 แต่ก็พบได้ทั่วไป เนื่องจากใช้ในแท็บเล็ตและโทรศัพท์มือถือ
