Ювелирное обозрение

Информационный сайт о накопителях энергии

Любой электрический приемник обладает внутренним сопротивлением. Понятие включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, зависит от материалов изготовления внутренних конструкций, свойств электролита, состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора – величина переменная, зависит от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса АКБ. Норма определяется экстраполированием разрядной кривой. Абстрактная величина внутреннего сопротивления в расчетах не используется.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. ( 1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Измерение внутреннего измерения свинцового аккумулятора мало изменяется от конструктивных элементов , отрицательных электродов и губчатого свинца. А вот активная замазка и положительный электрод оказывают сопротивление прохождению тока в 10 тысяч раз большее. С повышением степени сульфатирования, усиливается сопротивление, при постоянном напряжении падает сила тока. При получении зарядного тока кристаллы разрушаются, сопротивление уменьшается.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора – таблица

От внутреннего сопротивления каждого свинцового аккумулятора и батареи зависят технические характеристики импульсная сила тока и время отдачи энергии. Определить параметр приблизительно можно, используя инструмент – нагрузочную вилку.

Однако есть и другие способы – косвенные. Кривые зависимости температуры электролита и сопротивления, график повышения сопротивления в зависимости от степени заряда аккумулятора. Этот показатель можно определить по плотности электролита или напряжению. Поэтому нет таблиц, проверить внутреннее сопротивление можно как по графикам, так по косвенным характеристикам. При этом следует учитывать, что частота тока оказывает на сопротивление большое влияние. В бытовом анализе используют таблицы для тока в 50Гц.

Чаще всего, как измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов, используют нагрузочную вилку. Можно применить программу измерения в универсальном заряднике Аймакс Б6.

Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Аккумулятор форм фактор 18650 представляет цилиндр, в котором спиралью свернуты банки, состоящие из пар лент с разными полюсами, разделенные сепараторами. Внутренняя начинка может быть никель-кадмиевой, металлогидридной или литий-ионной. В зависимости от активной пары аккумуляторы имеют разную емкость и разность потенциалов на клеммах.

Какое должно быть внутреннее сопротивление в аккумуляторах 18650 литий-ионного типа? Меняется ли сопротивление с потерей емкости. Все это можно определить, составив схему для измерения.

Ra – активное сопротивление 18650

Cдв – емкость двойного электрического слоя

R0 – сопротивление переноса заряда на границе электролит-электрон

Zw – диффузионный импеданс Варбурга

При этом измерение производится током в 1000 Гц, согласно международным стандартам. Связано это с устройством аккумулятора, который является одновременно конденсатором и резистором. Стандартное внутреннее сопротивление новых литиевых аккумуляторов 18650 около 100мОм. Это норма. Со временем аккумулятор неизбежно теряет емкость, внутреннее сопротивление возрастает.

Видео

Предлагаем посмотреть видео материал о том, как практически измеряют внутреннее сопротивление специальным прибором.

Информационный сайт о накопителях энергии

Любой электрический приемник обладает внутренним сопротивлением. Понятие включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, зависит от материалов изготовления внутренних конструкций, свойств электролита, состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора – величина переменная, зависит от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса АКБ. Норма определяется экстраполированием разрядной кривой. Абстрактная величина внутреннего сопротивления в расчетах не используется.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. ( 1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Измерение внутреннего измерения свинцового аккумулятора мало изменяется от конструктивных элементов , отрицательных электродов и губчатого свинца. А вот активная замазка и положительный электрод оказывают сопротивление прохождению тока в 10 тысяч раз большее. С повышением степени сульфатирования, усиливается сопротивление, при постоянном напряжении падает сила тока. При получении зарядного тока кристаллы разрушаются, сопротивление уменьшается.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора – таблица

От внутреннего сопротивления каждого свинцового аккумулятора и батареи зависят технические характеристики импульсная сила тока и время отдачи энергии. Определить параметр приблизительно можно, используя инструмент – нагрузочную вилку.

Однако есть и другие способы – косвенные. Кривые зависимости температуры электролита и сопротивления, график повышения сопротивления в зависимости от степени заряда аккумулятора. Этот показатель можно определить по плотности электролита или напряжению. Поэтому нет таблиц, проверить внутреннее сопротивление можно как по графикам, так по косвенным характеристикам. При этом следует учитывать, что частота тока оказывает на сопротивление большое влияние. В бытовом анализе используют таблицы для тока в 50Гц.

Чаще всего, как измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов, используют нагрузочную вилку. Можно применить программу измерения в универсальном заряднике Аймакс Б6.

Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Аккумулятор форм фактор 18650 представляет цилиндр, в котором спиралью свернуты банки, состоящие из пар лент с разными полюсами, разделенные сепараторами. Внутренняя начинка может быть никель-кадмиевой, металлогидридной или литий-ионной. В зависимости от активной пары аккумуляторы имеют разную емкость и разность потенциалов на клеммах.

Какое должно быть внутреннее сопротивление в аккумуляторах 18650 литий-ионного типа? Меняется ли сопротивление с потерей емкости. Все это можно определить, составив схему для измерения.

Ra – активное сопротивление 18650

Cдв – емкость двойного электрического слоя

R0 – сопротивление переноса заряда на границе электролит-электрон

Zw – диффузионный импеданс Варбурга

При этом измерение производится током в 1000 Гц, согласно международным стандартам. Связано это с устройством аккумулятора, который является одновременно конденсатором и резистором. Стандартное внутреннее сопротивление новых литиевых аккумуляторов 18650 около 100мОм. Это норма. Со временем аккумулятор неизбежно теряет емкость, внутреннее сопротивление возрастает.

Видео

Предлагаем посмотреть видео материал о том, как практически измеряют внутреннее сопротивление специальным прибором.

• Цена: €2.55-€5.25

• Перейти в магазин

В этом обзоре я постараюсь сравнить несколько высокотоковых литиевых аккумуляторов типоразмера 18650. Но основной упор буду делать на возможность выдачи тока 35А. Также при этом буду контролировать просадку напряжения на батарее.

Начну я с небольшого введения, в котором расскажу о проведении испытаний.

1. Замеры емкости будут проводиться при помощи зарядного устройства Imax B6. К сожалению, с компьютером я его подружить не смог, поэтому придется обойтись без красивых графиков, но этот недостаток я постараюсь компенсировать количеством тестов.
2. Для измерения отдаваемого тока я буду использовать электронную сигарету и токовый шунт 75ШСМ 50А, включенный в разрыв между двумя аккумуляторами. В качестве нагрузки будет использоваться атомайзер электронной сигареты. Небольшое пояснение: упрощенно можно сказать, что атомайзер представляет собой катушку проволоки с сопротивлением 0,15Ом. Спираль атомайзера изготовлена из Кантала*. Измеренное мною сопротивление шунта составило 1,52мОм.

На картинках буду приводить значение падения напряжения на шунте и для удобства буду сразу его пересчитывать в ток.
Одновременно с замером тока буду показывать просадку напряжения на одном из аккумуляторов. Для этого я немного модифицировал бокс-мод электронной сигареты. К отрицательному полюсу батарейного отсека бокс-мода я подсоединил проводок, который вывел наружу, чтобы к нему можно было подключить мультиметр. Упрощенную схему можно увидеть на рисунке ниже. Перед проведением замеров напряжений и токов я полностью зарядил аккумулятор.

3. Также я замерю внутренне динамическое сопротивление аккумуляторов. Измерения буду проводить при помощи зарядного устройства BT-C3100. При измерении буду следовать рекомендациям, которые даются в документации на устройство. «Поскольку внутренне сопротивление аккумулятора очень мало, то погрешность в его измерения могут вносить контакты, между которыми зажимается аккумулятор. Для более точного измерения рекомендуется дополнительно чем-то прижимать контакты на время проведения измерений» Разумеется точность измерений при таком способе будет не высока, но это поможет дать более подробную картину о характеристиках аккумуляторов.

*Кантал – сплав на основе железа, включающий в себя также Хром, Алюминий, Кремний и Марганец. Является торговой маркой, принадлежащей компании Sandvic, у остальных производителей этот материал называется Фехраль. Применяется для изготовления нагревательных элементов мощных электронагревательных устройств промышленных и технологических печей, пуско-тормозных резисторов электровозов, моторвагонного подвижного состава, в электронных сигаретах в качестве нагревательного элемента. Более подробно про этот материал можно узнать тут: wiki

Все аккумуляторы из обзора не имеют защитной платы. Поэтому при их эксплуатации следует придерживаться нескольких правил.
1. Не допускать короткого замыкания.
2. Не допускать глубокого разряда ниже 2,5В. Т.е. с осторожностью использовать в устройствах, где может происходить неконтролируемый разряд аккумулятора, к примеру, в фонарях.
3. Не перезаряжать выше допустимого уровня напряжения. Для батарей из этого обзора это 4,2В.
4. В ходе эксплуатации не допускать превышения температуры, оговоренной в документации на конкретный вид батарей.
5. Придерживаться рекомендаций по температуре хранения.

Информацию в обзоре буду давать следующим образом. Сначала буду давать основные характеристики батарей, затем буду приводить фото батареи +габариты + вес батареи. Для того, чтобы указанные мною данные можно было проверить или уточнить ещё какие-либо параметры, буду приводить таблицу с характеристиками батареи. Затем буду немного рассказывать о проведенных процессах заряда/разряда и по возможности буду сводить полученные данные в таблицу.
Также в таблице буду давать кроме измеренного значения емкости еще и ожидаемое значение, которое должно будет получиться согласно графику разряда, который приводится в большинстве документаций на батареи. Далее буду приводить этот самый график разряда, на который буду наносить точки, соответствующие полученным значениям емкости.
В спойлер буду класть фотографии измеренных мною значений емкости, дабы не возникло предположений о выдумывании мною, указанных в обзоре значений. Также в этот спойлер буду класть фотографии с измеренным значением внутреннего сопротивления батареи.

Далее я буду приводить фотографию со значением падения напряжения на шунте, при измерении отдаваемого тока и как я уже говорил выше, буду сразу это значение пересчитывать в ток. Иногда максимальное значение тока и максимальная просадка напряжения совпадают во времени, а иногда проявляются с небольшим сдвигом друг относительно друга. Поэтому, когда эти два события не будут совпадать во времени, я буду приводить две фотографии одну с максимальным значением тока, вторую с максимальной просадкой напряжения. Пересчет падения напряжения на шунте в ток буду проводить для случая максимального тока. Также я буду приводить на фотографии значение напряжения на аккумуляторе. А чтобы я никого не обманул своими выводами и картинками в конце обзора я приведу видео, в котором продемонстрирую описанный эксперимент по замеру тока и падения напряжения на аккумуляторе.

Что касается измерений внутреннего сопротивления с помощью зарядного устройства BT-C3100, то результаты измерений я положу в спойлер. Далее, чтобы не загромождать обзор, значение внутреннего сопротивления буду просто указывать с остальными характеристиками батареи.

Вот вкратце и все тесты, результаты которых, я хотел бы показать в этом обзоре. Давайте начнем.

1. Sony Konion US18650VTC6 3120mAh — 30A.
Ссылка на батареи: https://ru.nkon.nl/sony-us18650vtc6.html

Стандартный зарядный ток: 3 A
Максимальный ток при ускоренном заряде: 5А/6А
Напряжение окончания заряда: 4.2V
Напряжение окончания разряда: 2.0V
Максимальный непрерывный ток: 30A
Номинальное напряжение: 3.6V
Минимальная заявленная ёмкость при разрядке током 0.2C: 3000mAh
Рабочая температура при заряде/разряде: -0. +60C/-20. +60C
Внутреннее сопротивление батареи, заявленное/измеренное: 8-18мОм/ 38мОм

Таблица с характеристиками этих батарей из документации:

До начала эксперимента батарея была немного разряжена, я зарядил её до уровня 4,2В, согласно документации и затем разрядил.
Номинальная емкость в 3120мАч заявлена для случая разряда током 0,2С, т.е. 0,624А при разряде до 2,0В.
Мое разрядное устройство позволяет разряжать батареи до уровня 3,0В, в любом случае разряд до 2В может оказаться губительным для батареи и большинство устройств, работающих от подобного рода батарей блокируют работу устройства на некотором уровне напряжения. Поэтому я разрядил батарею током 0,6А до напряжения 3В. Согласно графику из документации на батарею, при подобном методе разряда я должен был получить емкость примерно 2750мАч, вместо этого я получил значение 2219мАч. Время разряда составило 382 минуты.

Затем я зарядил батарею до уровня 4,2В. Согласно документации на батарею я выбрал ток заряда, равный 3А. При этом емкость составила 2977мАч. Затем я снова разрядил батарею до уровня 3В. Ток разряда я выбрал максимальный, который может обеспечить Imax B6 – 2А. При этом емкость батареи составила 2718мАч, время разряда 141 минута.

Для наглядности результаты измерений свел в таблицу:

Точки я отметил на следующем графике, взятом из документации на батарею. Точка слева — полученное значение емкости, точка справа — ожидаемое значение емкости.

Согласно документации, максимальный продолжительный разрядный ток батареи может достигать 30А. Это я проверю методом, описанном в начале обзора. Из следующей картинки видим, что максимальное падение напряжения на шунте составило 53,4мВ, следовательно, поделив это значение на сопротивление шунта (1,52мОм), получим максимальное значение разрядного тока. Оно составило 35,1А. При этом напряжение на аккумуляторе просело до 3,4В. Видим, что батарея обеспечивает заявленное значение разрядного тока.

Слева от первой красной полосы максимальная просадка напряжения, затем между двух красных полос максимальное падение напряжения на шунте и справа от второй красной полосы напряжение, если так можно сказать, «холостого хода» аккумулятора. По факту это напряжение, замеренное с учетом небольшого потребления мозгов электронной сигареты. Для упрощения, далее в обзоре я буду называть это значение напряжения, «напряжением покоя». В данном случае оно составило 4,13В.

Стандартный зарядный ток: 2.5A
Максимальный ток при ускоренном заряде: 6А
Напряжение окончания заряда: 4.2V
Напряжение окончания разряда: 2.0V
Максимальный непрерывный ток: 35A
Номинальное напряжение: 3.6V
Минимальная заявленная ёмкость при разрядке током 0.2C: 2500mAh
Рабочая температура при заряде/разряде: -0. +60C/-20. +60C
Внутреннее сопротивление батареи, заявленное/измеренное: 7-15мОм/ 31мОм

Таблица с характеристиками батарей из документации:

Таблица с характеристиками этих батарей:

Ожидаемая емкость, согласно графику ниже должна была составить примерно 2380мАч. Черная точка слева соответствует полученному значению емкости 2283мАч, черная точка справа соответствует ожидаемому значению емкости 2380мАч. Также согласно этому графику я должен был получить емкость примерно 2400мАч, при разряде током 0,5А.

Согласно документации, максимальный продолжительный разрядный ток батареи может достигать 35А. Из следующей картинки видим, что максимальное падение напряжения на шунте составило 52,2мВ, следовательно, поделив это значение на сопротивление шунта (1,52мОм), получим максимальное значение разрядного тока. Оно составило 34,3А. При этом напряжение на аккумуляторе просело до 3,43В. Видим, что батарея обеспечивает заявленное значение разрядного тока. Напряжение покоя составило 4,12В.

Стандартный зарядный ток: 2,5A
Максимальный ток при ускоренном заряде: 4А
Напряжение окончания заряда: 4.2V
Напряжение окончания разряда: 2.0V
Максимальный непрерывный ток: 30A
Номинальное напряжение: 3.6V
Минимальная заявленная ёмкость при разрядке током 0.2C: 2500mAh
Рабочая температура при заряде/разряде: -0. +60C/-20. +60C
Внутреннее сопротивление батареи, заявленное/измеренное: 8-18мОм/ 34мОм

Таблица с характеристиками батарей из документации:

Когда я искал документацию на данную батарею, я наткнулся на один интересный документ, который называется «Как отличить поддельные US18650VTC5». Вкратце там сказано, что стоит обратить внимание на то, что на оригинальных батареях Sony под положительным контактом на корпус нанесены два колечка. И на картинке приведено, как расстояние между этим колечками отличается к примеру, от батареи Samsung INR18650-25R. На картинке ниже это отличие обведено в красный прямоугольник. От себя отмечу, что данная отличительная черта характерна только для моделей VTC4, VTC5, VTC5A, а на VTC6 нижнее кольцо расположено немного ниже, чем у его собратьев, к тому же нижнее кольцо более широкое. Верхнее кольцо у версии VTC6 без аналогично предыдущим, описанным выше версиям. Также в документе говорится, то положительный контакт тоже имеет небольшие отличия.

Я зарядил батарею до 4,2В, затем разрядил током 0,5А. Время разряда 413минут. Полученная емкость 2421мАч. Для наглядности я свел в таблицу полученные данные. Ожидаемое значение емкости я получил из графика разряда, который привел ниже таблицы.

На следующем графике я отметил точками полученные мною значения емкости. Черной точкой слева обозначено полученное мною значение емкости при разряде током 0,5А. Черной точкой справа обозначено полученное мною значение емкости при разряде током 2А.

Согласно документации, максимальный продолжительный разрядный ток батареи может достигать 30А. Из следующей картинки видим, что максимальное падение напряжения на шунте составило 53,8мВ, следовательно, поделив это значение на сопротивление шунта (1,52мОм), получим максимальное значение разрядного тока. Оно составило 35,4А. При этом напряжение на аккумуляторе просело до 3,3В. Видим, что батарея обеспечивает заявленное значение разрядного тока. Напряжение покоя 4,14В.

Стандартный зарядный ток: 1.75A
Напряжение окончания заряда: 4.2V
Напряжение окончания разряда: 2.5V
Максимальный непрерывный ток: 20A
Номинальное напряжение: 3.6V
Минимальная заявленная ёмкость при разрядке током 0.2C: 2500mAh
Рабочая температура при заряде/разряде: 10. +45C/-20. +60C
Внутреннее сопротивление батареи, заявленное/измеренное: автор: Alfred1978

просмотры: 10915

рейтинг: +168