Jak zkontrolovat kapacitu lithium-iontové baterie: metody měření multimetrem, USB testerem a dalšími zařízeními

Lithium-iontové baterie jsou na trhu relativně nové. Zároveň se již staly nejoblíbenějšími modely mezi všemi ostatními. Jako všechny baterie nevydrží věčně a jejich kapacita se časem ztrácí. Existuje několik dobrých způsobů, jak zkontrolovat zbývající energetickou kapacitu.

Vlastnosti Li-ion baterií 18650

Baterie 18650 jsou lithiové baterie vyrobené z galvanických článků. Napětí od začátku používání je 3,7 V. Energetická kapacita se počítá v A/h.

Různé počty baterií lze spojit do jednoho řetězce pomocí sekvenční metody, což umožňuje zvýšit energetickou kapacitu a účinnost prvků.

Lithium-iontové modely jsou vylepšenou verzí sebe sama. Jsou tzv lithium-polymerové napájecí zdroje. Používají se téměř ve stejných zařízeních. Díky svému chemickému složení, struktuře a dalším důležitým vlastnostem. Zvýšila se bezpečnost baterie a zlepšil se výkon a energetická kapacita modelů.

Na rozdíl od starších modelů mají lithium-polymerové řadu výhod:

• žádný paměťový efekt. To znamená, že zařízení nebude ztrácet kapacitu kvůli instalaci baterie kdykoli a se zbývajícím nabitím;
• zvýšená kapacita a zvýšené napětí;
• životnost se zvýšila téměř 1,5krát. A při správné péči a zacházení vydrží ještě déle;
• nízká míra samovybíjení. To znamená, že pokud je zařízení delší dobu skladováno, jeho nabití pomalu klesá. Je důležité zajistit, aby během skladování neklesla pod 40 procent;
• baterie se během skladování nevybíjí příliš rychle;
• zvýšená funkčnost baterie;
• ochrana proti přebití. Baterie obsahuje speciální mikročip, který zajistí, že se zařízení vypne, jakmile úroveň nabití dosáhne 100 procent. Tento prvek se nazývá regulátor výkonu.

Kromě toho dobrého také mají negativní vlastnosti:

• nesmí být povoleno hluboké vybití. To je jeden z hlavních problémů těchto modelů. K hlubokému vybití dochází poté, co bylo zařízení vybito a následně někde nesprávně uloženo. Objeví se také v případě, že k vybití použijete přídavnou zátěž na zařízení. Regulátor výkonu přejde do hlubokého spánku a blokuje tok elektřiny, i když je připojen k elektrické zásuvce;
• nízká úroveň zabezpečení. Vzhledem k jeho chemickému složení existuje možnost, že dojde ke zkratu. Způsobí prudkou chemickou reakci a baterie se vznítí. Abyste tomu zabránili, musíte používat pouze kvalitní a originální nabíječky. Zařízení také nenechávejte ve vysokých teplotách.

Jak testovat baterii 18650: Kompletní diagnostika baterie

Nejspolehlivějším způsobem je kontrola baterie pomocí přístrojů, které jsou k tomuto účelu určeny. Nejprve musíte dokončit úplný nabíjecí cyklus baterie a poté ji nainstalovat do speciálního zařízení. Pro správné měření energetické kapacity je nutné nejprve zjistit dva důležité parametry:množství elektrického proudu a čas, který bude trvat, než se zařízení vybije ze 100 procent na nulu.

Musí být provedeno úplné vybití, stejně jako nabíjení podle principu maximálního výstupního napětí. Výrobci vždy v technické dokumentaci uvádějí, kolik baterie vydrží. Průměrné maximální napětí je 4,2 V. Napětí nesmí klesnout pod 3 volty. To může způsobit, že regulátor výkonu zablokuje tok energie.

Vzorec pro určení energetické kapacity baterie: C = I * T. Kde C je kapacita baterie, I je elektrický vybíjecí proud, T je doba nabíjení.

Pro získání přesnějších výsledků je nutné provést testování elektrickým proudem rovným 10 procentům energetické kapacity deklarované výrobcem. Musíte zkontrolovat proud pomocí multimetru. Pro výpočet energetické kapacity je prvním krokem výpočet průměrné hodnoty proudu.

Vzhledem k tomu, že primární je již znám, je nutné určit konečný. Jakmile jsou známy všechny dva proudy, je třeba vypočítat průměr. Nyní je konečně možné vypočítat energetickou kapacitu baterie pomocí výše uvedeného vzorce s použitím průměrné hodnoty elektrického proudu.

Jak snížit chyby

Protože je tato metoda značně zjednodušená a hodnoty jsou většinou průměrné, všechny získané výsledky budou mít nějakou chybu. Během pracovního procesu můžete dělat přestávky po dobu 20-30 minut a tím se sníží chyba měření.

Co může být potřeba pro ověření

Abyste mohli otestovat zbývající kapacitu, budete si muset zakoupit alespoň jedno z níže uvedených zařízení. Bez nich nebude možné provádět měření. Jejich cena je nízká a lze je najít téměř v každém obchodě.

Pro práci budete potřebovat:

• multimetr nebo voltmetr. Je lepší koupit dva najednou, protože jeden bude potřeba jako ampérmetr;
• domácí obvody;
• USB tester;
• Chytrá nabíječka Imax.

Pro pořádání akcí není nutné kupovat celý seznam zboží.

Toto zařízení je schopno měřit výstupní napětí a elektrický proud při vybíjení baterie. Není možné měřit všechny dva parametry současně, proto specialisté používají dva přístroje. Jeden bude nepřetržitě měřit hodnotu napětí a druhý je určen k provádění periodických měření síly proudu. K tomu musí být druhý multimetr přepnut do režimu ampérmetru. Tato metoda je nejoblíbenější a používá ji mnoho profesionálů. Nevyžaduje mnoho času a umožňuje určit úroveň opotřebení baterie s minimálními chybami.

Pokud máte nějaké dovednosti a znalosti v oblasti elektronických zařízení a vytváření elektrických obvodů, můžete si zkusit vytvořit domácí obvod pro měření energetické kapacity baterie. To bude vyžadovat stabilizátor LM7805 a další baterii. Nejlépe by byla nějaká válcová baterie. Potom bude mít elektrický výbojový proud jednu hodnotu bez rázů. Zbývá jen změřit dobu nabíjení baterie. Poté vynásobte hodnotou nabíjecího proudu. Tuto metodu používají lidé, kteří pracují s elektronikou a rozumí struktuře a principům fungování. Pokud neexistují žádné znalosti, je lepší použít jiné stejně účinné metody.

Vynikající nástroj pro měření energetické kapacity baterie. Lze jej snadno připojit k libovolnému gadgetu. Má svůj vlastní vestavěný typ zátěže. Charakteristickým rysem USB testeru je, že dokáže měřit několik parametrů současně: elektrický proud, výstupní napětí a dobu potřebnou k nabití. Pokročilejší modely mají vestavěný mikrokontrolér, který umožňuje odpojení od elektrické sítě při dosažení vysokých hodnot, aby se zabránilo přehřátí nebo zkratu. Můžete si ho koupit v každém železářství. Doporučuje se kupovat pouze časem prověřené produkty od známých výrobců. Budou dražší, ale jsou mnohem bezpečnější a nepoškodí zařízení ani baterii.

Chytré nabíjení iMax

Pokročilá a moderní technologie. Inteligentní nabíječka imax je navržena pro nabíjení a vybíjení pomocí dodatečné zátěže. Tato nabíječka může pracovat s olověnými, kadmiovými, lithiovými a dalšími typy zdrojů energie. Nabíjení imax může provádět dvě důležité funkce: provádění tréninkového cyklu, který je nutný, pokud byla baterie skladována příliš dlouho. Měření energetické kapacity je právě to, co je potřeba.

Jak změřit kapacitu baterie 18650

Existují 18650 způsoby, jak měřit energetickou kapacitu 3. Stojí za zvážení, že během testování dojde k určitým chybám. Jejich velikost bude záviset na kvalitě akce.

Jak měřit napětí

Napětí lze měřit pomocí voltmetru nebo multimetru. Toto zařízení musí být přepnuto do režimu ampérmetru. Aby bylo měření pohodlné, musíte připojit vodiče. Pro neustálé sledování hodnot napětí je nejlepší mít dva multimetry. Pak bude možné získat výsledky testů, které se co nejvíce blíží pravdě.

Jak určit vnitřní odpor

Hodnotu odporu lze použít k přibližnému určení, jak je baterie opotřebovaná. Chcete-li to provést, musíte porovnat odpor, který byl na začátku, a jaký je nyní. Čím vyšší je indikátor, tím více je opotřebovaný zdroj energie. Nevýhodou této metody je, že napětí a odpor silně závisí na kvalitě elektrického obvodu a zátěži dodávané do zařízení. Odpor se může značně lišit a to povede k nepřesným měřením. Existuje také závislost na použitém měřicím zařízení. Mohou dát různá čísla, protože signály mají různé frekvence. Pokud neexistuje žádné měřicí zařízení, můžete vypočítat pomocí vzorce. Re = (Vbez zatížení – Vload) / I. Při různém zatížení se zobrazí různé hodnoty. Proto je důležité testovat pod jednou zátěží a nejlépe s přestávkami během procesu. Odpor bude zhruba udávat stav baterie v daném čase.

Jak zkontrolovat svodový proud

Únik je poměrně vzácný jev, se kterým se lidé setkávají. Ale někdy se takové případy stávají. Svodový elektrický proud je velmi velkou hrozbou nejen pro zařízení a baterii, ale také pro člověka. Aby bylo testování úspěšné a bez zbytečných problémů, je nutné nastavit správné parametry a rozsahy. Je také lepší používat zařízení, která jsou oblíbená a používaná jinými specialisty. K provádění činností budete potřebovat dvě zařízení: multimetr a reostat. Nabijte baterii, připojte reostat a nastavte požadovanou hodnotu odporu. K zobrazení výsledků v nabitém a vybitém stavu je zapotřebí multimetr. Zapište si všechny získané hodnoty, abyste mohli později snadno vypočítat proud. Pokud je člověk specialista nebo má dostatek dovedností a ví, co je rezistor. Pak jej můžete použít ke snazšímu a rychlejšímu postupu. Pokud je zdroj plně funkční, zařízení zobrazí tři nuly.

Jak správně diagnostikovat baterii, aniž byste v ní něco poškodili

Diagnostika by měla být prováděna pouze podle pokynů a mělo by se k ní přistupovat s maximální opatrností. Důrazně se doporučuje neprovádět složité testy bez speciálního školení a nástrojů. Při práci je nezbytně nutné dbát na dodržování rozsahů a parametrů přístrojů. Dodržujte všechna opatření a bezpečnostní pravidla, která jsou u mnoha zařízení předepsána v technické dokumentaci.

Existují nějaké rozdíly v diagnostice baterií pro různé typy zařízení?

Žádný. Pokud existují nějaké rozdíly, jsou minimální a nepozorovatelné. Není proto třeba hned kupovat drahý USB tester nebo multimetr. Je třeba vybírat moudře, nebo můžete baterii otestovat i bez pomoci těchto nástrojů. Můžete uplatnit své dovednosti a vytvořit si domácí obvod nebo použít software. Musíte si vybrat možnost individuálně na základě svých dovedností. Testování, diagnostika nebo cokoliv jiného se provádí na všech zařízeních, od chytrých telefonů až po napájecí zdroje do auta. Všude jsou téměř totožné a rozdíl spočívá v použití jiných zařízení a parametrů.

Energetická kapacita baterie 18650 se měří pomocí různých testerů nebo multimetrů. K jeho identifikaci budete muset provést téměř stejné úkony jako při práci s autobaterií. Naučit se správně vypočítat kapacitu zdroje energie vám pomůže v budoucnu. Pomůže včas zjistit, jak je baterie opotřebovaná, a včas ji vyměnit. Dlouhodobé používání baterie s nízkou energetickou kapacitou může mít za následek snížení výkonu zařízení, které nelze napravit jednoduchou výměnou. Proto je důležité dávat pozor na baterii.

Jak připojit lithiové baterie pro zvýšení kapacity

Existují dva hlavní způsoby a jeden další způsob připojení baterií. Paralelní, sériové, kombinované zapojení. Každý z těchto typů připojení plní svůj vlastní úkol. Paralelně zvyšuje napětí. Postupně zvyšuje ukazatel kapacity, přesně to, co je potřeba.

1. Pro připojení je nutné nejprve zakoupit baterie, které mají stejné nebo alespoň podobné vlastnosti a vlastnosti. Tato důležitá podmínka pomůže vyhnout se nepředvídaným okolnostem.
2. Sériové zapojení je takové, kde je jeden konec obvodu nebo jeden konec baterie připojen k druhému konci jiného zdroje energie.
3. Pro připojení prvků budete potřebovat kovovou niklovou pásku, bodové svařování, případně typy mikroobvodů a některé další prvky. Bodový svar si můžete vytvořit doma.
4. Připojení více baterií se doporučuje pouze těm, kteří mají zkušenosti s prací s pájecími zařízeními a znalosti elektroniky.

Jak obnovit kapacitu lithiové baterie

S každým cyklem provozu napájecí zdroj pomalu ztrácí svou energetickou kapacitu. Neexistují žádné způsoby, jak obnovit kapacitu. Někteří „experti“ doporučují velké množství metod. To zahrnuje metody jako:

• dlouhodobé zamrznutí baterie;
• propíchnutí zdroje energie jehlou;
• topení;
• zkrat obcházející regulátor výkonu;
• krátkodobý návrat kapacity.

Žádná z těchto ani jiných metod nikdy nepomůže obnovit kapacitu obnovovače energie. Takové metody způsobí opak. Může se stát, že selže napájecí zdroj. To je nejmírnější nepříjemnost. Nebo může dojít k požáru kvůli běžné baterii. Je přísně zakázáno provádět tyto metody. Jsou stvořeny pouze proto, aby způsobovaly škodu.

V každém případě si budete muset koupit novou baterii, protože lithiové baterie nevydrží věčně.

Dříve nebo později se elektrolytický roztok obsažený uvnitř nebo jiné důležité prvky stanou nepoužitelnými.

Lithiové baterie řady 18650 se používají k napájení elektrického nářadí a různých domácích spotřebičů. Časem se provozní doba zařízení snižuje, což ukazuje na snížení kapacity zdroje energie. Existuje touha znát skutečnou hodnotu. Podívejme se, jak doma zkontrolovat kapacitu baterie 18650 pomocí multimetru.

Přehled

Baterie 18650 je lithiová. Typ galvanického článku může být kobalt, mangan, fosforečnan železa atd. Jmenovité napětí je 3,7 V. Kapacita zdroje energie se měří v ampérhodinách nebo miliampérhodinách. V závislosti na jeho velikosti může být od 1200 do 3600 mAh, případně i více. Jednotlivé prvky lze shromažďovat do bateriových bloků, zapojovat je paralelně pro jeho zvýšení a sériově pro zvýšení napájecího napětí zařízení.

18650 článek s vysokou kapacitou 3000mAh

Pokyny pro testování výkonu a měření kapacity

Jak zkontrolovat výkon baterie 18650? Nejlepší je zkontrolovat na zařízení, pro které je určen. Baterie se nabíjí běžnou nabíječkou. Poté se vloží do zařízení a spustí se pracovní cyklus. Pokud provozní doba zařízení nezpůsobuje žádné stížnosti, pak je baterie v dobrém stavu.

Chcete-li určit kapacitu baterie, musíte změřit dva parametry: sílu proudu a provozní dobu od stavu 100% nabití až po úplné vybití. Úplné nabití a vybití by mělo být chápáno jako maximální přípustné hodnoty horního a dolního prahu napětí baterie stanovené výrobcem. Horní hodnota plně nabitého článku by neměla překročit 4,2 V, spodní hodnota by neměla klesnout pod 3,0 V. Proto je potřeba tyto hodnoty neustále hlídat při provádění vybíjení pro kontrolu kapacity baterie.

Lithium-iontová baterie je velmi citlivá na překročení prahových hodnot napětí, přebití nebo hluboké vybití ji neopravitelně poškodí.

Vzorec pro výpočet kapacity baterie

Pro přesnější měření kapacity by vybíjecí proud neměl překročit 10 % odhadované kapacity prvku. Jakýkoli motor nebo nástroj můžete provozovat na volnoběh. Skutečný vybíjecí proud se předběžně změří multimetrem. Dále se zařízení přepne na měření napětí, aby jej řídilo. Zaznamenává se čas začátku výboje. Po dosažení spodní hranice 3,0 V se zařízení vypne a provedou se výpočty.

Čtěte také: Jak vlastníma rukama přeměnit 12 nebo 18V akumulátorový šroubovák na síťový

Nejprve se vypočítá průměrný proud. Počáteční se pozná měřením, ale je potřeba určit konečnou. Protože odpor zátěže lze považovat za konstantní, konečná hodnota proudu se sníží tolikrát, kolikrát se sníží napětí. Od 4,2 do 3,0 V je redukce 1,4násobná. Proto se počáteční hodnota např. 1 A sníží na 0,72 A. A její průměrná hodnota bude 0,86 A. Nyní se vypočítá kapacita baterie, u které se průměrná hodnota proudu vynásobí dobou vybíjení např. 3 hodiny. V tomto případě se dostaneme na hodnotu 2,58 Ah, neboli 2580 mAh.

Multimetr a hodinky, minimální sada pro měření kapacity

Jedná se o velmi zjednodušený výpočet, protože nebere v úvahu, že napětí a tedy i proud neklesají v přímé závislosti, ale úměrně s časem. A kromě toho se indukční zátěž zařízení, které využívá rotující magnetické pole, také nemění přímo úměrně. Ale takový výpočet dává nízkou chybu. Pro přesnější výpočet je nutné provádět měření v intervalech 20–30 minut. A vypočítat průměrnou hodnotu a dodávanou kapacitu pro každé časové období. Nyní sečtěte výsledky získané v každém časovém intervalu. Tento výpočet má vyšší přesnost.

18650 Grafy vybití baterie

Jak měřit napětí a proud

Napětí se měří multimetrem v režimu voltmetru na kontaktech prvku. Síla proudu se měří připojením multimetru v režimu ampérmetru k napájecímu obvodu od baterie k zátěži jednoho z napájecích vodičů.

Pro usnadnění měření lze dočasně připojit vodiče ke kontaktům baterie. A abyste neustále sledovali hodnoty, měli byste použít dva multimetry. V tomto případě se přesnost měření výrazně zvýší.

Obvody pro měření napětí a proudu na baterii se zátěží

Multimetr a domácí obvod

Při použití multimetru se během procesu vybíjení baterie měří napětí a proud. Protože není možné provádět obě měření současně s jedním multimetrem, je neustále monitorováno napětí a periodicky je měřen vybíjecí proud. Proč měnit schéma zapojení přepnutím multimetru do režimu ampérmetru.

Ale je lepší sestavit jednoduchý obvod pomocí lineárního stabilizátoru LM7805 a druhého zdroje elektrické energie, například baterie Krona. V tomto případě bude mít vybíjecí proud konstantní hodnotu, nezávislou na poklesu napětí na testované baterii. Zbývá pouze změřit dobu vybíjení a vynásobit ji hodnotou vybíjecího proudu.

Čtěte také: Proč napájecí zdroj v počítači hlasitě hučí?

Obvod stabilizace energie na lineárním stabilizátoru L7805

USB tester

Existuje obrovské množství USB testerů – měřičů kapacity baterií různých typů, včetně 18650. Zařízení se snadno připojí k jakémukoli zdroji energie a má vlastní zátěž, případně lze připojit i k jiné zátěži. Tester současně měří napětí, proud a dobu vybíjení. Některé jsou schopny vypnout při dosažení kritických hodnot nižší úrovně napětí, které lze nezávisle nastavit.

USB tester pro měření kapacity baterie

Pomocí imax

Imax b6 je již inteligentní zařízení, které je určeno k nabíjení a vybíjení různých baterií, včetně lithiových, kadmiových, niklových a všech typů olověných baterií. Dokáže provádět tréninkové cykly a současně měřit kapacitu baterií.

Univerzální zařízení imax B6

Jak měřit vnitřní odpor

Velikost vnitřního odporu lze použít k posouzení stupně opotřebení a stárnutí baterie. Čím vyšší je odpor ve srovnání s originálem, tím menší je povrch bateriových desek zapojený do procesu nabíjení-vybíjení. Vnitřní odpor jakéhokoli zdroje energie (Re nebo R0) není konstantní hodnotou. Záleží na zatížení a síle protékajícího elektrického proudu a také na kapacitě baterie. Různé měřicí přístroje mohou vykazovat různý vnitřní odpor stejného prvku, protože mohou být použity pulzní signály různých frekvencí.

K určení můžete použít čínský měřič vnitřního odporu Yr1035+. U nového 18650 je hodnota Re určená tímto zařízením v rozmezí 18–20 miliohmů.

Měření vnitřního odporu článku 18650 pomocí zařízení YR1035+

Pokud nemáte měřící zařízení, můžete použít metodu výpočtu. Když je k baterii připojena zátěž, napětí se mírně sníží a proud je o něco menší, než by měl být při výpočtu pomocí Ohmova zákona. Tyto odchylky jsou přesně způsobeny vnitřním odporem baterie. Vydělíme-li rozdíl napětí naprázdno a při zatížení skutečnou hodnotou proudu, získáme hodnotu vnitřního odporu.

Re = (V bez zátěže – V pod zátěží) / I skutečné v zátěžovém obvodu.

Pro kontrolu můžete použít vzorec: (R zátěž + Re) * I skutečné v zátěžovém obvodu = V bez zátěže

Při různém zatížení budou získány různé hodnoty Re. Proto, abyste po nějaké době porovnali charakteristiky baterie, měli byste použít stejnou zátěž. Pak bude srovnání správné.