18650 accu op de pijnbank

/in /door

18650 accu op de pijnbankTesla gebruikt Lithium-ion 18650 oplaadbare batterijen/accu’s  in hun elektrische auto’s. Maar deze zijn ook veelvuldig in gebruik in veel andere toepassingen. Van elektrische auto’s dus tot en met een radiootje. Ook zijn de 18650 cellen uitermate geschikt om te gebruiken tijdens een velddag. Nu er een electronic load in de shack staat een mooie gelegenheid om dit batterijtje eens aan een nader onderzoek te onderwerpen.

18650 cell

De 18650 accu is rond en 18mm in diameter en 65mm lang. Dit is ook waar deze cell zijn naam aan ontleent. Echter hier gaat het al mis. Meet je de lengte van de cell op, dan kom je accu’s tegen die 3mm langer zijn. Er zijn dus twee verschillende typen. En wel een onbeveiligde uitvoering en een beveiligde uitvoering, het verschil is 3mm.

Gebruik nooit een onbeveiligde 18650 batterij in toepassingen die daar niet voor gemaakt is. Overlading maar ook een te hoge belasting kunnen de cell laten barsten en brand veroorzaken.

De beveiligde cell is 3mm langer omdat er een printje op de oplaadbare batterij zit gemonteerd. Deze beveiliging met een DW01 chip voorkomt dat de cell kan overladen. Maar schakelt ook uit bij een te grote ontlading of overstroom.

Gegevens over de INR18650-32

Kijken hoever je kunt gaan met deze accu is natuurlijk leuk. Maar dan moet je eerst weten hoever je mag gaan en wat de normale condities zijn waaronder je deze cell kunt en mag gebruiken. Daarom eerst even de belangrijke punten uit de datasheet. De print op de batterij laat zien dat de spanning van de cell 3,7V is. Echter in werkelijkheid ligt dit tussen de 2,5V en 4,2V. De levensduur van de cell bij een ontlading van 6,4A is 70% na 300 cycli. Een standaard laadcyclus is 5 uur met 960mA. Maar de maximum continue ontlaadstroom betreft 6,4A met een piekbelasting van 9,6A.

Normale laadcyclus 18650

Om de belasting te kunnen testen en te meten wat de capaciteit van deze — hagelnieuwe — cell is, moet deze eerst worden opgeladen. Geheel volgens specsheet is de voeding ingesteld op 4.2V met een maximum stroom van 960mA. Met het laden ga ik net zolang door totdat de beveiliging het laden stopt. Ook dit gebeurd volgens de specificatie. Maar nu die van de DW01, die het laden stopt op het moment dat de 18650 de waarde van 4,2V bereikt. Mooi om te constateren is dat dit ook keurig gebeurt. Ook al komt de DW01 uit China.

Eerste volledige ontlading volgens testcondities

In de specsheet is een ontladingscyclus aangegeven voor het testen van deze  INR18650-32e. Deze is 0,2C (komt overeen met 5 uur) met een constante ontlaadstroom van 640mA. Met een cut-off spanning van 2,5V. In de load worden de gegevens van de accu ingevoerd en kan de test beginnen. Ook meet ik de temperatuur van de cell om de voorkomen dat deze over het maximum van 60 graden Celsius gaat.

Het ontladen verloopt soepel. Het laden wordt onderbroken door het bereiken van de cut-off spanning van 2,5V. De cell blijkt niet de volledige capaciteit van 3200mAh te hebben. Maar behaalt 2,9454Ah dat overeenkomt met 92%.

Waar blijft de 8%?

Een blik met de hittebeeld camera en een spanningsmeting levert op dat er veel verlies is over de aansluitdraden >700mV. De meting moet dus even overnieuw maar nu met de kelvin methode. Via de sense aansluiting op de load wordt de spanning gemeten rechtstreeks op de accu en niet achter de aansluitdraden. Een herhaling van de meting levert een lading op van 3,0239Ah dat overeenkomt met ongeveer 95%.

De 18650 ontladen tot de max

Wat vooral interessant is, is een meting waarbij de 18650 accu maximaal wordt belast. Dat wil zeggen een maximale belasting van 6,5A continue. Best indrukwekkend, ook dit gaat zonder problemen. De accu blijft keurig totdat de cut-off spanning wordt bereikt 6,5A  leveren. Wel is de 18650 aan het einde  >92 graden Celsius. Dat is 32 graden hoger dan toegestaan. Let wel dit is bij een enkele accu. De temperatuur zal zeker hoger zijn in een accupakket. Koeling is dus noodzakelijk, want bij oververhitting komt deze accu spontaan tot ontbranding. Meer stroom trekken uit de cell kan maar alleen voor een paar seconden, daarna schakelt de beveiliging de cell uit.

Kortom

De electronic load in de shack werkt prima, goede aanwinst. Maar ook heeft deze test inzicht gegeven wat een 18650 aankan. Een beveiligd type gebruiken is een aanrader. Doe je dit niet? Ook goed, maar dan zul je de beveiliging in je schakeling moeten opnemen om ongelukken te voorkomen.

Meer informatie