Sposób pomiaru

Publikowane przez producentów dane o pojemności ogniw otrzymywane przez rozładowywanie ich określonym stałym prądem, przeważnie o wartości **0,2C i w temperaturze pokojowej (25°C +/- 3°C) otaczającego powietrza.
** Często spotykane wyrażenia 0,2C, 0,5C, 3C oznaczają wartość prądu w odniesieniu do znamionowej pojemności danego ogniwa.
Na przykład, jeżeli pojemność znamionowa dla ogniwa Molicel INR18650-P28A wynosi 2800mAh, to wartość C otrzymujemy przez podzielenie pojemności, czyli 2800mAh, przez czas 1h i w wyniku, dostajemy 2800mA.

W praktyce takie warunki występują bardzo rzadko lub w ogóle.
Chyba najczęściej rozładowywanie występuje w trybie stałej lub prawie stałej mocy albo poprzez mniej lub bardziej stałą rezystancję, przy ograniczonej obudową wymianie ciepła z otoczeniem.
Moje testy są nastawione na użytkowników e-p, chociaż wyniki mogą być przydatne dla miłośników latarek i osób powiększających czy też naprawiających baterie do elektronarzędzi lub e-pojazdów.

W związku z tym testy będę wykonywał w następujący sposób:

  1. Ogniwa ładowane do pełna (4,20V +/- 0,05V) prądem 1A. Ładowarką LiitoKala Lii-500, ponieważ wiele osób posiada takie ładowarki lub odpowiedniki innych producentów.
  2. Rozładowanie stałym prądem, nie mniejszym niż 5A, do napięcia 2,50V, dla określenia rezystancji wewnętrznej ogniwa dla prądu stałego (DC) i jego pojemności w warunkach zbliżonych do rzeczywistych oraz prądem o większej wartości dla określenia maksymalnego ciągłego prądu rozładowania ogniwa pracującego wewnątrz urządzenia, bez przekraczania temperatury powierzchni 75°C, chyba że producent określa niższą dopuszczalną temperaturę.
  3. Rozładowywanie impulsowe ze stałą mocą impulsów.
  4. Rozładowanie ze stałą mocą odbieraną z ogniwa. Określenie maksymalnej mocy oddawanej nieprzerwanie bez przekroczenia temperatury 75°C, chyba że producent określa niższą dopuszczalną temperaturę.

Wszystkie rozładowania przebiegają przy ograniczonej wymianie ciepła z otoczeniem.
Ogniwo jest umieszczone w rurce z pianki polietylenowej o ściance grubości 4mm, a od czoła i spodu jest dociśnięta pianka neoprenowa 5mm.

Rozładowanie impulsowe

Dzięki pomocy forumowiczów z Salonu Rozchmurzonych w temacie Jak wapujecie?, przyjąłem następujący schemat rozładowania impulsowego.
Impuls (buch, puff) trwający 6 sekund, następnie 6 sekund przerwy i następny impuls i 6 sekund przerwy i tak aż do dziesiątego impulsu. Potem długa przerwa 250 sekund i następna seria dziesięciu impulsów i tak dalej aż do osiągnięcia napięcia końcowego rozładowania równego 3,00V.
Są to dosyć trudne warunki, trudne do przekroczenia w praktyce.
Zdefiniowane wyżej impulsy będą nazywane „umownymi buchami„
Poniżej, dla ilustracji, dwie serie impulsów (umownych buchów).

Dlaczego rozładowanie do 3V?
Wiele urządzeń ma ustawione napięcie około 3V, przy którym odłącza się od zasilania dla ochrony ogniwa (baterii). Na przykład Evolv DNA 250 oraz Evolv DNA 75.
Ponadto wartości ładunku i energii możliwe do odebrania z ogniwa w przedziale 2,5V do 3,0V są niewielkie.
Dla zilustrowania, końcowe odcinki wykresu rozładowania :

Poniżej, jak się to ma w liczbach.
Q – to ładunek (pojemność) przy rozładowaniu do 2.5V, Q3 – przy rozładowaniu do 3.0V.
E – to energia przy rozładowaniu do 2.5V, E3 – przy rozładowaniu do 3.0V.

I[A] Q[mAh] Q3[mAh] Q3/Q E[Wh] E3[Wh] Q3/Q
5 4989 4576 92% 17.72 16.56 93%
10 4992 4439 89% 17.30 15.75 91%
15 4963 4255 86% 16.81 14.82 88%