Аккумуляторные источники питания в сравнении с обычными батареями отличаются очень большой выходной силой тока (вплоть до 20-30 ампер в зависимости от производителя), что позволяет запитывать не только светодиоды, разнообразные датчики, модули для передачи данных на расстояния: SIM800L, радио и WiFi модули, но и устройства с большим потреблением - моторы, водяные насосы, нагревательные элементы. Это наилучшее решение для автономных устройств, которые в рабочем режиме имеют значительную мощность.
Двумя наиболее универсальными форм-факторами литий-ионных аккумуляторов, которые применяют в своих целях энтузиасты, радиолюбители и серьезные инженеры, являются источники плоского типа (такие используются в радиоуправляемых моделях или смартфонах), которые могут выдавать 3.7 В постоянного тока с емкостью до 2000 мАч и более, а также аккумуляторные батареи типоразмера 18650 (например, в электромобилях Tesla Model S используется более 7000 ячеек с такими батареями), о которых и пойдет речь в данном тексте.
Аккумуляторные батареи имеют классификацию по химическому составу активных компонентов, которые используются для хранения заряда, а также по внешним габаритам. Формулировка «18650» означает, что размеры этой батареи составляют 18 мм в диаметре круглого сечения и 65 мм в длину. Как правило, они выдают напряжение от 3.7 до 4.2 В постоянного тока.
Для литий-ионных аккумуляторов 18650 существует несколько вариаций химического состава:
- LiFePO4 (литий-феррофосфат, IFR)
- LiMnO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (литий-марганцевые, INR)
- LiCoO2, LiNiCoO2, LiNiCoAlO2 (литий-кобальтовые, ICR)
Несмотря на свои преимущества, аккумуляторы очень требовательны к условиям эксплуатации. Наиболее важным является процесс заряда и разряда: он должен происходить с помощью дополнительных электрических схем — модуля защиты аккумулятора. Они не допускают перезаряда и разряда (когда напряжение аккумулятора достигает максимума в 4.2 В или чрезвычайно низкого значения: 2.9 В, то цепь уходит в защиту), перепадов по току и напряжению. Иногда аккумуляторные батареи поставляются в комплекте с защитой, иногда такие устройства приходится докупать: модуль защиты на основе микросхемы TP4056 или специализированные BMS модули.
При подборе аккумулятора для своего проекта стоит обращать на несколько основных параметров: химический состав, рабочее напряжение, емкость и выходная сила тока. Если вы знаете все нюансы аккумуляторов 18650, и хорошо знакомы с тем, какие характеристики придает аккумулятору тот или иной состав, то сможете сделать безошибочный выбор, ведь очень часто производители завышают параметры емкости и силы тока.
Если вам нужен большой выходной ток, то используйте INR аккумуляторы (литий-марганцевые). Они могут выдавать до 30 А на пике (смотрите иллюстрацию к данному тексту). Если стоит задача наиболее продолжительной работы электронного устройства от автономного питания, то подойдут литий-кобальтовые (ICR). Аккумуляторы с феррофосфатом (IFR) в составе обладают наилучшим параметром выходной силы тока среди всех остальных, но уступают обоим типам в емкости и напряжении и реже распространены в продаже.
Для каждого аккумулятора существует маркировка, на которой указываются все электрические параметры. Рекомендуем брать аккумуляторы известных брендов и у проверенных поставщиков (например, в интернет-магазине «Созвездие»). Аккумуляторы с заявленной емкостью более 3600 мАч скорее всего не соответствуют действительности, потому что это максимальная емкость из доступных в продаже АКБ.
