Krótki test akumulatora LTO w rozmiarze 66160

Ten akumulator przysłał mi jeden z czytelników, za co bardzo mu dziękuję. Akumulator nie jest całkiem nowy i ma kilka osobliwości, ale jak zwykle więcej szczegółów można znaleźć w recenzji.


Na początek o pewnym szczególe: akumulatory kupiono w liczbie 7 sztuk do zbudowania samochodowego pakietu 12 V. Jeden egzemplarz został odrzucony z powodu dużego samorozładowania, a potem odłożony na półkę, gdzie przeleżał od 2018 roku z napięciem resztkowym 0,5 V.
Ten akumulator interesował mnie głównie ze względu na to, jak ogniwa LTO znoszą długotrwałe przechowywanie w takim stanie, dlatego nie odmówiłem propozycji, żeby się nad nim trochę poznęcać.

Link w tytule podaję jako przykład i punkt odniesienia dla ceny podobnych akumulatorów.

Kiedy rozpakowałem paczkę, pierwsza myśl była taka: ależ on jest wielki... Nie, widziałem je na zdjęciach, widziałem rysunki z wymiarami, ale co innego oglądać je na obrazkach, a co innego trzymać w rękach.


Dla porównania zdjęcie z akumulatorem w rozmiarze 18650, który na jego tle dosłownie ginie.


Jak pewnie już zauważyliście, akumulator nie ma żadnych oznaczeń, więc całkiem zgodnie z prawdą można uznać go za bezimienny. W internecie można znaleźć różne informacje o jego parametrach, ale z tego, co wiem, pojemność takich ogniw wynosi 30 Ah, choć niektórzy sprzedawcy oznaczają je jako 35, a nawet 40 Ah.

A oto parametry, które znalazłem dla podobnych ogniw:
Rozmiar: 66160
Napięcie: 2,3 V
Pojemność: 30 Ah
Ciągły prąd rozładowania: 10C (300 A)
Szczytowy prąd rozładowania: 30C (900 A)
Maksymalny prąd ładowania: 10C (300 A)
Dolny próg napięcia: 1,6 V
Górny próg napięcia: 2,7 V
Temperatura pracy podczas rozładowania: od -30 do +60 ?
Temperatura pracy podczas ładowania: od -30 do +60 ?
Liczba cykli: 15000
Rezystancja wewnętrzna: <0,8uOhm
Masa: 1100 g
Wymiary: 160x66x210 mm

Akumulator podłącza się za pomocą zacisków śrubowych, średnica gwintu wynosi 12 mm.


Akumulator waży ponad kilogram, ma średnicę 66 mm, długość bez zacisków 160 mm, a z zaciskami 210 mm. Nawiasem mówiąc, czasem spotyka się je z oznaczeniem 66210 zamiast 66160, choć o ile rozumiem, w tym przypadku to jedno i to samo.


Podobne akumulatory występują też w innych rozmiarach: krótkie o pojemności 18 Ah oraz długie o pojemności 55/60 Ah, choć zakładam, że na tym ich różnorodność się nie kończy.


W opisach można znaleźć różne informacje na temat impedancji takich ogniw, ale w internecie trafiłem na zdjęcie z rzeczywistymi pomiarami, na których przyrządy pokazują około 0,25–0,35 mΩ.


Niestety długotrwałe przechowywanie w stanie rozładowanym nie pozostało bez wpływu na akumulator — jego impedancja wzrosła do 1,33 mΩ.


Do testów użyłem dwóch obciążeń elektronicznych. Przy prądach 0,2C i 0,5C korzystałem z EBC-A20, a przy 1C i 40 A z mocniejszego EBC-A40L.


Osoba, która wysłała mi akumulator, naładowała go przed wysyłką, ale mimo to przed testami ponownie rozpocząłem ładowanie. W sumie weszło około 900 mAh.

Jest tu zresztą pewien problem: ponieważ akumulator jest bezimienny, nie wiadomo, jakie jest końcowe napięcie ładowania. Jedni podają 2,7 V, inni 2,8 V. Ostatecznie najpierw testowałem przy 2,7 V, a potem przeprowadziłem testy również przy 2,8 V. Prąd odcięcia wynosił wszędzie 0,25 A.



Ładowanie prądem 5 A (maksymalnym dla EBC-A20) trwało 5 godzin i 33 minuty.


Przy prądzie ładowania 1C (30 A) ładowanie trwało nieco ponad godzinę, ale faza CV jest bardzo długa.


Przeprowadziłem ostatecznie całkiem sporo testów i spróbuję jakoś uporządkować ich wyniki.
Wszystkie testy przeprowadzono przy temperaturze powietrza około 19 stopni, dlatego wyniki są nieco gorsze, niż mogłyby być, ale nie sądzę, żeby miało to istotne znaczenie.

Na początek standardowy test przy prądach 0,2C, 0,5C, 1C i 40 A. Poniżej wyniki pierwszego cyklu w każdym trybie.
Niestety już tutaj widać, jak źle jest — moim zdaniem akumulator dosłownie „umiera”. Przy 0,2C oddał 26,63 Ah, a przy 40 A pojemność wyniosła już zaledwie 17,28 Ah, czyli 34,5 Wh. To bardzo mało jak na takie gabaryty i masę.


Dalej robi się ciekawiej: wyniki przy prądzie 0,2C (6 A), uzyskane w kolejnych testach. Widać, że każdy następny cykl dawał nieco lepszy rezultat. Ponadto ostatni (czwarty, zaznaczony na zielono) test przeprowadzono przy napięciu ładowania 2.8 V, a nie 2.7 V, ale akumulatorowi niewiele to pomogło.


To samo, ale tym razem przy prądzie rozładowania 0.5C (15 A). Tu również są cztery cykle, a czwarty także przeprowadzono przy napięciu ładowania 2.8 V.


Trzy cykle przy prądzie rozładowania 40 A: w pierwszym (czerwonym) napięcie ładowania wynosiło 2.7 V, a w dwóch pozostałych (pomarańczowym i żółtym) 2.8 V.


A teraz wszystkie wyniki testów przy napięciu ładowania 2.7 V na jednym wykresie.


Moim zdaniem akumulator wyraźnie się nagrzewa. Poniżej wyniki dla prądów rozładowania 30 i 40 A. Przy prądzie 40 A temperatura wynosiła około 34 stopni, czyli o 15 stopni więcej niż temperatura otoczenia. To całkiem sporo.


Ale i na tym nie poprzestałem i przeprowadziłem jeszcze niewielki test żywotności, choć w tym przypadku chciałem raczej sprawdzić, czy po takim „treningu” pojemność będzie rosła. Wykonałem 40 pełnych cykli ładowania i rozładowania przy następujących parametrach:
Ładowanie prądem 1C (30 A) do napięcia 2.7 V, z odcięciem przy prądzie 0.3 A
Przerwa 10 minut
Rozładowanie prądem 40 A do napięcia 1.6 V
Przerwa 10 minut.

Przeprowadziłbym więcej testów, ale nie widziałem w tym większego sensu. Poza tym, jak się okazało, to dość kosztowna operacja.



Może się wydawać, że pojemność stopniowo rosła. Być może tak było, ale w rzeczywistości zmiany w znacznie większym stopniu wynikały ze zmian temperatury powietrza. Skok pod koniec testu zbiegł się z wyraźnym ociepleniem na zewnątrz: temperatura w pokoju wzrosła z 19 stopni na początku testu do około 21 stopni.


Oddana pojemność w Ah (niebieski) i energia w Wh (czerwony) na jednym wykresie.


Oczywiście wielu interesuje, do czego wykorzystuje się takie akumulatory. W naszych realiach najczęściej zastępują akumulatory samochodowe — w tym celu buduje się pakiety 6S. Zazwyczaj są to jednak akumulatory używane, pierwotnie stosowane w mocnych zasilaczach UPS i magazynach energii, na przykład w instalacjach fotowoltaicznych. Wynika to z ich długiej żywotności i dobrych parametrów ładowania oraz rozładowania.
1. Akumulatory na etapie produkcji.
2. Bateria, najwyraźniej w czyjejś domowej piwnicy.
3. Montaż podobnych baterii.
4. Bateria do instalacji fotowoltaicznej.


Przygotowując ten artykuł, natknąłem się na ciekawy wariant aktywnego balansera, najprawdopodobniej indukcyjnego, przeznaczonego właśnie do takich akumulatorów..



Wnioski.
Okazało się, że akumulator nie przetrwał przechowywania w stanie rozładowanym, ale mimo to nadal działa, choć ze znacznie mniejszą wydajnością.
Przechowywanie spowodowało wzrost rezystancji wewnętrznej akumulatora, a co za tym idzie — bardzo dużą zależność oddawanej pojemności od prądu obciążenia. Na przykład przy prądzie 6 A oddał 27.5 Ah (58 Wh), a przy 40 A już tylko 17.3 Ah (34.5 Wh).

Mimo to akumulator jest całkiem interesujący i uważam, że zebrane informacje mogą się przydać.

Na razie to wszystko. Jeszcze raz dziękuję Władimirowi za tak ciekawy egzemplarz.