Soshine 14500 Lifepo4 Battery Kit 700 mAh

Dziś w recenzji zajmę się akumulatorami, ale nie typowymi Li-Ion, tylko LiFePO4.
W gruncie rzeczy są do nich bardzo podobne, ale w rzeczywistości różnią się znacznie bardziej, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Postaram się o tym opowiedzieć.


Na początek kilka słów o tym, czym właściwie są.
Obecnie ogromną popularnością cieszą się powszechnie stosowane akumulatory litowo-jonowe. Znajdziemy je w smartfonach, tabletach, e-papierosach, wkrętarkach, a nawet samochodach.
Oczywiście mają zalety — niski prąd samorozładowania, dużą pojemność i wysoką wydajność prądową — ale nie są też pozbawione wad.
Część z nich udało się wyeliminować w akumulatorach, w których jako materiał katody zastosowano LiFePO4. Nazywa się je akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi, choć znacznie częściej po prostu litowo-żelazowymi lub litowo-ferrum.

Dla orientacyjnego porównania przygotowałem tabelkę na podstawie danych z Wikipedii. Oczywiście nie oddaje ona w pełni całej sytuacji, bo akumulatorów litowo-jonowych jest wiele rodzajów. Na przykład jedne mają napięcie 3,7 V, a inne 3,85 V. Są też akumulatory zaprojektowane z myślą o dużej pojemności przy niewielkich wymiarach, a także takie, które mają mniejszą pojemność, ale można je obciążać większym prądem.


Już tutaj widać, że akumulatory litowo-żelazowe mają kilka kluczowych cech:
Inne napięcie punktu środkowego
Długi okres przechowywania
Szerszy zakres temperatur pracy, obejmujący niższe temperatury.

Magazynują jednak nieco mniej energii niż akumulatory litowo-jonowe.

Więcej informacji można znaleźć w Wikipedii, ale żeby nie przeciążać czytelnika, przytoczę stamtąd tylko porównanie.

1. LiFePO4 zapewnia dłuższą żywotność niż inne rozwiązania litowo-jonowe;
2. W przeciwieństwie do innych akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory LiFePO4, podobnie jak niklowe, mają bardzo stabilne napięcie podczas rozładowania. Może to znacznie uprościć, a nawet wyeliminować konieczność stabilizacji napięcia w obwodach.
3. Dzięki stałemu napięciu wyjściowemu 3,2 V cztery akumulatory można połączyć szeregowo, uzyskując napięcie znamionowe 12,8 V, zbliżone do napięcia znamionowego sześciocelowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. W połączeniu z dobrymi właściwościami bezpieczeństwa akumulatorów LFP sprawia to, że mogą one być dobrym zamiennikiem akumulatorów kwasowo-ołowiowych.
4. Zastosowanie fosforanów pozwala uniknąć kosztów związanych z kobaltem i problemów środowiskowych.
5. LiFePO4 ma wyższy prąd szczytowy (a biorąc pod uwagę stabilność napięcia — także moc szczytową) niż LiCoO2.
6. Gęstość energii (energia / objętość) nowego akumulatora LFP jest o około 14% niższa niż w przypadku nowych akumulatorów litowo-jonowych.
7. Akumulatory LiFePO4 mają niższą szybkość rozładowania niż akumulatory kwasowo-ołowiowe lub litowo-jonowe. Ponieważ szybkość rozładowania określa się jako procent pojemności akumulatora, wyższą szybkość rozładowania można uzyskać w akumulatorach o większej pojemności (większej liczbie amperogodzin).
8. Ze względu na wolniejszy spadek gęstości energii po pewnym czasie eksploatacji ogniwa LiFePO4 mają już większą gęstość energii niż ogniwa LiCoO2 i litowo-jonowe.
9. Ogniwa LiFePO4 tracą pojemność wolniej niż ogniwa litowo-jonowe (LiCoO2 [tlenek litowo-kobaltowy], LiMn2O4 [litowo-manganowy spinel])
10. Jedną z ważnych zalet w porównaniu z innymi rodzajami akumulatorów litowo-jonowych jest stabilność termiczna i chemiczna, która znacznie zwiększa bezpieczeństwo akumulatora.
11. Odporność na mróz. Na przykład dla akumulatora ANR26650M1-B firmy A123 Systems podano zakres temperatur od -30°C do 55°C podczas pracy oraz od -40°C do 60°C podczas przechowywania.


Przejdźmy jednak do przedmiotu recenzji. Tym razem mamy do czynienia z akumulatorami chińskiej firmy Soshine, choć określenie „firma” jest tu nieco na wyrost, bo dla mnie firma to coś w rodzaju Samsung, Sanyo, Sony, LG itp.
Akumulatory zamawiałem w Gearbest i na AliExpress, ale w praktyce okazało się, że są identyczne, a nawet ich ceny były zbliżone. W obu przypadkach zestawy były dodatkowo zapakowane w matową torebkę.


Opakowanie to dość jaskrawy blister.


Na opakowaniu podano parametry:
Napięcie znamionowe — 3,2 V
Pojemność znamionowa — 700 mAh
Prąd ładowania — 300 mA (normalny), 600 mA (szybki). Zakończenie ładowania przy 3,6 V
Maksymalny prąd rozładowania — 1,2 A, odcięcie przy 2,0 V.

Podane parametry nie do końca zgadzają się z tymi na stronie sklepu, ale o tym nieco później.


W zestawie są nie tylko akumulatory. Dołączono też plastikowe pudełko do przechowywania i dwie „atrapy”, czyli obudowy bez zawartości, ale o takim samym rozmiarze.


Cztery akumulatory leżały osobno, a „atrapy” znajdowały się w pudełku. Z zewnątrz wyglądają schludnie, przynajmniej dopóki nie przyjrzeć się im bliżej.


Przy dokładniejszym oglądzie widać, że nadruk jest nieco rozmazany, a całość prezentuje się gorzej niż produkty markowe.
Bardziej zainteresowało mnie jednak coś innego. Na pierwszym zdjęciu widzicie dużą wartość 700 mAh, a na drugim, drobnym drukiem, min. 550 mAh, czyli wyraźnie mniej niż 700.
Biegun dodatni jest taki jak w zwykłych akumulatorach bez nazwy — mały „guzik”.

„Atrapy” wyglądają niemal identycznie, różnią się napisem „Connector”. Chodzi o to, że napięcie jednego akumulatora jest niemal takie samo jak napięcie dwóch zwykłych baterii, a same akumulatory mają rozmiar AA. Dlatego do zastąpienia baterii można użyć jednego akumulatora i jednej atrapy, ale tylko wtedy, gdy wkładamy je do urządzenia zasilanego parzystą liczbą baterii. W przypadku nieparzystej liczby napięcie będzie albo za niskie (1 akumulator i 2 atrapy), albo za wysokie (2 akumulatory i jedna atrapa).


Wymiary rzeczywiście są niemal zgodne z deklarowanymi 14 × 50 mm. Długość jest nieco większa, ale to raczej przez kawałek taśmy izolacyjnej przyklejony do bieguna ujemnego.
Na opakowaniu napisano, że ważą 27 g. Nie wiem, skąd ta rozbieżność, ale moje ważyły 17 g, a „atrapa” nawet mniej niż 5 g.


Ponieważ do pracy z takimi akumulatorami potrzebna jest odpowiednia ładowarka, której nie mam, musiałem zbudować taką oto konstrukcję, w której zwykła ładowarka służyła jedynie jako uchwyt.
Akumulator był przy tym podłączony do uniwersalnego obciążenia elektronicznego, które jednocześnie go ładowało. Na szczęście można je ustawić na dowolne wymagane napięcie.


Przejdźmy do testów.
Test przeprowadzono przy prądzie rozładowania 0,2C, czyli 140 mA. Akumulator ładowałem prądem 300 mA, zgodnie z zaleceniami producenta.
Podczas testu zmierzyłem pojemność przy rozładowaniu do 2,8, 2,5 i 2,0 V.

Otrzymałem taki oto wykres, dość nietypowy po zwykłych akumulatorach litowo-jonowych. Akumulatory litowo-żelazowe mają bardziej płaską charakterystykę rozładowania i przez większość czasu zapewniają dość stabilne napięcie. Pod tym względem przypominają nieco akumulatory niklowe. W akumulatorach litowo-jonowych spadek napięcia jest zwykle bardziej wyraźny.
Zwrócę też uwagę na dwa inne, nietypowe zjawiska:
1. Zaraz po odłączeniu prądu ładowania napięcie na zaciskach akumulatora gwałtownie spada do około 3,28–3,3 V, czego nie obserwuje się w akumulatorach litowo-jonowych.
2. Po osiągnięciu 3,0–3,1 V napięcie spada dość szybko, a poniżej 2,5 V wykres robi się niemal pionowy.

Ostatecznie uzyskałem następujące wyniki testu:
1. Pojemność przy rozładowaniu do 2,8 V — 520 mAh
2. W zakresie 2,8–2,5 V — 10 mAh
3. W zakresie 2,5–2,0 V — 4 mAh.

Wyniki pokazują, że:
1. Pojemność nie odpowiada deklarowanej i wynosi maksymalnie 534 mAh.
2. Nie ma sensu rozładowywać poniżej 2,8 V, bo różnica wyniosła zaledwie 14 mAh.


Jest jednak pewne drobne usprawiedliwienie: prąd końcowy ładowania wynosił nie 30 mA, lecz 100 mA, ponieważ moje obciążenie nie pozwala ustawić mniejszej wartości.
Z drugiej strony, nawet gdyby to coś dało, byłoby to niewiele, bo charakterystyka ładowania również mocno różni się od tej typowej dla akumulatorów litowo-jonowych:
1. Tutaj także występuje „półka”, na której napięcie akumulatora zmienia się bardzo powoli.
2. Po osiągnięciu ustawionych 3,6 V prąd gwałtownie spada, więc obniżenie progu odcięcia dałoby niewielki efekt.
3. Ponieważ pod koniec ładowania prąd bardzo szybko maleje, ładowanie akumulatora trwa wyraźnie krócej niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych, w których faza CV może być stosunkowo długa.
Ładowanie akumulatora o pojemności 534 mAh prądem 300 mA trwa około 1 godziny i 55 minut. Moim zdaniem to całkiem dobry wynik, bo przez większość czasu akumulator ładuje się pełnym prądem w trybie CC, co skraca czas ładowania.
Do ładowania zużyto przy tym 550 mAh, więc mamy:
„Pobrano” — 534 mAh, czyli 1,693 Wh
„Wprowadzono” — 550 mAh, czyli 1,880 Wh.
Energetyczna „sprawność” akumulatora wyniosła około 90%.


Potem przetestowałem drugi akumulator, dla porównania.
Wynik jest nieco lepszy: całkowita pojemność wyniosła 546 mAh, czyli 1,737 Wh, a do ładowania zużyto 562 mAh, czyli 1,917 Wh. „Sprawność” również wyniosła 90%.


Potem trochę mnie poniosło i postanowiłem sprawdzić, czy coś da „formowanie”. Jak można się było spodziewać, nie uzyskałem lepszego wyniku.
W kolejnym teście brał udział pierwszy akumulator. Drugi cykl dał 540 mAh zamiast 534 mAh, czyli różnica wyniosła około 1%.
Następnie od razu powtórzyłem ten test przy tych samych parametrach. Wyniki niemal całkowicie się pokryły, różnica wystąpiła tylko podczas ładowania i wyniosła zaledwie 2 mAh. Przy okazji sprawdziłem, czy wyniki testu mojej ładowarki są powtarzalne, bo czasem Opus, Liitokala czy iMax potrafią podać różne wyniki w dwóch lub trzech kolejnych testach.


A teraz testy przy większym prądzie rozładowania i ładowania.
Ładowanie prądem 600 mA i rozładowanie prądem 600 mA.
486+29+17=532 mAh, czyli 1,607 Wh, „sprawność” – 85%


Prąd ładowania zostawimy bez zmian, za to prąd rozładowania zwiększymy do 1,2 A. Taki prąd producent podaje jako maksymalny prąd ciągły akumulatora.
Wykres i charakterystyka rozładowania wyraźnie się zmieniły. Wcześniej akumulator oddawał niewiele energii w zakresie 2,0–2,8 V, a teraz wartości na tym odcinku są większe.
Ostatecznie otrzymałem:
Rozładowanie – 426+59+26=511 mAh, czyli 1,472 Wh, „sprawność” – 81,5%


Pod koniec testu rozładowania prądem 1,2 A zrobiłem zdjęcie termowizyjne. Można powiedzieć, że akumulator jest zimny. W zasadzie można by przeprowadzić test przy jeszcze większym prądzie, ale napięcie wyraźnie wtedy spada i takie użycie traci sens.


Ostatni test przeprowadziłem po wszystkich poprzednich, żeby sprawdzić, czy po kilku cyklach z różnymi parametrami cokolwiek się zmieniło.
Okazało się, że w zasadzie nie ma różnicy: w pierwszych trzech testach uzyskałem 534 i 540 mAh, a teraz 543 mAh. Różnica mieści się raczej w granicach błędu pomiaru przyrządu.


Na koniec mogę powiedzieć, że akumulatory nie osiągnęły nawet minimalnej podanej pojemności 550 mAh, nie mówiąc już o deklarowanych 700 mAh.
Oczywiście można ich używać i myślę, że całkiem dobrze się sprawdzą, na przykład przy wymianie baterii w urządzeniach zasilanych przez 2 baterie AA.
Trzeba jednak pamiętać, że takie akumulatory wymagają odpowiedniej ładowarki.

Przy okazji testów zdobyłem też trochę dodatkowego doświadczenia i informacji o specyfice akumulatorów litowo-żelazowych. Sam ten typ jest całkiem niezły, szkoda tylko, że w tym przypadku wykonanie nieco rozczarowuje.

To już wszystko. Jak zwykle chętnie odpowiem na pytania i poczytam komentarze. Może ktoś poleci ciekawsze akumulatory w tym rozmiarze i za rozsądne pieniądze.