Soshine 14500 Lifepo4 Battery Kit 700 mAh

Сьогодні в моєму огляді йтиметься про акумулятори, але не звичні Li-ion, а LiFePO4.
Загалом вони дуже схожі, але насправді мають набагато більше відмінностей, ніж може здатися на перший погляд, і я спробую про це розповісти.


Для початку трохи про те, що це взагалі таке.
Нині великою популярністю користуються поширені літій-іонні акумулятори. Вони стоять у наших смартфонах, планшетах, електронних сигаретах, шуруповертах і навіть автомобілях.
Звісно, вони мають переваги — малий струм саморозряду, велику ємність, хорошу струмовіддачу, — але не позбавлені й недоліків.
Частково деякі недоліки усунено в акумуляторах, у яких як матеріал катода використовується LiFePO4 і які називають літій-залізо-фосфатними, хоча набагато частіше — просто літій-залізними або літій-ферумними.

Для приблизного порівняння я накидав таблицю на основі даних із Вікіпедії. Звісно, вона не відображає всієї картини, адже літій-іонних акумуляторів є багато різних: наприклад, одні мають напругу 3.7 Вольта, інші — 3.85. При цьому одні акумулятори більше орієнтовані на велику ємність за малих габаритів, а в інших, навпаки, ємність нижча, зате їх можна навантажувати більшим струмом.


Але навіть тут видно, що літій-залізні акумулятори мають такі ключові особливості:
Інша напруга середньої точки
Тривалий термін зберігання
Ширший діапазон робочих температур у бік від’ємних значень.

Водночас вони запасають дещо менше енергії, ніж літій-іонні.

Більше інформації є у Вікіпедії, але, щоб не перевантажувати читача, наведу звідти лише порівняльну частину.

1. LiFePO4 забезпечує довший термін служби, ніж інші літій-іонні технології;
2. На відміну від інших літій-іонних акумуляторів, LiFePO4, як і нікелеві, мають дуже стабільну напругу розряду. Це може значно спростити або навіть усунути потребу в регулюванні напруги в колах.
3. Завдяки постійній вихідній напрузі 3.2 В чотири акумулятори можна з’єднати послідовно, щоб отримати номінальну вихідну напругу 12.8 В, що наближається до номінальної напруги свинцево-кислотних акумуляторів із шістьма елементами. Це, разом із хорошими характеристиками безпеки акумуляторів LFP, робить їх потенційно вдалою заміною свинцево-кислотним акумуляторним батареям.
4. Використання фосфатів дає змогу уникнути витрат на кобальт і пов’язаних із ним екологічних проблем.
5. LiFePO4 має вищий піковий струм (а з огляду на стабільність напруги — пікову потужність), ніж LiCoO2.
6. Питома щільність енергії (енергія / об’єм) нового акумулятора LFP приблизно на 14% нижча, ніж у нових літій-іонних акумуляторів.
7. Акумулятори LiFePO4 мають нижчу швидкість розряду, ніж свинцево-кислотні або літій-іонні. Оскільки швидкість розряду визначається у відсотках від ємності акумулятора, вищої швидкості розряду можна досягти в акумуляторах більшої ємності (з більшою кількістю ампер-годин).
8. Через повільніше зниження щільності енергії після певного часу експлуатації елементи LiFePO4 вже мають більшу щільність енергії, ніж LiCoO2 і літій-іонні.
9. Елементи LiFePO4 повільніше втрачають ємність, ніж літій-іонні (LiCoO2 [оксид літію-кобальту], LiMn2O4 [літій-марганцева шпінель])
10. Однією з важливих переваг порівняно з іншими видами літій-іонних акумуляторів є термічна та хімічна стабільність, що істотно підвищує безпеку батареї.
11. Морозостійкість. Наприклад, для акумулятора ANR26650M1-B виробника A123 Systems заявлено температурний діапазон -30°C ... 55°C для роботи та -40°C ... 60°C для зберігання.


Але перейдемо до предмета огляду. У цьому випадку матимемо справу з акумуляторами китайської фірми Soshine, хоча поняття «фірма» тут дещо перебільшене, адже особисто для мене фірма — це щось на кшталт Samsung, Sanyo, Sony, LG тощо.
Замовляв я акумулятори на Гербесті й AliExpress, але фактично виявилося, що вони повністю ідентичні, навіть ціна була приблизно однакова. В обох випадках набори додатково загорнули в матовий пакет.


Упаковка — досить яскравий блістер.


На упаковці зазначені характеристики:
Номінальна напруга — 3.2 Вольта
Номінальна ємність — 700мАч
Струм заряджання — 300мА (звичайний), 600 мА (швидкий). Завершення заряджання при 3.6 Вольта
Максимальний струм розряду — 1.2 Ампера, вимкнення при 2.0 Вольта.

Характеристики подекуди дещо не збігаються з тими, що вказані на сторінці магазину, але про це трохи пізніше.


У цьому випадку продається не лише комплект акумуляторів: у комплекті також є пластмасова коробочка для зберігання та пара «пустушок», тобто корпусів без начинки, але такого самого розміру.


Чотири акумулятори лежали окремо, а «пустушки» — у коробочці. Зовні мають охайний вигляд, щоправда, поки не придивишся уважніше.


При детальнішому розгляді видно, що шрифти дещо розмиті, та й загальний вигляд гірший, ніж у брендових.
Але мене більше зацікавило інше. На першому фото ви бачите, що великими цифрами вказано — 700 мА·год, а на другому фото дрібним шрифтом — min. 550 мА·год, що помітно менше за 700.
Плюсовий контакт, як у звичайних безіменних, — маленький «пуп’янок».

«Пустушки» зовні майже один в один, відмінність — у написі Connector. Річ у тім, що напруга одного акумулятора майже збігається з напругою двох звичайних батарейок, а самі акумулятори мають розмір AA. Тому для заміни батарейок можна використати один акумулятор і одну пустушку, але лише якщо їх встановлюють у пристрій, що працює з парною кількістю батарейок. Якщо ж кількість непарна, напруга буде або замалою (1 акумулятор і 2 пустушки), або завеликою (2 акумулятори й одна пустушка).


Розмір справді майже збігається із заявленими 14х50мм, довжина трохи більша, але це, найімовірніше, через шматочок ізоляційної стрічки, приклеєний до мінусового контакту.
На упаковці було написано, що вони важать 27 грамів. Не знаю, де помилка, але в моєму випадку вони важили 17 грамів, а «пустушка» — взагалі менше п’яти.


Оскільки для роботи з такими акумуляторами потрібен відповідний зарядний пристрій, якого в мене немає, довелося спорудити ось таку конструкцію, де звичайний зарядний пристрій слугував просто тримачем.
При цьому акумулятор був під’єднаний до універсального електронного навантаження, яке його й заряджало. На щастя, його можна налаштувати на будь-яку потрібну напругу.


Переходимо до тестів.
Тест проводився за струму розряджання 0.2С, що становить 140 мА. Акумулятор при цьому заряджався струмом 300 мА, як рекомендував виробник.
Під час тесту фіксувалася ємність за розряджання до 2.8, 2.5 і 2.0 Вольта

У результаті я отримав ось такий графік, досить незвичний після звичайних літій-іонних акумуляторів. Річ у тім, що літій-залізні акумулятори мають пологішу характеристику розряджання й більшу частину часу забезпечують досить стабільну напругу. У цьому вони трохи схожі на нікелеві акумулятори. У літій-іонного ж напруга зазвичай помітніше падає.
Але, крім того, зазначу ще два незвичні моменти:
1. Одразу після вимкнення зарядного струму напруга на клемах акумулятора різко падає приблизно до 3.28-3.3 Вольта, чого не буває з літій-іонними.
2. Після 3.0-3.1 Вольта напруга падає досить швидко, а після 2.5 Вольта графік узагалі йде майже вертикально.

У результаті я отримав такі результати тесту —
1. Ємність за розряджання до 2.8 Вольта — 520 мА·год
2. В інтервалі 2.8-2.5 Вольта — 10 мА·год
3. В інтервалі 2.5-2.0 Вольта — 4 мА·год.

Результати свідчать про те, що:
1. Ємність не відповідає заявленій і становить максимум 534 мА·год.
2. Розряджати нижче 2.8 Вольта немає сенсу, адже різниця становила лише 14 мА·год.


Щоправда, є невелике виправдання: струм завершення заряджання становив не 30 мА, а 100, оскільки моє навантаження не дає встановити менше значення.
З іншого боку, навіть якби це щось дало, то зовсім небагато, адже характеристика заряджання також сильно відрізняється від звичайних літій-іонних акумуляторів:
1. Тут також є «поличка», коли напруга на акумуляторі змінюється дуже повільно
2. Після досягнення встановлених 3.6 Вольта струм дуже різко падає, тому зменшення порога вимкнення додало б зовсім небагато.
3. Через те, що наприкінці заряджання струм дуже швидко падає, час заряджання акумулятора помітно менший, ніж у літій-іонних, де ділянка режиму заряджання CV може бути відносно великою.
У результаті заряджання акумулятора ємністю 534 мА·год струмом 300 мА триває близько 1 години 55 хвилин. На мій погляд, це дуже непогано, адже більшу частину часу акумулятор заряджається повним струмом у режимі CC, що й скорочує час заряджання.
При цьому на заряджання пішло 550 мА·год, і в результаті маємо —
«Зняли» — 534 мА·год або 1.693 Вт·год
«Залили» — 550 мА·год або 1.880 Вт·год.
Енергетичний «ККД» акумулятора при цьому становив близько 90%


Після цього я поставив на тест другий акумулятор для порівняння.
Тут результат трохи кращий: загальна ємність — 546 мА·год або 1.737 Вт·год, на заряджання пішло 562 мА·год або 1.917 Вт·год, «ККД» ті самі 90%.


Далі я просто захопився, вирішивши спочатку подивитися, чи дасть щось «тренування». Але, як і очікувалося, нічого кращого я не отримав.
У наступному тесті брав участь перший акумулятор, і другий цикл дав 540 мА·год замість 534 — різниця близько 1%,
Потім я одразу повторив цей тест ще раз за тих самих параметрів — майже все збіглося, різниця була лише під час заряджання, усього 2 мА·год. Заодно перевірив свій зарядний пристрій на повторюваність результатів тесту, адже іноді Опуси, Літокали, Аймакси грішать тим, що два-три послідовні тести дають різні результати.


Ну а далі — тести з більшим струмом розряджання та заряджання.
Заряджання струмом 600 мА і розряджання струмом 600 мА.
486+29+17=532 мА·год або 1.607 Вт·год, «ККД» — 85%


Струм заряджання залишимо попереднім, а струм розряджання збільшимо до 1.2 Ампера. Для акумулятора цей струм заявлений як максимальний тривалий.
Графік і розрядна характеристика помітно змінилися: якщо раніше акумулятор у діапазоні 2.0–2.8 Вольта віддавав зовсім небагато, то тепер на цій ділянці значення стали більшими.
У підсумку отримали:
Розряджання — 426+59+26=511 мА·год або 1.472 Вт·год, «ККД» — 81.5%


Наприкінці тесту з розряджанням струмом 1.2 Ампера я зробив термознімок. Можна сказати, що акумулятор холодний. Загалом можна було б провести тест і з більшим струмом, але напруга помітно просідає, і сенс такого використання втрачається.


Ну і останній тест я провів після всіх попередніх, щоб перевірити, чи взагалі щось змінилося після кількох циклів із різними параметрами.
Виявилося, що по суті різниці немає: у перших трьох тестах я отримав 534 і 540 мА·год, а тепер — 543 мА·год. Різниця, найімовірніше, у межах похибки приладу.


Наостанок можу сказати, що акумулятори не дотягнули навіть до мінімального заявленого значення ємності — 550 мА·год, не кажучи вже про задекларовані 700.
Використовувати їх, звісно, можна, і, думаю, цілком успішно — наприклад, для заміни елементів живлення в пристроях, де встановлено 2 батарейки AA.
Але слід пам’ятати, що для таких акумуляторів потрібен відповідний зарядний пристрій.

Заодно під час тестів я отримав невеликий додатковий досвід і дізнався про особливості літій-залізних акумуляторів. Сам по собі такий тип доволі непоганий, шкода, що в цьому випадку реалізація трохи підвела.

На цьому в мене все. Як завжди, буду радий запитанням і просто коментарям. Можливо, хтось порадить цікавіші акумулятори такого розміру за прийнятні гроші.