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標題: 18650 鋰離子充電電池的心得 [打印本頁]

作者: toobadorz    時間: 2019-7-7 03:24     標題: 18650 鋰離子充電電池的心得

本帖最後由 toobadorz 於 2019-7-27 03:25 編輯

下面要說的是我為手電筒購買/挑選/使用 18650 鋰離子充電電池的心得。

18650 鋰離子充電電池(以下簡稱 18650 電池),顧名思義的話,就是指它的直徑 18mm(18),高度 65mm(65),外觀是圓柱形的(0)。

18650 電池因為廣泛被市場所使用,需求量大,所以許多技術很好的電池廠如 Panasonic/Sanyo, Murata/Sony, Samsung, LG, MOLICEL 都有生產,選擇很多,部分常用的型號相信也廣為人知。

截至目前(2019年7月)為止,18650 電池最高容量仍是 3400~3500mAh 左右,就我所知的較好選擇有 Sanyo NCR18650BF/BL/BG/GA,LG INR18650 MJ1/M36,Samsung INR18650-35E/36G,Sony US18650VC7,以及之後可能會推出的 MOLICEL INR-18650-M35A。

這些高容量 18650 電池雖然都是由一線大廠所生產,但之間仍有些差異。扣除不知道什麼時候上市的 MOLICEL INR-18650-M35A,剩餘的以我經驗來說的話:





這樣水準的高容量 18650 其實出現在市場上已經近四年了,網路上已經可以找到不少比較測試,我認為沒有什麼需要額外多測的,也不想再花錢每種都買一些來測試比較,因為我個人偏好泛用性和表現極佳的 Sanyo NCR18650GA,也已屯了很多,雖然它是其中最貴的(各位還是可以考慮性價比,買其他的)。

台灣電池廠能元(MOLICEL)的 INR-18650-M35A 還沒上市,但它號稱可 15A 放電,看似又勝過 Sanyo NCR18650GA,也值得期待。


既然最高容量的 18650 如何選擇其實已很明確,那另一個疑問就是如何選擇高放電的 18650 電池了。


具有 15~20A 以上放電能力的 18650 電池當然是有在進步,最近一次容量上的跨越就是從 2500~2600mAh(LG INR18650 HE2/HE4,Samsung INR18650-25R,Sony US18650VTC5,Sanyo UR18650NSX) 進步到 3000mAh(LG INR18650 HG2,Samsung INR18650-30Q,Sony US18650VTC6)。

3000mAh 的這三顆電池上市也有幾年了,網路上一樣有很多比較可供參考。我自己的經驗是:




上面提到的這三顆 3000mAh 左右的電池雖然適用 15~20A 的負載,但是如果真需要用到 20A 或以上連續放電的話,仍需要注意在溫度過高的時候停止放電,不然有其危險性。其實這也就表明了,20A 或以上連續放電還是需要用能力更強的電池比較合適且安全。這一兩年來,市場上也的確出現了其他放電能力更強又有還不錯容量的電池,但它們之間的性能差異如何,卻缺乏完整的比較,這也是我花了大量時間做了實驗想要和大家分享的。


那麼廢話不多說,先看恆電流放電的結果:







為什麼 MOLICEL INR-18650-P26A 會有兩條曲線,且略有差異呢?因為我買到的這顆電池就是個體之間略有差異,我猜這是因為不同批次混在一起,但電池廠正在不斷試圖調整配方造成的:



相對而言,我直接和代理商 NPE 買到的 MOLICEL INR-18650-P28A 因為是同一批次,一致性就很不錯:



我在買到的 16 顆 Samsung INR18650-25S 上也遇到有一顆比較突出,其他的一致性幾乎完美的情況,推測也是類似原因:






再來是恆功率放電至 3V 的結果:












18650 有足夠多的好電池廠做的型號,能讓人在不同電流/功率需求下有不同的好選擇,不像我先前 16340/18350 心得文提到那樣,最好的選擇幾乎始終只有一個。因此我無法簡單的直接告訴各位用哪顆電池最好,只能提供我從市面上買到的這些可能的最佳選擇的比較結果,方便各位自行判讀。(可惜的是我沒有找到 Murata US18650VTC6A 和 Samsung INR18650-24S 可買,未免有遺珠之憾)


但文章當然不是到這裡就結束了。


我們是玩手電筒的,但是一般手電筒通常不會需要從單顆 18650 電池要 20A 以上的電流,倒是有使用到 FET 直驅方式的電路會對電池有高要求。我在近期有使用這樣類型電路的 TLF/BLF/LUMINTOP FW3A(18650 x1,FET+1+7 電路) 和 Emisar D18(18650 x3,FET+1+13 電路)做了不同電池表現的比較,能讓各位對電池的選擇有點感覺。


首先在不同 LED 的 FW3A 上,實驗第 130/150 階亮度。我施加了足夠的風冷讓它不會因過熱而觸發溫控降檔。這個亮度由 8 顆 7135 驅動,其實幾乎就是將電池以以 0.35 x 8 = 2.8A 的電流放電到 LED 在這功率下的驅動電壓 Vf,過程中維持 LED 端的恆電流(= 2.8A),額外的電池電壓則由電路直接浪費/消耗掉變成熱。電池電壓低於 Vf 之後,自然就無法維持恆亮了。需要注意的是,各電池能維持恆流的續航時間比例可不見得是它們標稱容量的比例。







同樣地,在 D18 上,實驗它的第 100/150 階亮度。這個亮度由 14 顆 7135 共同驅動。




再來是實驗 FW3A 的第 143/150 階亮度。同樣施加了足夠的風冷讓它不會因過熱而觸發溫控降檔。這個亮度就有用到直驅,因此亮度不恆定,亮度/續航時間完全由電池放電能力/容量來決定。





(我無法在日亞版 FW3A 上做這個實驗,因為在這個亮度上它的發熱太大了,即使將溫控溫度調到極限並施加強力風冷,還是無法阻止它因過熱而降檔)

同樣地,在 D18 上,實驗它的第 125/150 階亮度。這個亮度一樣有用到直驅。




最後是不同電池在 FW3A 和 D18 幾個不同檔位上表現出來的峰值亮度:












我個人對電池放電測試結果的心得:


  • Sanyo NCR18650GA:20W 以下的功率表現很好,在這些電池中能放出最多的能量,雖然放電電壓比起高放電電池仍差一截,但也足夠高。這表示它很適合一般低於 2000 流明的單 18650 電池產品(如果 LED 的光效不會太差的話,這亮度範圍對電池功率要求理應接近 20W)。

  • Samsung INR18650-30Q:15A/40W 以下放電時的高性價比選擇,在這範圍內確實稍微遜色於 Sony US18650VTC6,但差異不大,實用上大概感覺不太出來就是。

  • Sony US18650VTC6:一樣是 15A/40W 以下放電時的好選擇,功率更高一點到 50W 的時候也還不錯,這功率下和 Samsung INR18650-30Q 的差異就變明顯了。目前的價格似乎比較正常,是很具泛用性的電池。

  • Sony US18650VTC5A:到 50W 以上的功率時,它比 VTC6 的放電電壓要更高一籌,這大概也是為什麼電子菸市場曾把它的價格炒得還更高的原因。但現在已經有更好的選擇了。

  • Sony US18650VTC5D:像是 VTC5A 的改進版本,放電的電壓更高,容量也更高,是個好電池,也是 50W 以上功率的最佳選擇之一。

  • MOLICEL INR-18650-P26A/P28A:都是能元科技的產品,放電表現都不錯,也是 50W 以上功率的最佳選擇之一,但部分 P26A 的容量與表現堪比甚至勝過 P28A,有點讓人不知道該賭賭手氣買 P26A 或是乖乖用更高的價格買 P28A,有點尷尬。

  • LG INR18650 H26:很好的新款高放電電池,也是 50W 以上功率的最佳選擇之一,但是正極帽蓋偏軟,比較容易凹陷,而凹陷的帽蓋可能會導致電池內部安全裝置(卸壓閥)無法正確運作,使用上需要注意。

  • Samsung INR18650-25S:容量和 Sony US18650VTC5A 差不多,但是放電能力好很多,到 60W 以上功率時放電電壓仍能維持得很好,明顯比其他較高容量的比較對象更高。

  • Samsung INR18650-20S:大概是目前市場上放電能力最強的 18650 電池了,只是容量偏低。(但還是比以前要進步了,過去真正可 30A 以上連續放電的 18650 電池都不到這種容量)


我個人對這些電池在直驅手電筒上測試的心得:


  • Sanyo NCR18650GA:亮度表現雖然落後一大截,但沒有想像中差,也還堪用,因為亮度比較低,發熱因此明顯比較低是個亮點(?)。

  • Samsung INR18650-30Q:亮度表現高一級。

  • Sony US18650VTC6 與 MOLICEL INR-18650-P26A/P28A:亮度表現再高一級,算是同一水準。讓人驚訝的是 MOLICEL 的電池並沒有略勝一籌,這也許是因為他們的電池在一開始放電的瞬間壓降比較大的原因。

  • LG INR18650 H26 與 Sony US18650VTC5A:亮度表現更高一些,差不多是同一水準,但 H26 的容量更高。

  • Sony US18650VTC5D:亮度表現再高一點點。

  • Samsung INR18650-25S:亮度又更高些,有著還可以接受的容量和很強的放電能力,這顆電池很不錯。

  • Samsung INR18650-20S:亮度最高,但容量也最低,各位可以參考續航曲線比較得知,它在中低亮度和其他電池的續航時長比例差異。



就這樣,本文到此結束。

作者: toobadorz    時間: 2019-7-7 13:03

修訂:在最後部分補上個人心得,方便不明白怎麼解讀圖表的人有些概念。

但那只是我個人的解讀,仍然建議看實驗結果圖表會比較準確。
作者: lusan_senna    時間: 2019-7-7 15:30

看了拉拉兄的文章後,
終於能放心的將日亞版的 FW3A
由原本的 18650GA 換成 VTC6 了...
今天之前一直害怕會燒壞它~~
作者: toobadorz    時間: 2019-7-25 23:02

剛發現當時測得的 FW3A 流明數都偏高,因為忘了乘上以標準燈校正的係數,現在已全數修正。
作者: Jasen    時間: 2020-3-9 21:41

先感謝前輩辛苦測試

最近手癢從網路上入了一隻Emisar D18 3000K

我看他有註明一定要用無保護版的凸頭電池

這是小弟第一次接觸18650的手電筒

原本電池心裡是打算買18650GA(似乎是微凸)

不知道前輩用18650GA測試的時候是原廠的直上嗎

不過苦惱於不知道哪裡可以買到真正安全的正品

若是不追求極亮的情況下

最普通的18650B凸頭版到底能不能用在這隻手電筒上

會挑這個型號完全是因為有BSMI認證

若是不考慮從海外寄回電池

還有甚麼管道可以買到上面那幾種電池嗎

網拍上太多人賣了

都不知道哪家貨是安全的

國產的能元科技也搜尋不到哪裡買

另外充電器目前暫時是打算買XTAR VC4S
作者: toobadorz    時間: 2020-5-10 23:52

本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-10 23:59 編輯

5# Jasen

你好,抱歉這麼久了才注意到我這篇文有人回覆提問

1. 我測試 D18 的時候用的 NCR18650GA 是正極有點焊尖頭的,約 67mm 長。其實這款電池因為正極微凸,不必點焊尖頭就可以用,但因為要比較的其他電池都是純平頭,必須點焊尖頭才能用,所以為了公平起見,我測 D18 時是全都用尖頭的。

2. 哪裡有真正安全的正品嗎?坦白說我也不敢推薦,因為鋰電池這種東西就是有風險存在,我大多是直接從大陸買,偶爾要求快就只能賭賭運氣找找網拍上比較有信譽,差評少的賣家了。

3. 市場上 NCR18650B 有 BSMI 的價格就明顯貴一大截,全台據說沒幾個有真正送驗,因為送驗是要錢的,所以就要從買家身上賺回來。我個人是已經不會買這款過時的電池,但如果只是在 D18 上一般使用的話,應該還是可以的。

4. 在台灣要零買 MOLICEL 的電池也還真的有點不便,我當時一開始是找了幾個 MOLICEL 的電子信箱詢問他們能不能零賣一些給我,不過都是杳無音訊。後來沒奈何,就改寄信詢問他們的總代理商 N-Power Energy 能寶科技 (NPE),幾經波折,總算零買到了一些。現在他們已經有 FB 專頁,可以試著問問看。或者你也可以直接聯繫 NPE 授權販售他們電池的 Vapcell(在深圳),只是那樣要自己想辦法集貨從大陸運過來。

5. 充電器的選擇務必參考 HKJ 的一系列評測:https://lygte-info.dk/info/roundCellChargerIndex%20UK.html 。不過他的結論和給分一向寫得很寬容,所以最好要看看內文,不要直接跳到結論。
作者: peter_cheng001    時間: 2020-5-15 00:12

5# Jasen

一般來說  不要過充過放
應該都是安全的

我自己除了 GA  也喜歡用 VTC6
作者: FTICR    時間: 2020-5-22 22:19

我看這個影片,發現三星INR18650-35E 在容量和定電流放電 壓降表現都不錯,是否能加入比較或是評論呢? 謝謝!
https://www.youtube.com/watch?v=qMZuHMlRw_0

另外台灣(拍賣上的電池店家)比較好買到的高容量通常是Sanyo 18650GA,這有什麼原因嗎?
(像是三星INR18650-35E只有少數賣家賣,感覺是小批散貨,我也不知道品ˋ質穩不穩定)
作者: toobadorz    時間: 2020-5-23 19:23

本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-23 19:31 編輯

8# FTICR

你好,他的影片我曾看過,但有些奇怪或我覺得不妥之處。

他測試容量使用的是 Opus 的 BT-C3xxx 系列充電器,這台充電器放電測試容量的電流偏低,截止電壓不到 2.5V,且精度不夠,也不是用真四線方式接觸電池,不太適合拿來作容量相近的電池之間的比較。

35E 測出來的容量不到 3300mAh 其實很有問題,表示儀器有問題,或這電池可能是舊批次,或不足容的 B 品,或者存放不恰當容量衰退等等。我還沒遇過全新真品 35E 低電流放電,容量會低於 3400mAh 的。

他用來測試的 GA 電池是加工上尖頭的,但這挺有問題,因為尖頭是否是用點焊上去,點焊的好或不好,會對內阻和壓降影響差很多。我注意到他測試 10A 負載的時候,GA 電壓跌到只有 3.34V,但在我的 10A 放電曲線上可以看到,初期 GA 的電壓是超過 3.5V 的。另外,他同樣 10A 負載的時候測得 30Q 電壓只有 3.34V(和 GA 一樣!?),這是很誇張的低的數字,至少在我的測試,和 HKJ 的測試,都可看到初期 30Q 在 10A 放電的電壓是超過 3.8V 的。

而且測試承受負載之後短時間的壓降其實不見得代表實際使用情況,有的電池一開始壓降較大,但能維持這樣的電壓放電好一陣子,有時這反而更好。這端看用電的設備電路設計了。

至於為什麼我沒有把 35E 放在比較對象裡面,原因也很簡單,因為我過去測試自己實際買到的電池經驗是,35E 容量比 GA 略高一些,但官方額定只有 8A 連續放電確實有其原因,因為他的壓降比較大,發熱也比較嚴重,而我又不想屯太多種不同電池,所以現在手上已經沒有新批次全新 35E 可供比較了。
作者: FTICR    時間: 2020-5-23 22:52

9# toobadorz

你好,非常感謝解說!

確實 GA (和那些回收重封裝的電池可忽略)有點焊尖頭可能壓降不準,但容量上他都用同一台儀器測試,所以我想應該還是有參考價值? (相對值是可參考的)

我主要對 35E 有興趣的是,在那位 Youtuber 測試中,中電流 (1~5A) 放電甚至高電流 (他只對 35E 測到9A) 的情況,35E 的壓降表現和標榜大電流輸出的幾顆表現差不多,又有 3000 多 mAh 大容量,簡直是容量和動力兼具的電池? 請問您對 35E 做的壓降測試比他做的測試表現差嗎?

平常我也喜歡用 GA 當作行動電源或手電筒電池,但 GA 最大問題還是壓降有點大,尤其在串聯幾顆的狀況下壓降更是顯著。
作者: toobadorz    時間: 2020-5-23 23:35

本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-23 23:37 編輯

10# FTICR

其實那台 Opus 的機器我也有兩台,測容量是不太準的,例如同顆新品大廠電池放在它同個槽位重複多次測試容量,卻會得到動輒差到 100mAh 以上的結果。但如果用電子負載加上真四線電池架,測到的差異就小得多。它用來取樣電流的電阻精度不夠,又沒有消除接觸電阻的影響,就是這種結果

35E 是不錯的高容量電池,但要說它同時堪比其他高放電的電池,大概沒那麼理想?你可以使用 HKJ 的工具自行比較兩者的放電曲線:https://lygte-info.dk/review/bat ... 18650comparator.php

Clipboard01.png

Clipboard02.png

或是參考 Mooch 的 35E 測試:https://www.e-cigarette-forum.co ... -8a-battery.773473/

圖片附件: Clipboard01.png (2020-5-23 23:35, 147.67 KB) / 下載次數 326
https://wii.tw/~fogerdis/attachment.php?aid=115244&k=0b1a28aa6e2f9c90ce470d55c01b1251&t=1732327094&sid=3sswpP



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https://wii.tw/~fogerdis/attachment.php?aid=115245&k=38266d8973fa067bd9c949105579a951&t=1732327094&sid=3sswpP


作者: FTICR    時間: 2020-5-24 02:26

我了解了,

那張 GA 和 35E 的放電曲線確實看起來 35E 只有在初期比較好,ˋ中後期 GA 較佳,尤其大電流更為顯著。

真的非常謝謝您的分享和解釋!
作者: peter_cheng001    時間: 2020-6-1 10:59

GA  35E 我都有好幾打
基本上來說 GA 用在 Olight X7 上比 35E好很多
作者: kaoch    時間: 2020-10-6 11:46

11# toobadorz
你好!! 最近想自組54.6V 13S 98AH 的電池組
有 2台機器 ITECH IT5101 加上 JBC-A40L(鋰電池動力電池芯大電流充放電測試機), 想知道您的建議
另外電池芯容量和充放電匹配的問題是否能用內阻來做為最初的一個選配的考慮重點?




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