返回列表 回復 發帖

18650 鋰離子充電電池的心得

18650 鋰離子充電電池的心得

本帖最後由 toobadorz 於 2019-7-7 13:14 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:

  • LG INR18650 MJ1 容量一般,雖然號稱 10A 放電,但你真的這樣用的話,它的發熱有點太高了,不太好用。

  • Samsung INR18650-35E 和 Sony US18650VC7 容量高,容易買到 3500mAh 足容的,但放電能力到 7~8A 左右就差不多了,泛用性不夠好。

  • LG INR18650 M36 和 Samsung INR18650-36G 是比較新的型號,但不知道是否因為電池廠還在調整配方的關係,之前的實驗沒有像預期的達到 3600mAh,放電能力也一樣普普通通,還不如同電池廠,品級好的 LG INR18650 MJ1 和 Samsung INR18650-35E。

  • Sanyo NCR18650BF/BL 可說是多年以前就推出的 NCR18650B 的後繼版本,容量相近的情況下提升了電池放電能力,但還是 NCR18650GA 各方面都要更勝一籌。目前 NCR18650GA 品級好的確實有 3500mAh 足容,且體質很好,可以撐得住 10~12A 的負載,加上正極是微凸的大圓頭,要串聯時可以直接和另一顆電池的負極直接接觸,非常好用,泛用性高。NCR18650BG 就是特斯拉 18650,可以 10A 放電,其實和容易買到的/品級一般的 Sanyo NCR18650GA 水準幾乎一樣,使用上最大的差異大概就是正極沒有突出,不好直接串聯。NCR18650BG 這顆電池在市場上有賣家另外自行包上熱縮膜的版本出售(這款電池生產出來是不包膜的),價格非常便宜。

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:

  • LG INR18650 HG2 雖然是三者中最早上市的,但是曾有一段時期零售市場上完全無貨,在那之後可以買到的貨色品質就有所下降,容量不足容,放電能力也略有差異,讓人不太滿意。

  • Samsung INR18650-30Q 是三者中性價比最高的,比較容易用合理價格買到製造日期新又品級好的。

  • Sony US18650VTC6 是三者中效能最好的,但這前提是你要能買到製造日期新又品級好的,否則的話,不如買 Samsung INR18650-30Q。比較早以前的批次似乎容量衰退的有點快,加上電子菸市場會炒這顆電池的價格,過去的性價比有點低,但我近期買到的,熱縮膜上標示改為 Murata 的新貨色似乎有所改善,因此我自己目前買新電池時在這三者中還是選擇 US18650VTC6。

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,先看恆電流放電的鶞G:







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)


但文寎S然不是到這裡就鶚穭F。


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鶞G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的心得:


  • Sanyo NCR18650GA:亮度表現雖然慏後一大截,但沒有想殠中差,也霹堪用,因為亮度比較低,發沎因此明顯比較低是個亮點(?)。

  • Samsung INR18650-30Q:亮度表現坨一級。

  • 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:亮度表現再坨一點點。

  • Samsung INR18650-25S:亮度又更坨些,有著霹可以踇受的容量和很強的放電能力,這鞭電池很不h。

  • Samsung INR18650-20S:亮度最坨,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。



就這樣,本文到此鶚禲C
4

評分次

修訂:在最後鬗痐W個人心得,方便不明白怎麼讀圖表的人有些懅念。

但那只是我個人的讀,仍然建議看鶞G圖表會比較準確。
看了拉拉兄的文堳,
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~~
喜歡光明..
排斥黑暗...
希望有陜會能為UFO點亮著路燈.....
返回列表 回復 發帖