Аккумулятор ZNTER 18650 3.7V 1500mAh USB Rechargeable. Лепим "даташит" на коленке

Кратко: литий-ионный аккумулятор с функцией зарядки через порт Micro-USB на корпусе. В целом неплохой.
Емкость соответствует заявленной 1500 мА*ч (5,55 Вт*ч).
Может давать до 2.50 А во внешней цепи в процессе длительного разряда.
Выше 2.60 А — уход в защиту.
Ток потребляемый в процессе заряда через встроенный порт от 0.30 до 0.52 А. Время полного заряда 3.5-4 часа. Так же может быть заряжен в обычных ЗУ для литий-ионных АКБ.
Есть режим сквозной зарядки (функция ИБП).
Внутри — литий-ионный рулон из электродов: <анод>графит на меди и <катод> пластик на алюминии (99% — это няшный LiCoO2) + платка управления.

Недостатки:
— емкость примерно в 2 раза меньше «обычных» 18650;
— не высокотоковый;
— цена.
Достоинства:
— нет необходимости в приобретении ЗУ для 18650;
— нет необходимости везде и всюду (отпуск, командировка, дача) таскать с собой отдельное ЗУ для 18650;
— можно использовать в маломощных устройствах в режиме ИБП (источника бесперебойного питания), постоянно подключенного к электросети.

На mysku.club есть обзоры на ZNTER 9В (типа «Крона») от Порошина (мне кажется, он более интересен и понятен, чем предшествуюший обзор датчанина) и ZNTER АА 1.5В.

Внимание! Большинство изображений в данном материале КЛИКАБЕЛЬНЫ.

1. Введение

Давайте сразу же расставим точки над «i».
1) Отмазка. Предлагаемый материал является относительно кратким отчетом о мини-исследовании, выполненном в домашних условиях на имеющемся оборудовании. По целому ряду причин (начиная с невозможности сделать какую-либо статобработку ввиду малости выборки — 2 экз. устройства на испытаниях), он не претендует на какое-либо наукообразие.
2) Вопрос о нужности/ненужности данной штуковины предлагается вынести в обсуждение. Так же как о причинах, побудивших автора заинтересоваться подобного рода устройствами в различных форм факторах (всех имеющихся у ZNTER, кроме 9В типа элемента «Крона»).
Сейчас уже получены ZNTER 1.5В формата D, C и AA. Третий месяц ползет 1.5В AAA.
3) К вопросу о доступности такого рода устройств от ZNTER. Формально, на Али они есть все. И даже заказать это все можно. Дальше начинается котовасия. Продавцы начинают тянуть с отправкой, потом (через 7-10 дней) предлагают продлить время обработки заказа… Отказываешься, смотришь в других магазинах или вообще на других ресурсах. В результате: 18650 пришел с banggood.com, D и C — с ebay.com, AA и AAA(который пока в пути) — с aliexpress.com.
4) И еще один момент. Кто-нибудь видел «даташит» (data sheet, «справочный лист») от производителя на ZNTER 18650? Я искал оный на английском, но, наверное, плохо искал. Хотя он с вероятностью 100% существует на китайском.
Но не суть. Просто, что бы было слегка интереснее, есть предложение сделать этот самый «даташит» самим. Понятно, что это будет не настоящий data sheet, а «игрушечный».

Внимание!
Можно сразу перейти в пункт 5. Вместо заключения: «даташит» на коленке. Все, что накорябано до того — это попытка автора доказать, что пункт 5 взят не с потолка.:)


2. Каким он будет, этот самый data sheet («даташит»)?

А как они выглядят эти самые «даташиты» на АКБ 18650? На все распространенные модели от ведущих вендоров их несложно найти. В «интернетах», конечно же, где же еще?;). Есть даже специализированные ресурсы типа alldatasheet.com. Но ёж птица ленивая, пока не пнешь не полетит мы их искать не будем. А найдем известный обзор от г-на kirich. Там есть ссылка на архив с 11 data sheet 18650 от Панасоника, Самсунга, LG и др.
Начинаем внимательно по диагонали их разглядывать. Все они разные по содержанию, по объему (от 1 до 15 стр.) и по оформлению. Есть «мурзилки» с кучей цветастых графиков, а есть только с текстом и таблицами. Но есть нечто, что их объединяет. Я долго не мог понять что…
Пока не открыл (в который раз) спецификации на LG HE4 (в мирУ — «банан» или «цыпленок»).
И тут я понял — это 0.2C!

В талмуде по HE4 этот график представлен первым и вынесен на отдельную страницу.
Более того, далее видим страничку с мультиграфиком и табличкой, иллюстрирующими процесс разряда при разных значениях тока: 2.5А, 5А, 10А, 15А, 25А, 30А… И только 0.5А вендор упрямо обозначает аки «0.2C».

Значит, «0.2C» — это архиважно.

Но почему?
Возвращаемся на предыдущую страничку даташита. Гуглим непонятную аббревиатуру «IEC 61960». И скачиваем файл в формате pdf.

Оказывается, это международный стандарт на «Портативные литиевые аккумуляторы и аккумуляторные батареи». Текст там технический, на простеньком английском. Читается легко и без словаря…
Но можно поступить еще проще и скачать ГОСТ Р МЭК 61960-2007. Это IEC 61960-2003, переведенный на русский и утвержденный в качестве внутрироссийского стандарта.

Вот и открылась «великая тайна» тока, равного 0.2C… То, что производители и поставщики обозначают как «C», это то, что в стандарте обозначается I(t).
I(t) = C(5)/1А, где C(5) – так называемая номинальная емкость, выраженная в А*ч.
«Номинальная емкость C(5) – количество электричества, указанное производителем, которое может отдать аккумулятор или батарея при 5-часовом разряде в условиях заряда, хранения и разряда, установленных в 7.2.1.» А в п.7.2.1 ток заряда равен 0.2C и ток разряда равен 0.2C, ну или 0.2I(t). Ежели прочитать предлагаемые документы целиком, то можно узнать, что ток заряда и ток разряда в ходе всяко-разных испытаний всегда должен быть 0.2C. Ну, кроме одного частного случая — кому интересно найдут сами.
Или, совсем по-простому и с циферками: если на термоусадке этой штуковины написано «1500mAh», то любой свежий экземпляр данного устройства должен в ходе испытаний показать емкость как минимум 1500mAh, ежели его заряжать при силе тока 0.3А и разряжать на постоянном токе 0.3А (электронная нагрузка).
Там есть еще один забавный момент: так называемое «номинальное напряжение». Оказывается это «подходящее приблизительное значение напряжения, используемое для идентификации аккумулятора или батареи». Словосочетание «подходящее приблизительное значение» в регламентирующем документе лично у меня ничего кроме умиления не вызывает, ну да ладно…
Во как, только для идентификации. Т.е. пиши чего хошь: 3.6, 3.7В или 3.8В — по барабану. Это всего лишь означает «некий литий-ион», коих как собак нерезанных, кроме (пока) LiFePO4.

Вобщем, все понятно.
Тем паче, что цели ясны, задачи определены. За работу, товарищи! ©

3. Тесты

3.1. Измерительное и вспомогательное оборудование. Калибровки и сверки

Калибровка производилась по ИОН на AD584KH , где он был проверен на В7-21.

ZY1270 по ИОН

Производитель YZXStudio USB meter ZY1270 заявляет
Accuracy: Voltage 0.1%+2d; Current 0.2%+2d; Ah capacity 0.5%; Wh capacity 0.5%
Вот, что намерил датчанин на более вменяемом оборудовании (но оборудование — не суть, главное — его осмысленное использование ):


ZKE ebd-usb+ по ИОН


Общая табличка

Примечание: ZY1270 ниже 3 В не работает.

В качестве «холдера» для АКБ использовалась вот такая штуковина, идея которой подсмотрена у все того же датчанина.

На фото в держателе обозреваемая девайсина, в разьеме USB («мама») — ZY1270. Понятно, что в энту самую «маму» можно воткнуть что угодно, имеющее на борту USB-A («папа»), например ту же самую флешку нагрузку от ZKE. Струбцина, на базе коей все сделано, обозревалась здесь. Куплена в Леруа за 220 рэ.
Датчанин утверждает, что его система с медными контактами вместе с проводами и ихними оконечностями (которые он ленится ваять-паять, а покупает в местной лавке — его слова) дает падение напряжения менее 0.01В на токах вплоть до 5А. Думаю, в моей пилотной версии держателя для АКБ пока не все так радужно.;)

ZKE ebd-usb+ по ZY1270 (ток)
Устройства были соединены последовательно, электронная нагрузка была подключена к ноутбуку.

На ноутбуке была запущена софтина от ZKE в режиме Auto Test
или «ступеньки»: от 0.1 до 2.0А с шагом 0.1А и временем задержки 60 с.

Результаты — в таблице. Величины тока по ZKE приведены в том виде, в каком они записываются в файл. Значения, измеренные посредством ZY1270, округлены до 4 значащих цифр.

Следует отметить на удивление хорошую сходимость результатов.
В принципе, в качестве источника было бы более правильно использовать некий лабораторный БП (которого у меня нет) в режиме стабилизации по напряжению любой достаточно свежий «обычный» 18650 от вменяемого вендора, тогда бы напряжение не так плыло в пределах одной «ступеньки». Но надо отдать должное качеству стабилизации по току у данной электронной нагрузки. Показания ZY1270 по току были неустойчивы только в крайнем правом (пятом) регистре. На токах до ~1 А в этом регистре наблюдались циклические колебания в пределах 1-2 единиц, на токах ~1.5-2.0 А они уже доходили до 3-5, особенно вначале 60-секундного замера. Но так как было сделано округление показаний «амперметра» ZY1270 (правда, по другой причине: «Voltage 0.1%+2d» от вендора), на данных из таблицы это фактически не сказалось.

3.2. Заряд через встроенный порт Micro-USB

Это, собственно, единственная фича данной АКБ от ZNTER. Если в случае ZNTER 9В есть дополнительная плюшка в виде жесткой стабилизации по напряжению от начала разряда батареи и вплоть до полного окончания оного, то в данном случае этого нет. Как будеть показано ниже, этот ZNTER ведет себя точно так же как остальные 18650 с защитой.
Во время заряда светится красный светодиод, расположенный рядом с портом. После окончания заряда (4.2 В) он погасает. Такая система индикации используется на всех АКБ ZNTER такого типа.
Полный заряд максимально разряженного устройства (после того как сработала встроенная защита от переразряда) занимает на 2-х разных экземплярах устройства 3 ч. 35 мин. и 3 ч. 55 мин. Я проверял несколько раз — время повторяется с точностью до нескольних минут. Возможно, они отличаются по внутреннему сопротивлению. Кривые заряда от цикла к циклу в общем-то однотипны, но могут отличаться в ньюансах.


ZNTER может заряжаться в обычных ЗУ для литий-ионных АКБ. Проверено на LiitoKala lii-100 и lii-500.
Так же есть режим сквозной зарядки (функция ИБП).
Можно, к примеру, сделать вот так:

Шутка юмора, конечно. Но с другой стороны, сквозной зарядки у lii-100 отродясь не было. Так штаааа...;) Но имейте ввиду, что если по какой-либо причине произойдет отключение потрбителя от lii-100, то повторное использование этого устройства в режиме «банки силы» возможно только после «перезагрузки» АКБ в держателе LiitoKala.

3.3. Максимальный ток разряда

АКБ полностью заряжена и НЕ подключена к ЗУ через порт Micro-USB. До 2.6А все работает. При попытке увеличить ток нагрузки еще на 0.1А срабатывает защита.


АКБ полностью заряжена и подключена к ЗУ через порт Micro-USB. До 2.9А все работает. При попытке увеличить ток нагрузки еще на 0.1А срабатывает защита.


3.4. Момент окончания разряда

Встроенный контроллер отключает подачу напряжения на электроды, когда оно достигает величины 2,20-2,30 В. На малых токах (~0.10А) это происходит при U = 2,30 В. Когда батарея разряжается значительно быстрее, отключение происходит с небольшим запаздыванием.


Что бы как-то унифицировать кривые разряда в программе от ZKE было выставлено ограничение — при разности потенциалов 2.50 В нагрузка отключалась.

3.5. Разряд током 0.2C. Проверка на соответствие заявленной емкости

Если Вы не понимаете, о чем идет речь в пункте 3.4, пожалуйста, хотя бы бегло, ознакомьтесь с длинным и нудным разделом «2. Каким он будет, этот самый data sheet («даташит»)?»

Итак, кривые разряда двух подопытных током 0.3А (ток -красн. линия). Ибо такая сила тока и есть 0.2C для заявленной емкости 1500 мА*ч.

И, те же данные, но по оси абсцисс уже отложена емкость (мА*ч), а не время.

Я провел контрольные замеры на ZY1270

Результаты похожие, ZKE завышает по емкости на ~4%, по энергии на ~2%.
С вероятностью 99% ZY1270 врет меньше, чем ZKE. Логика простая: скорее всего и то и другое устройство используют для расчета этих величин самые примитивные методы интегрирования по прямоугольникам или трапециям тыц. Но ZY1270 делает 3 измерения в минуту, а ZKE — одно в 2 минуты, т.е. в 6 раз реже.
С другой стороны, разряд при использовании ZKE происходит в более контролируемых условиях (жесткая стабилизация по току), чем в случае «нагрузки с крутилкой», изображенной на фото выше под спойлером…

Можно констатировать, что емкость этого устройства ~1665 mAh и энергозапас ~6.14 Вт*ч (по ZKE). Ну, или практически ровно 1600 mAh и 6.0 Вт*ч (по ZY1270).
Почему же на ZNTER 18650 написано не 1600, а лишь 1500 mAh? (ответ под спойлером)


3.6. Разряд токами 0.50 — 2.50 А

Следует обратить внимание на кривую разряда при 2.50 А. На самом деле, давать такую нагрузку на столь хилое устройство — это не есть хорошо. Напомню, что выше 2.6 А даже срабатывает защита.

4. Вскрытие


5. Вместо заключения: «даташит» на коленке

Плюсы-минусы есть в шапке.
Если чего упустил — поправьте.
А здесь только таблички и сводные графики.
Тех. описание будет на английском. Это какбэ большой привет китайским товарищам из ZNTER от Муськи.





Спасибо за внимание.