ТЕСТ А123 APR 18650M1A

Проверка как ведет себя аккумулятор  APR18650M1A компании А123, LiFePo4 структуры при перезарядах, разрушениях, перегревах, коротких замыканиях и т.д.

Представляем Вашему статью на основе вольного перевода статьи от NASA по тестированию LiFePo4 аккумуляторов размера 18650. Поскольку NASA проверяло эти аккумуляторы "для себя", то и "поиздевалось" над ними как могло, проверяя в самых экстремальных режимах. Ну, а нам это как раз и интересно.

Введение.

Тестируемые аккумуляторы - ячейки компании А123, LiFePo4 структуры.
Модель - APR18650M1A.
Масса - 39.26 г. (92Вт/кг).
Диапазон рабочих напряжений от 2 В до 3.6 В.

1. Зависимость ёмкости от количества циклов.

Как видно, после 450 циклов при токе разряда 1С и зарядном 1.8С ёмкость упала всего на 1%.

После 174 циклов при разряде 10С и заряде 1.8С падение ёмкости 5%.

После 103 циклов при разряде 20С и заряде 1.8С падение ёмкости 17%.

После 104 циклов при разряде 27С и заряде 1.8С падение ёмкости 28%.

2. Следующий тест будет проверкой, как быстро изнашиваются LiFePo4 аккумуляторы при зарядке повышенным током.

Как видим, при токе зарядки равном 10С, емкость снизилась на 46% за 108 циклов.

При токе зарядки равном 22.7С, емкость снизилась на 50% через 76 циклов.

3. Следующий тест - влияние температуры на выходное сопротивление и ёмкость.

Как видим, при температурах ниже нуля, идет резкий рост выходного сопротивления аккумулятора. При повышенных температурах выходное сопротивление меняется мало.

Ёмкость при минус 30 градусах Цельсия снижается более чем вдвое.

Далее исследуем, как будут себя вести аккумуляторы при различных экстремальных воздействиях.

1. Проверка работы при повышенном давлении.

Потеря герметичности для аккумуляторов размера 18650 произошла при давлении около 500psi или 34 атмосферы, взрыв при давлении около 800psi или 54 атмосферы.

2. Эмуляция внутреннего короткого замыкания.

Температура поднялась не выше 110 гр.С.
При аналогичном тесте аккумуляторов размера 26650 температура не поднималась выше 85 гр.С.

3. Поджаривание аккумуляторов.

Что видим на графике. 
Разрушение (выдавливание внутренностей) произошло при температуре около 150...160 гр.С.
При этом, напряжение на аккумуляторе практически не падало.
Даже после разрушения аккумулятора температура не поднималась выше 200гр.С, кроме одного экземпляра, где было 280 гр.С.

4. Внешняя закоротка аккумулятора.

Напряжение после закоротки упало примерно до 1В и держалось таким около 25 секунд. При этом ток в момент включения был 125А, в дальнейшем около 85А в течение этих 25 сек. Затем напряжение и ток, естественно, упали до нуля - аккумулятор разрядился.
При этом температура не поднялась выше 125 гр.С. и аккумулятор не был разрушен.
Т.е. тест прошел.

5. Тест на перезаряд.

Аккумулятор вначале был заряжен до 3.6В, а затем в него начали "пихать" ток 1.1А до тех пор пока он не вышел из строя.
Как видим, напряжение на аккумуляторе при явном перезаряде поднялось до 5В (при норме 3.65В) и держалось на таком уровне достаточно долго. В это время росла температура, максимальное значение которой составило около 70 гр.С.
Отказ аккумулятора произошел в виде разрыва цепи (скачек напряжения на графике) и прекращения заряда.
При этом обычно происходит срыв верхней крышки аккумулятора.

При зарядке последовательной пачки из нескольких аккумуляторов возможен не только срыв крышки, но и разрушение корпусов аккумуляторов. Вероятность этого тем больше, чем больше ток перезаряда.
Ниже пример для ячейки размером 26650.

Ниже пример последовательного разрушения пачки из семи аккумуляторов.