Klaus - Pon 19 Lis, 2018 Temat postu: Pomiary pojemności i żywotności ogniw 2016r vs. 2018r Witam, w związku z szerzącą się informacją dotyczącą mniejszej skuteczności ogniw starszych niż 18 msc-y postanowiłem przeprowadzić test. Jest to mój pierwszy temat założony w tej sekcji i mam nadzieję, że nie ostatni. Na ruszt rzucone zostały ogniwa Panasonic PF. 
Opiszę krótko plan testu oraz podzielę się wynikami : 1) Dobór ogniw 2) Badanie RW za pomocą sprzętu Applent AT525 Wyniki : Akumulatory wybrane do testów : Panasonic NCR18650-PF RW@1000Hz < 24,22mOhm @20'C (Applent AT525) CH1 - 8523C CH2 - 8523C CH3 - 8523C CH4 - 8523C RW@1000Hz < 25,12mOhm @20'C (Applent AT525) CH5 - 6803D CH6 - 6803D CH7 - 6803D CH8 - 6803D Gdzie C i D klasa rezystancji wewnętrznej. 3) Pierwszy cykl i badanie temperaturowe ogniw przy rozładowaniu 10A Wyniki : Od lewej CH1 od prawej CH8 CH1-CH4 2018r CH5-CH8 2016r Czas startu procesu rozładowania różni się, gdyż cellki nie osiągnęły 100% naładowania (4,2V 50mA cut-off) w tym samym czasie. T_0 = 22,0'C Dla 1 cyklowania. T_1max = 64,7'C --- prawdopodobnie chłodzenie wynikające z turbulencji wentylatorów serwerowych sprzętu pomiarowego. T_2max = 66,8'C T_3max = 67,1'C T_4max = 67,5'C T_5max = 67,3'C T_6max = 67,4'C T_7max = 67,3'C T_8max = 66,9'C Film : https://drive.google.com/file/d/15RtpM22uFhzCB4Gp-JDa3E6zQJ2QGjv4/view?usp=drivesdk Wyniki cyklowania ogniw: Pojemność początkowa: CH1 - 2803 mAh CH2 - 2824 mAh CH3 - 2818 mAh CH4 - 2837 mAh CH5 - 2765 mAh CH6 - 2797 mAh CH7 - 2784 mAh CH8 - 2784 mAh Średnia pojemność 2018 : 2820 mAh Średnia pojemność 2016 : 2782.5 mAh Różnica : 37.5 mAh Spadek pojemności po 20 cyklach: CH1 - 56 mAh - Błąd gruby wynikający z chłodzenia przez zewnętrzne wentylatory. CH2 - 69 mAh CH3 - 68 mAh CH4 - 65 mAh CH5 - 55 mAh CH6 - 57 mAh CH7 - 59 mAh CH8 - 60 mAh Średnia utrata pojemności 2018 : 67,3 mAh Średnia utrata pojemności 2016 : 57,8 mAh Spadek pojemności po 40 cyklach: CH1 - 88 mAh - - Błąd gruby wynikający z chłodzenia przez zewnętrzne wentylatory. CH2 - 160 mAh - Uszkodzenie akumulatora CH3 - 121 mAh CH4 - 128 mAh CH5 - 100 mAh CH6 - 123 mAh CH7 - 144 mAh CH8 - 123 mAh Średnia utrata pojemności 2018 : 136 mAh Średnia utrata pojemności 2016 : 122,5 mAh Spadek pojemności po 80 cyklach: CH1 - 109 mAh - Błąd gruby wynikający z chłodzenia przez zewnętrzne wentylatory. CH2 - Uszkodzony CH3 - 147 mAh CH4 - 159 mAh CH5 - 128 mAh CH6 - 145 mAh CH7 - 180 mAh CH8 - 157 mAh Średnia utrata pojemności 2018 : 153 mAh Średnia utrata pojemności 2016 : 152 mAh RW po 80 cyklach (1kHz, 20'C): Applent AT525 CH1 - 24,0mOhm CH2 - 25,0mOhm CH3 - 24,6mOhm CH4 - 23,9mOhm CH5 - 24,3mOhm CH6 - 24,5mOhm CH7 - 24,5mOhm CH8 - 24,9mOhm Jeśli chodzi o RW metodą techniczną nie posiadam aktualnie wystarczająco precyzyjnego sprzętu pomiarowego aby dane uzyskane z pomiarów były rzetelne. Można je obliczyć z datalogu gdzie będą obarczone niepewnością pomiarową rzędu : +/- 0,2% +/- 0,0005A w zakresie prądowym oraz 0,05% w zakresie napięciowym. Datalog znajdziecie na dysku w linku poniżej. WNIOSKI Nie zauważono drastycznych różnic pomiędzy akumulatorami 2016 a 2018. Akumulatory 2018 są nieznacznie bardziej pojemne niż 2016, różnica jest na poziomie 30-40mAh czyli ok 1.5% pojemności więcej. Akumulatory 2018 posiadają szybszy spadek pojemności w pierwszych 40 cyklach. Różnice w spadkach są na tyle małe, że wyciąganie dalszych wniosków z pomiarów nie ma większego sensu. Wnioski dodatkowe Temperatura ogniwa przy rozładowaniu 10A ma kluczowy wpływ na żywotność. Przy niewielkim przepływie powietrza na kanale 1 zaoserwowaliśmy spadki rzędu 5'C co wygenerowało praktycznie 25-30% mniejszą utratę pojemności na ogniwie. Skąd wogóle pojawiła się koncepcja o ogniwach starych i efektach starzeniowych w ogniwach Li Ion. Kiedyś... w technologii LiMnO2 czyli litowo manganowej (dla ogniw wysokoprądowych) materiał katodowy ulegał degradacji w trakcie magazynowania. Zjawisko te w znacznym stopniu zostało ograniczone w technologiach NCA oraz NMC, które obecnie dominują na rynku pod znaczkiem NCR (Nickel, Cobalt, Manganese). 
Zamieszczam link do folderu Gdrive ze screenami rozładowań i utraty pojemności. https://drive.google.com/folderview?id=1j-jQxfgpfBSi-oV2Ph_H3IdxU95I1pmr Inc0 - Pon 19 Lis, 2018 Dobra robota ,ale prosiłbym żeby wnioski końcowe sformuowac w formie zrozumiałej dla laików bo nie kazdy posiada wykształcenie elektroniczne badz duża wiedze z tego zakresu i z tej przyczyny nie kazy potrafi wyciagnac wnioski z wykresów leszcz - Pon 19 Lis, 2018 Nie znam się ale wniosek raczej oczywisty -=> temperatura max idendyczna, utrata pojemności - nieznacznie mniejsza (lepiej) dla starszych ogniw 
WojtekErnest - Wto 20 Lis, 2018 Dobry i obiecujący materiał porównawczy. Jeśli będziesz miał możliwości zrób jeszcze na egz. pomiar RW metodą stalopradowa, techniczną. Oczywiście pomiar metodą AC jest obiektywny i zgodny z notkami producentów, odzwierciedla KONSTRUKCJE ogniw, ale pomiar obciazeniowy RW daje inne, z reguły gorsze wyniki. A konstruktorzy pakietów równoległych bardziej zwracają uwagę na ten rodzaj pomiaru. borsuk - Wto 20 Lis, 2018
Z tych pomiarów wnioski trzeba sobie wyciągnąć samodzielnie. Brak podsumowania wyników, co w takich zestawieniach powinno być regułą. W dodatku autor nic nie wspomina w jaki sposób ogniwa były przechowywane. radasss - Pią 23 Lis, 2018 Autorze ! Wspomnij o sposobie przechowywania ogniw ( czy miały sucho i ciepło czy może bidulki leżały bezładnie w barłogu piwnicy ) bo wszyscy jesteśmy kompletnie zdezorientowani i nawet ci którzy regularnie hejtują na elektroda.pl są w czarnej d... i brak im powodów do dalszego hejtu. Oczywiście to sarkazm. Klaus - duże gratki za robotę. borsuk - Pią 23 Lis, 2018
Ja zaraz wspomnę. Sprowokowany przez „fachowców”, których niezwykle zachwyciły te szczegółowe wyniki pomiarów wykonanych specjalistycznym sprzętem, przedstawię sposób w jaki zwykły przeciętny użytkownik może dokonać oceny pojemności ogniw. Wystarczy posłużyć się metodą porównawczą. Mierzone ogniwa podłączamy do amatorskiej ładowarki, w moim przypadku to był Imax B8+. Ponieważ przy takich pomiarach olbrzymią rolę odgrywa oporność styków trzeba do ogniw przylutować wyprowadzenia o identycznej długości i średnicy drutu. W moim przypadku była to plecionka z czystej miedzi o przekroju 1,5 mm2. Wybieramy losowo próbkę ogniw (im liczniejszą tym lepiej), ja ograniczyłem się do 2 szt. ogniw każdego rodzaju. Ogniwa ładujemy tym samym prądem do tego samego napięcia np. 1,5A do 4,1V. Robimy długą przerwę, aby temperatura ogniw się wyrównała. Następnie rozładowujemy ogniwa tym samym prądem do tego samego napięcia np. 2A do 3,0V. Ładowarka musi być nagrzana, cały czas włączona. Otrzymane wyniki: 1. Sanyo GA „nowe” seria 5X19 prod.10.2015 2440 mAh 2. Sanyo GA „nowe” seria 7317 prod.03.2017 2437 mAh 3. LG EBMJ1 demontaż seria R042B112A1 prod.02.2018 2714 mAh 4. Samsung 25R „nowe” seria 2F34 prod.03.2015 2067 mAh Ogniwa Sanyo były zakupione przeze mnie we wrześniu 2018, LG w listopadzie 2018, Samsung w październiku 2015. Te ostatnie były przechowywane przeze mnie w temperaturze pokojowej (która w lecie dochodziła do 26 st C). Pora teraz na wnioski i podsumowanie wyników (już słyszę rechot „fachowców”  ).
Dla ogniw Sanyo otrzymałem identyczne wyniki, chociaż różnią się datą produkcji o 16 miesięcy. Potwierdzają się wyniki uzyskane przez Klausa. Wygląda, że ogniwa Sanyo się nie starzeją, ale czy rzeczywiście? Ogniwa LG z bieżącego roku mają jednak wyższą pojemność o 10%, a katalogowo powinny mieć zbliżoną. Może to kwestia niewłaściwego przechowywania ogniw Sanyo z 2017 r., które leżakowały gdzieś na słońcu? Tu teoria na temat wpływu temperatury i napięcia przechowywania na pojemność ogniw Li-ion: https://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_store_batteries Klaus - Pią 23 Lis, 2018 Hej, Zarzuty oczywiście przyjmuje na klate : - Wnioski napisze po 220 cyklach za jakies 2 tygodnie jak maszyna się wyrobi. Noe chcialem wysnuwac ich zbyt pochopnie. - Co do przechowywania... Nie lezaly w zapyziałej piwnicy, natomiast nie mam ich (tych starszych) od 2016r wiec niestety nie powiem wam jaka jest ich historia przez ostatnie 2 lata. (Od Maja 2018 leżą w 20'C) wcześniej- nie wiem. -Borsuk porownywanie w ten sposob ogniw jest ok, jesli charakterystyka tj. Krzywa rozładowania jest podobna. Niektore ogniwa moga miec wiecej pojemnosci w roznych zakresach napiec. Swiadczy to o tak zwanym terminie SoC - tj. (ANG. State of Charge). Juz tlumacze dlaczego to jest istotne. Jesli stworzylbys urzadzenie, ktore odczytuje napiecie na ogniwie a nastepnie po napieciu ocenia stan naladowania ogniwa (patrz wszystkie manetki ze wskaznikiem led lub komputerki z %) to takie urządzenie bedzie sie myliło jeśli nie wystroisz go pod odpowiedni pakiet (zlozony z ogniw o konkretnej krzywej rozładowania). WojtekErnest - Sob 24 Lis, 2018
A możesz przy okazji zrobić im pomiar RW ? borsuk - Nie 25 Lis, 2018
Tą ładowarką niestety nie, musiałbym zmierzyć metodą z rezystorem, albo dwoma. Prawdę mówiąc na razie nie bardzo mi się chce, a takie pomiary nie są zbyt dokładne, ale spróbuję w przyszłym tygodniu. Klaus - Czw 29 Lis, 2018 Aktualizacja wyników pomiaru na 80 cykli. Uważam że jest to wystarczająca ilość cykli aby dokonać porównania i dojść do konkretnych wniosków. borsuk - Sob 01 Gru, 2018
Zmierzyłem "chałupniczo" RW przy pomocy rezystora 4R 5% dla 3szt. każdego typu. Wyniki wyszły mi o dziwo bardzo powtarzalne. Sanyo GA obie serie 0,061 R LG EBMJ1 0,064 R Samsung R25 0,047 R Klaus - Wto 11 Gru, 2018 Wyniki zostały zaktualizowane dla 80 cykli i do takiej ilości ograniczam test. Następne na ruszt idą Sanyo GA. fineasz - Śro 12 Gru, 2018 Co oznacza 'uszkodzenie akumulatora'? Po 20 cyklach padło ogniwo pod 10A? Klaus - Śro 12 Gru, 2018
Tak. Napiecie nagle siadło do 1.5V i system wyrzucił error i przestał cyklować. Po naładowaniu działa normalnie natomiast uznałem te sytuacje za patologiczną. Tak nie powinno sie dziać. |
||||||||||||||||||||
