Аккумуляторы для электронных парогенераторов - статья для начинающих

Статья для тех, кто только недавно погрузился в мир вейпинга и пока плохо представляет какие подводные камни он в себе таит. Я постараюсь рассказать о том, как не нарваться на неприятности, ведь неправильные аккумуляторы и неисправные зарядники, чаще всего становятся причиной трагичного вейпа, с печальными последствиями как для парильщика, так и для индустрии в целом. Прочтение нижеизложенной информации не сделает вас экспертом по ионно-молекулярной химии, но даст элементарный набор базовых знаний и общих представлений об аккумуляторах для электронных сигарет. 

Форматы аккумуляторов
Все наверное знают чем отличается обычная гальваническая батарейка ААА от батарейки D, в профессиональной терминологии ААА и D — это типоразмер батареи, соответствующий определённому стандарту. Для литиевых аккумуляторов введена упрощённая и логичная система маркировки типов и размеров аккумуляторов. Формат обозначается пятью цифрами, например:
 

• 10440/14500/14650/16340/17335/17500/17670/18350/18490/18500

Первые две цифры обозначают диаметр аккумулятора в миллиметрах, следующие три — высоту в миллиметрах. То есть формат 18350 — говорит нам о том что диаметр аккума составляет 18 мм, а высота 3.5 сантиметра, 26650 — диаметр 2.6 см, высота 6.5 см. и так далее…

Классификация аккумуляторов по химическому составу

Я не буду перечислять все типы химии которые встречаются в современных аккумуляторах, ограничусь только теми что используются в электронных сигаретах.
 

• Lithium IMR или сокращённо Li-Mn — Литий Марганцевые(Lithium Manganese)

• Lithium Ion сокращённо Li-Ion — Литий Ионные

• Lithium polymer сокращённо LiPo — Литий Полимерные

У каждого из хим составов есть свои достоинства и недостатки, ни одна из технологий пока что не идеальна, а поскольку для нас важнейшим приоритетом является безопасность то оптимальным выбором будут IMR аккумуляторы.

Li-Mn IMR аккумуляторы обладают самой безопасной химией и поэтому практически всегда поставляются без защитных PCB плат, более устойчивы к перегрузкам, стресс тестам, замыканиям и механическим повреждениям. Максимальный ток разряда у IMR существенно выше чем у Li-Ion аккумуляторов но ниже чем у LiPo. IMRки не портятся и не теряют ёмкости на высоких токах разряда, и их так же можно заряжать более высоким током, хорошо переносят зарядку на двух амперах, что сокращает время зарядки в четыре раза. При замыкании обычно сильно нагреваются до полной разрядки, но не взрываются. Введу всех вышеперечисленных факторов IMR получили наибольшее применение в механических модах, если у вас мехмод — про другие типы аккумуляторов можете забыть.
Недостатком IMR является их объём, который для формата 18650 обычно составляет 1500-1600 mAh, и на жирных намотках, типа клэптона, заряда одного акка хватает в среднем на 15 минут парения. На сегодняшний день классическая IMR химия осталась в прошлом, в современных аккумуляторах её сменил гибридный тип IMR, это новый подкласс IMR, сочетающий более высокий объём заряда с присущей IMR производительностью и надёжностью.

Li-Ion — общее название для огромного количества аккумуляторов с различной химией, и разными техническими характеристиками. Все Li-on акки взрывоопасны в большей степени чем IMR, в связи с этим многие производители укомплектовывают Li-Ion банки защитными PCB платами. Li-on более чувствительны к перезаряду, или зарядке током выше 0.5 Ампер. После полной разрядки — далеко не каждый Li-on акк способен вернуться к жизни, так же им вредит цикл зарядки при котором акк не заряжается полностью. Все Li-on аккумуляторы имеют эффект памяти, и с каждым циклом перезарядки слегка теряют свою мощность, но с качественным зарядным устройством могут прожить достаточно долго. Объём заряда у Li-on аккумуляторов как правило больше чем у IMR, но на объём заряда могут повлиять условия эксплуатации, он сокращается при высоких или низких температурах, максимальный ток разряда Li-on аккумов ощутимо ниже чем у IMR. Самой опасной химией литий ионных аккумуляторов считается ICR — расшифровывается как Li-ion Rechargeable, буква «C» обозначает Кобальт, их как правило в обязательном порядке укомплектовывали защитой, сейчас ICR уже редкость. Помимо электронных сигарет литий ионные акки применяются во множестве других устройств, ноутбуках, мобильных телефонах, планшетах, электробритвах, электро велосипедах и так далее.

LiPo — Самые взрывоопасные аккумуляторы, сверхчувствительны ко всему — КЗ, перезаряду, механическим повреждениям, высоким температурам, протечкам и так далее. При любом нарушении условий эксплуатации, имеют привычку устраивать весёлый аллахакбар своему владельцу. Данные аккумуляторы не съёмные, широко используются в принципиально разных китайских модах — от ЕГОшек до боксмодов типа iStick, коробках Smok и Kanger, и так далее. 
Это были жирные минусы, но у липошек есть так же огромные преимущества — они не проседают под нагрузкой, держат высокий максимальный ток разряда в десятки раз дольше любых других акков, при этом не греются под нагрузкой как литий ионные акки. 
Взрываются липошки всегда неожиданно, наглядный пример — батарейка просто лежала на столе, и не была в зарядке:

Если вы счастливый обладатель боксмода с LiPo аккумулятором, старайтесь держать его вдали от себя, хотя бы в то время когда не используете устройство. Не в коем случае не носите такой мод в заднем кармане брюк, и не кладите под подушку в спальне. Настоятельно рекомендуется приобрести огнетушитель и держать его на готове, при малейших посторонних звуках, нагреве, признаках дыма, убегайте подальше, возвращайтесь с огнетушителем после хлопка.

Типы аккумуляторов — соотношение объёма с максимальным током разряда

Время от времени в тематических сообществах появляются публикации, авторы которых сравнивают совершенно разные типы аккумуляторов по тем или иным параметрам, смысла в подобных постах столько же как в сравнении спорт кара с погрузчиком. Выбирая аккумулятор не ориентируйтесь только на его объём, это последний параметр на который стоит обращать внимание, на первом месте стоит максимальный ток разряда — отталкивайтесь от него, подбирайте аккумулятор с подходящим под ваш девайс током разряда. Каждый аккумулятор выпускаются под какую-то свою задачу, с которой он справится лучше остальных. Условно все типы аккумуляторов можно разделить на пять основных групп:


Что же произойдёт если IMR аккумулятор группы E установить в 30-40 ваттный боксмод? В такой связке девайс будет супер безопасным, с хорошим навалом, но акки придётся менять два раза чаще. А когда акк из группы А попадает в мехмод с супер сабомной намоткой — проблем не избежать, в лучшем случае акк будет просто дико греться пуская газы, про навал на такой связке можно забыть, в худшем — шарахнет, а когда такое случается виноватым почему-то считают индустрию, производителей, кто угодно кроме пользователя.

Максимальный продолжительный ток разряда

Или сокращённо CDR, расшифровывается как continuous discharge rateизмеряется максимальный продолжительный ток разряда — в Амперах. Каждый аккумулятор как правило имеет маркировку в которой буквами «А» или «С» обозначен continuous discharge rate. Например — 30 Amps или к примеру «15C», с амперами думаю вам всё понятно. А «15C» — буквально означает что максимальный непрерывный ток разряда в амперах, будет равен Х15 от объёма аккумулятора. 

И специально тех кто в третьем классе прогуливал школу, наглядный пример:

• Допустим к вам в руки попала непонятная батарейка, из маркировки которой удалось понять только что она 1600 mAh и 15С, как узнать сколько это в амперах? Очень просто 1600 миллиампер часов = 1.6 ампер часу, умножаем 1.6 х 15 = 24 Ампера.

Данная спецификация устанавливается производителем, является эталонным стандартом для сравнения разных типов аккумуляторов. 
Чтобы понятней объяснить что такое ток разряда, проведу наглядную аналогию — представьте что каждая батарейка это цистерна с водой. Хотя цистерны производят разные фирмы, объём воды в каждой из них одинаковый. С батарейками то же самое, большинство литиевых акков формата 18650 вмещают приблизительно одинаковое кол-во ионов, разница у брендовых ячеек Sony, Samsung, LG, Sanyo — не так значительна. Теперь к одной цистерне подключим шланг для полива цветочков на лужайке, а к другой пожарный брандспойт. Диаметр шланга — это и есть наш максимальный ток разряда. Думаю теперь вам стало понятно почему акки с высоким током разряда, имеют меньший объём заряда.

Если в вашей голове, уважаемый читатель VariVolt, уже образовался некий контур понимания вопроса, следующее о чем вам захочется узнать — какой именно максимальный ток разряда как нельзя лучше подойдёт для ваших нужд — такой чтоб не взорвалось, наваливало, и не слишком часто менять акки.

Вычислить подходящий под ваши требования ток отдачи — очень просто, разделите вольтаж акка или мода, на сопротивление спирали, возьмите в расчёт ± сопротивления намоток которыми вы пользуетесь на постоянке, и получите ток разряда на который нужно держать курс.

Наглядный пример для тех кто в танке:

• Допустим вы парите на оригинальном брендовом мехмоде с близкой к нулю просадкой, свежезаряженный аккумулятор 18650, ваша спираль имеет сопротивление 0.2 Ом, каким должен быть ток разряда?

•  Проверяем с помощью мультиметра что выдаёт ваш акк на выходе, допустим 4 вольта, делим четыре вольта на 0.2, получаем 20 ампер.

Таким образом при помощи не хитрых вычислений можно понять, что акк с током разряда ниже 20 Амп, на спиральке .2 ома — использовать опасно.

Что происходит когда ток разряда аккумулятора не соответствует сопротивлению спирали?

Возникает тот же процесс что и при коротком замыкании, происходит тепловой разгон с выделением кислорода и водорода, разогретый электролит усиливает и зацикливает реакцию.

Контролируемый взрыв кобальтовый аккумулятора ICR UltraFire 18650:

Выделяемый в ходе реакции ядовитый газ — очень токсичен, при попадании в лёгкие может вызвать необратимые последствия.

Батарейные блоки с двумя и более аккумуляторами

На боксмодах с несколькими батарейками используется один из двух типов подключения, характеристики устройства в частности максимальный ток отдачи или объём заряда, зависят от того какой именно тип подключения акков выбрал производитель. Мы рассмотрим оба варианта. 

Последовательное подключение аккумуляторов — при таком способе подключения суммируется вольтаж, а объём заряда остаётся неизменным, например два акка на 3.7 вольт по 15 Ампер каждый, подключенные последовательно будут выдавать 7.4 вольт, максимальный ток разряда при этом остаётся 15 Ампер.

При эксплуатации устройств с последовательно подключенными аккумами есть одно важное правило которого стоит придерживаться — не пихайте в них разные батарейки от разных производителей или с разной степенью износа, используйте связку из абсолютно идентичных аккумуляторов. Скажем — вы приобрели боксмод на 2х18650, и четыре акка 18650 к нему, отметьте маркером два акка цифрой 1, и два других цифрой 2, не используйте эти акки больше нигде кроме данного мода. Устанавливайте либо связку из двух акков с цифрами 1, либо из двух акков с цифрами 2, они всегда должны разряжаться и заряжаться одновременно. 

Последовательное подключение акков применяется в вариваттах с платами понижающими вольтаж, на таких устройствах как Sigelei 100W, IPV3, God Mod и так далее. И хотя объём заряда аккумуляторов при последовательном подключении не меняется, на практике электронная начинка позволяет расходовать заряд более эффективно.

Параллельное подключение аккумуляторов — при таком способе суммируется максимальный ток разряда, а вольтаж не меняется, то есть два акка по 15 Ампер подключенные параллельно — будут выдавать 30 Ампер и 3.7 вольт. Объём заряда при параллельном подключении тоже увеличивается, однако на практике вариватты использующие параллельное подключение с повышайкой вольтажа — разряжают аналогичный объём заряда аккумов быстрее последовательных понижаек.

В мехмоды с параллельным подключением можно вставлять любые аккумуляторы, будучи установленными они распределяют заряд равномерно, запитывая друг-друга.

Чаще всего параллельное подключение применяется в механических боксмодах для сабомного вейпинга, толстых койлов типа клэптона и так далее.

Производители аккумуляторов

Собственные ячейки производят только крупные фирмы Panasonic, Samsung, LG, Sony. Конкретно батарейки как готовый продукт они не выпускают, а продают сами банки производителям других устройств, таких как ноутбуки, электро-велосипеды и так далее.

Мелкие китайские фирмы, такие как AW, Efest, Imren, Soshine, Subohmcell, MXJO и ещё с пол сотни других — не имеют собственных производств, и занимаются тем что заклеивают в свою плёнку банки других брендов, в лучшем случае от панасоника и самсунга.

Пионером перепаковки был бренд AW, фирму организовал китайский любитель фонариков. Все акки AW тестируются перед перепаковкой, маркировка идёт в точном соответствии с результатами теста. Первые партии аккумуляторов AW приобретались любителями фонариков, затем к целевой аудитории бренда подтянулись вейперы. В сегодняшних реалиях аккумуляторы AW уже мало кому интересны, линейка предлагаемого ассортимента не расширяется, а большая часть аккумуляторов AW морально устарела.

Efest — фирма снабжает аккумуляторами половину всех вейпшопов, как фирменными сони и панасониками, так и своими сереневыми акками. Независимые эксперты проводившие тестирование их аккумуляторов пришли к выводу что маркировка некоторых моделей батареек Efest не всегда соответствует реальным параметрам.

TrusrFire и UltraFire — китайские производители фонариков, для комплектации своих изделий используют самые дешёвые, третьесортные, кобальтовые аккумуляторы, с низким током разряда. На фонариках такие аккумуляторы кое как работают, но использовать их в электронных сигаретах — опасно для здоровья.

Советы по приобретению аккумуляторов

Все брендовые аккумуляторы часто подделывают, приобретать их на е-бае, или китайских барахолках типа фасттека настоятельно не рекомендуется, так как не известно что вам пришлют. 
Несоответствие заявленных параметров с реальными — явление не редкое, перед приобретением проверьте вашу батарейку по информационной базе аккумуляторов, там можно найти результаты независимого тестирования для большинства литиевых аккумуляторов.