18650 baterías en paralelo

Introducción

El 18650 es un tipo específico de batería de celda de iones de litio recargable denominada "celda 18650". El nombre 18650 se refiere exclusivamente al tamaño de la celda de la batería de iones de litio, que es de 18 mm x 65 mm y es un poco más grande que una batería AA. El 18650 se ha convertido en el estándar de facto para baterías reemplazables y recargables. Una celda típica de iones de litio tiene una capacidad de rendimiento en el rango de 1800 mAh a 3500 mAh, una salida de 3.7 voltios y un tiempo de carga promedio de la batería de aproximadamente cuatro (4) horas. El tiempo de carga tiende a diferir con el voltaje del cargador, el tipo de batería y el amperaje.

La celda 18650 se divide en 2 clasificaciones amplias, a saber, la protegida y la desprotegida. La variedad desprotegida a menudo es utilizada por usuarios muy experimentados que construyen paquetes de baterías o usan el 18650 para cigarrillos electrónicos y vapeo. Estos requieren tasas de descarga más altas que las que permiten los circuitos de protección. Se recomienda el uso de baterías 18650 protegidas porque tienen un circuito electrónico incrustado en el empaque de la celda (carcasa de la batería) que protege la celda del calor, sobrecarga, descarga excesiva, sobrecorriente y cortocircuito.

Esto lo hace más seguro que la opción sin protección. Las baterías 18650 sin protección son más baratas (pero menos seguras) y solo deben usarse cuando la carga / extracción y la carga se monitorean y controlan externamente. En términos de potencia, una batería 18650 3.7v 3400mAh almacena aproximadamente 2 Ah hasta un máximo de 3.5 Ah y aproximadamente 10 a 13 vatios-hora. La mejor batería 18650 de bajo costo es la Panasonic NCR 18650b, que es una celda protegida 18650 3.7v 3400mAh. Uno de los mejores cargadores del mercado es el Nitecore D4 que carga una amplia variedad de baterías.

El 18650 ofrece el mejor rendimiento de cualquier batería recargable de consumo de su clase. Tiende a degradarse aproximadamente a la misma velocidad que la batería de un teléfono inteligente, pero no es propenso a dañarse por la carga, antes de descargarse por completo (a diferencia de las viejas celdas de níquel-cadmio que se usaban ampliamente). El parámetro más importante para verificar al hacer una selección de batería 18650 es su Clasificación de descarga continua (CDR), también conocida como capacidad de amperaje. El CDR es la velocidad a la que la corriente medida en amperios (A) se puede extraer de la batería sin sobrecalentarla.

Es importante hacer coincidir el CDR de una batería con el consumo de energía de su dispositivo. Si se comete un error en este sentido, las celdas tenderán a sobrecalentarse, lo que dañará la batería y reducirá su vida útil. Esto, a su vez, puede hacer que la celda tenga fugas, explote o dañe los dispositivos. Existe una relación inversa entre el CDR (A) y la capacidad de la batería (mAh) a saber: cuanto mayor es la capacidad, menor es el CDR. En consecuencia, los dispositivos que consumen menos energía pueden utilizar celdas de mayor capacidad, mientras que los dispositivos que tienden a consumir más energía requerirán celdas de menor capacidad para consumir más corriente de manera segura. En junio de 2018, el CDR máximo actual alcanzable en una batería 18650 es de 38 A a 2000 mAh.

Las mejores baterías generalmente son producidas por Samsung, LG, Sony y Panasonic / Sanyo, marcas que brindan calificaciones CDR confiables. Un cargador de batería 18650 de buena calidad recomendado es el cargador Nitecore I2 Intellicharge que carga dos celdas a la vez. Detecta el estado de la batería y luego cambia el voltaje y la carga adecuada según lo requiera la ocasión. Esto ayuda a prevenir daños por sobrecarga.

En promedio, la batería 18650 tiende a durar de 300 a 500 ciclos de carga, pero la vida útil de la batería se puede extender si se carga regularmente antes de que se descargue por completo. En consecuencia, generalmente es posible obtener un año o dos de uso funcional continuo para la batería 18650, antes de que se degrade, como inevitablemente lo harán todas las celdas con el tiempo. Es aconsejable seleccionar una batería 18650 que esté ligeramente por encima del requisito de descarga mínima para el dispositivo para el que se va a utilizar, mientras que también se centra en la capacidad de carga. La mayoría de las baterías tienen placas de circuito de protección (PCB) integradas que controlan la velocidad de descarga de la batería y la temperatura interna.

No cabe duda de que las baterías de iones de litio de la variedad de celda 18650 han revolucionado los dispositivos portátiles. Las celdas 18650 se utilizan en linternas, computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, cámaras, monitores para bebés, dispositivos de fitness, punteros láser y dispositivos de alto consumo. Esto se debe a su capacidad superior y tasas de descarga. Los 18650 vienen en estilos planos y con botones.

Para expandir completamente el 18650, su uso, ventajas y capacidades operativas en paralelo, se considerarán los siguientes puntos o preguntas clave, a saber:

· ¿Puede conectar dos baterías diferentes en paralelo?

· ¿Qué sucede cuando conecta baterías 18650 en paralelo?

· ¿Se pueden cargar baterías 18650 en paralelo?

¿Puedes conectar dos baterías diferentes en paralelo?

Para abordar correctamente este problema, se debe comprender el concepto de banco de baterías. Un banco de baterías es simplemente lo que obtiene cuando une dos o más baterías para una sola aplicación. Cuando las baterías se conectan juntas de esta manera, puede aumentar el voltaje, el amperaje o ambos. Hay dos formas principales de conectar correctamente dos o más baterías. La primera es a través de una serie y la segunda se llama conexión en paralelo.

Una conexión en paralelo aumentará su corriente nominal, pero el voltaje seguirá siendo el mismo. También debe tenerse en cuenta que debido a que el amperaje (clasificación de corriente) de las baterías ha aumentado, es probable que necesite un cable más resistente para evitar que se quemen. En esta disposición (en paralelo) se utiliza un cable de puente para conectar ambos terminales positivos y otro cable de puente para conectar ambos terminales negativos de ambas baterías entre sí. Negativo a negativo y positivo a positivo. Sin embargo, es un problema diferente cuando desea conectar en paralelo dos baterías diferentes. Esto se debe a que diferentes baterías significan que las baterías tienen diferentes clasificaciones de voltaje y capacidades. Por lo tanto, no se deben conectar diferentes baterías en paralelo. Si se hace esto, la batería con la clasificación de voltaje más alta se descargará en la otra (con la clasificación de voltaje más baja) hasta que terminen con voltajes iguales. Si la segunda batería (con la clasificación de voltaje más baja) es una batería recargable, entonces será cargada por la primera, nuevamente hasta que las dos tengan el mismo voltaje. Lo que sucede es que el voltaje final será intermedio entre los dos voltajes de arranque diferentes. Esto dará como resultado que la corriente que fluye entre ambas baterías sea de un valor muy alto. Inevitablemente, esta alta corriente dañará una o incluso ambas baterías. En el proceso, se generará mucho calor muy rápidamente, lo que probablemente dará lugar a resultados violentos, ya que las baterías podrían terminar hervidas (consumidas) o terminarán por hervirlas.

¿Qué sucede cuando conecta baterías 18650 en paralelo?

Es importante aclarar desde el principio que no se recomienda que se mezclen baterías de diferente tipo, antigüedad o capacidad y existen razones válidas para ello. Las baterías más nuevas, por ejemplo, se cargan a un ritmo más rápido que las baterías más antiguas, lo que podría provocar que las más nuevas se sobrecarguen mientras el sistema intenta cargar completamente las más antiguas. Esto dañaría la batería más nueva provocando que falle y eventualmente derribaría todo el banco de baterías. Esto se debe a que las baterías de diferentes edades se cargarán y descargarán a diferentes velocidades, lo que conducirá a una vida útil más corta del banco de baterías, en comparación con una configuración con baterías de la misma edad. Esto podría resultar en daños irreversibles a las baterías.

Se recomienda que las baterías que se van a conectar sean todas de la misma antigüedad, tipo y capacidad. La batería o celda 18650 viene en varios sabores (clasificaciones de voltaje y capacidades). Por lo tanto, solo las baterías 18650 de la misma antigüedad, voltaje y capacidad deben conectarse juntas en paralelo. Si las baterías 18650 del mismo tipo, antigüedad, tamaño, capacidad y voltaje se conectan en paralelo, aumentará la capacidad, lo que debería proporcionar un tiempo de ejecución más prolongado, sin embargo, el voltaje sigue siendo el mismo.

¿Se pueden cargar baterías 18650 en paralelo?

Es posible cargar baterías 18650 en paralelo de manera segura, siempre que se cumplan las siguientes condiciones: todas las baterías deben ser nominalmente idénticas (lo que significa que deben tener la misma antigüedad, tipo, voltaje, tamaño y capacidad). Si se cumple esta condición, para una disposición en paralelo, la corriente de carga se dividirá por igual. Si este no es el caso (si las celdas no son idénticas), entonces la corriente no se dividirá por igual y, en el peor de los escenarios, la corriente completa del cargador entrará en una celda en algún momento durante el proceso de carga. Si esto ocurre, y la corriente de carga máxima no excede el valor de corriente máxima nominal para una celda, no se producirán daños. Sin embargo, si la corriente de carga es superior a la nominal de la celda, se producirán daños, ya que esto destruirá las celdas de iones de litio. Esto, a su vez, comprometerá el banco de baterías en su conjunto y, en última instancia, provocará una falla. Para garantizar que las baterías 18650 se carguen de forma segura en paralelo, se deben tomar precauciones de seguridad. La corriente máxima en una celda durante la carga debe ser limitada. Se debe aplicar una corriente de carga segura de tan solo un quinto (1/5) de la capacidad nominal y que no exceda la mitad (1/2) a través de un circuito independiente de prevención de sobrecarga. Esta es una primera línea de defensa. En segundo lugar, se recomienda que se utilicen baterías de iones de litio 18650 protegidas para una protección adicional. En tercer lugar, debe asegurarse de que el circuito del cargador venga con una sobreprotección incorporada para regular de manera segura el voltaje máximo aplicado a las celdas. Para el mantenimiento y almacenamiento se recomienda utilizar un cargador con al menos 2% -3% de la capacidad del banco de baterías. La carga y la descarga deben ser uniformes. En cuarto lugar, las celdas también deben protegerse contra la sobrecarga mediante un IC de protección que también protege contra la sobrecarga. Si las celdas de la batería no están adecuadamente protegidas, su funcionamiento se verá muy afectado y su vida útil se acortará.