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关于电池那些事,和烟友聊聊我的电池经验

发表于 2016-10-7 21:10:12
电池是一种储能工具,是能够将能量从化学能向电能转换的工具. 我们电子烟能够工作,是依靠的电池的放电,通过来源电池的电能,加热了金属丝,产生热量,蒸发烟油,形成烟雾.因此电池是电子烟的动力来源.
锂电池是一类以锂金属为正极的电池的简称,实际上锂电池有很多种,根绝不同的需要,厂商设计生产了不同种类的电池.目前锂离子圆柱形电池较多.比如18650电池 26650电池。标称电压3.7V.除了18650锂电池外还有14500 26650 18500 等.世界上第一个18650电池是日本索尼公司设计的,这些数字是对圆柱形锂离子电池的尺寸描述,前2位是直径,单位是毫米,接着2位数是长度,单位也是毫米.比如18650电池就是直径为18毫米,长度为65毫米的圆柱体.如果你知道了这个规则 ,你可以大概猜出各种规格电池的大小.
2618500.jpg 1865018350.jpg 国产型号大泉.jpg
作为储存电力的容器,电池的主要指标是容量。还有一个指标,叫放电速率。简单说,容量说的是 这个水库能装多少水的问题,放电速率说的是能以多大的流量来放水。在不同的用电设备上,这2个指标的重要性可能有所不同。比如有些用电设备要求能够大速率放电,以提供足够大的输出功率,比如电动工具 电动汽车等,这些机器需要大电流工作,瞬间功率很大。有些用电设备则无需多大放电速率,只需电动车电流的百万分之一即可,比如遥控器、石英钟、收音机等。但是无论如何,电子烟都属于较大功率的用电设备了,那么小的东西电功率都动则10瓦 20瓦 30瓦甚至100瓦. 我们一定要根据电子烟的功率和工作电压,来匹配合适放电倍率的电池,不然,让低放电倍率电池在大功率电子烟上工作,会引起电池过热.
我们知道,功率=电压*电流,用公式表示就是P=U*I. 电子烟工作时候的输入功率,在不考虑损耗的前提下,就是电池的输出功率. 要改变电子烟的工作功率,只有2个办法:
1是提高电池的输出电压. 提高电池的输出电压,我们目前的办法只有2种,一是串联多个电池,组成电池组;二是通过升压电路,也就是调压盒子,来把电池的电压提升. 但是根据能力守恒定律, 升压电路输出的电能必然等于或者小于升压电路的输入电能.输出电压的提升,是以电池输入电流加大为前提才能获得的.  
2是提高电子烟工作电流.提高这个电流,根据欧姆定律:I=U/R, 降低电阻,就会提高电子烟工作电流.但是基于客观工艺技术,我们也不能无限制减少电阻,最小的电阻是直接短路电源的正负极.那样对电池损坏非常大.
电子烟使用的金属丝的电阻实际上不是固定的.在常温下的电阻要比烧红后大.所以在通电起始瞬间电子烟工作功率很大,在金属丝烧红后,电阻会上升,此时电子烟的工作功率会有所下降.这正好对电池来说是一种保护,所以才有很多直接用电池驱动的机械电子烟.不然标称0.几欧姆的金属丝,什么电池都是受不了的.
靠提高电压增加功率的方案,就必然使用多个锂电池.比如,使用长度是18650一半的18350电池2只串联,就获得了电压翻倍的7.4V电池组. 但是这样电池组的容量不会很大,因为每个电池体积都很小,电池的容量是和电池体积成正比的.而且因为电池制造的原因,这样2个电池的容量要小很多.因此,日本三大电池厂家都不生产18350电池. 松下 三洋 索尼都不生产.市面上的18350电池都是国内工厂做的,哎质量堪忧啊.
三洋大小对比.jpg 三洋14500.jpg
没有好的18350 26350电池,那么能不能使用2只18650电池串联呢?可以. 只是体积大了,不便携,貌似这样的电子烟也不多.毕竟大家都是要求一定的便携性.
因此主流的方案就落在单个18650电池上了.无论是调压还是直驱的机械电子烟,都以单个18650电池的居多.18650电池就是笔记本电脑电池组的电芯.目前全球五大电池厂商,日本三个加上韩国LG和三星.其中毫无疑问,日货是质量最好的.
以日货的三洋 松下索尼为例,主要18650电池可以分为如下几种类型:
1)     容量型电池. 这种电池是以容量大为第一指标的.比如3400mah的NCR18650B, NCR18650BF. 这类电池放电倍率一般在1-3C, 所谓1C就是1小时放光电量的电流.比如3400mAH的电池1小时放光电需要3.4A. 这就是1C. 如果半小时就能放光,那么电流就是6.8A,放电倍率就是2C. 容量型电池放电适合1-2C放电场合,否则会电池发热大.
2)     动力型电池. 这种电池是以放电倍率大为第一标的.比如索尼VTC4, 15C放电能力,作为一个2100mah容量的电池,其持续放电电流可达到30A. 还有些航模用电池,放电倍率更是达到惊人的45C, 所以这种航模也就是坚持10分钟的航程,因为放电太快,很快就放电完毕了.
3)     介于两者之间的,容量和放电倍率兼顾的.比如三洋NCR18650GA,松下的NCR18650PF,他们容量也已经做到了3500mAH和2900mAH.他们的放电电流可以达到3C以上,支持10A连续放电.
TB2ZONhdpXXXXctXXXXXXXXXXXX-23103810.jpg 容量型电池代表,松下3400mah NCR18650B
ro
TB23hRFnXXXXXbcXXXXXXXXXXXX_!!23103810.jpg 动力型代表,索尼VTC4, 2100mAH

TB2tQdahVXXXXcFXXXXXXXXXXXX_!!23103810.jpg 平衡型电池代表,SANYO NCR18650GA 3500mAH

因此假设使用1个电池的电子烟,我们大概可以根据其功率可以迅速匹配合适的电池,既不浪费其放电时间,又让电池不会过热.
因为锂电池电压是3.7V,根据功率=电压*电流,我们得出以下数值:
10瓦的电子烟, 电池放出3A电流即可,大部分容量型电池都支持;
15瓦的电子烟,电池需要有4A电流,普通容量型电池吃力,会过热;
20瓦的电子烟,电池需要5.5A电流,普通容量型电池吃力,需用大倍率电池;
30瓦的电子烟,电池需要8A电流,要用 10A放电能力的电池了;
50瓦的电子烟,电池需要14A电流,要用索尼VTC5了,可持续放电20A;
80瓦的电子烟,电池需要22A电流,只有索尼VTC4了,可持续30A放电;
120瓦的电子烟,电池需要32A电流,连索尼VTC4都支持不了,如想连续工作,应该用2只电池串联了.这样有16A电流就够了.
不过以上我们都是计算的连续放电,考虑到电子烟可以使用瞬间放电工作,而电池一般都可以瞬间以更大电流工作,所以30A放电的VTC4电池实际瞬间支持50A放电,这样瞬间峰值功率可以到达185瓦. 很多电子烟参数也是以瞬间功率为最大功率标注的,这也没问题.道理都是一样的.
电子烟有两种,一是纯机械杆,这种电池直接驱动电阻丝发热;另一种是升压电路也就是调压的.但是不管哪种,都遵循能量守恒定律.都是根据工作电流来匹配电池的.直接按功率计算是最简单的办法, 而且考虑到我的算法忽略了电路损耗,应该尽可能多给电池留有一点空间,比如30瓦的电子烟,需要8A电流,那么考虑损耗,应该尽可能用放电能力超过8A的电池.
最后说下锂电池的容量和放电倍率在制造设计电池时,是一对互相矛盾的指标.容量做大了吧,放电倍率就做不大;反之亦然.所以您看到的放电电流越大的电池,容量反而越小.国产的26650电动车用磷酸铁锂电池,虽然放电电流高达50-60A,但是容量只有1500mah呢.真正在容量和放电倍率上能做到都均衡的,只有日货了.顺便说下,全球五大电池厂商,最好的还是日货.韩国货终究是学日本的,三星的电池不是正在闹爆炸门? 能用日货则别用韩国货.不会做的比日后好.至于国产,我不想多说了.国内的电池往往连生产厂家都不知道,就上市了. 而且生产电池不是一个小公司能生产的,这是电化学工业,是重工业,没有点资本,是不能生产电池的,看到淘宝上那些小品牌电池,又查了查他们的厂家,发现他们只有10万,20万注册资金的公司,我就知道他们只是印一个带他们品牌的外皮罢了,电池还是别人的.

杰克斯曼户外照明,其实就手电,还有18650电池,动力的哈 http://jaxman.taobao.com
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发表于 2016-10-8 00:29:55
嗯 说的很透
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发表于 2016-10-8 08:38:45
电池的水深比烟油浅点
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发表于 2016-10-8 10:44:27
学习了,支持一个!
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发表于 2016-10-8 11:38:26

学习了,支持一个!
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发表于 2016-10-9 21:15:59
linjue 发表于 2016-10-8 08:38
电池的水深比烟油浅点


电池的水深比烟油浅点,烟油比医院的药品还要浅点
杰克斯曼户外照明,其实就手电,还有18650电池,动力的哈 http://jaxman.taobao.com
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发表于 2016-10-11 17:22:10
现在国内很多的的电池都是换皮LG的18650
各大品牌电子烟批发电子烟货源QQ微信13025145661
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