Ресурсный тест китайского аккумулятора NCR18650B от Varicore

Неоднократно я встречал в комментариях фразы типа — китайские аккумуляторы быстро умирают. В общих чертах я согласен с этим, но меня заинтересовал данный вопрос и я решил заняться им немного плотнее, а точнее — провести тест на количество циклов, подробнее в статье.


Не так давно я выкладывал обзор аккумуляторов которые покупал товарищу. Аккумуляторы уже были отданы, но потом пришла в голову идея провести ресурсный тест и мы решили выделить один экземпляр «на эксперименты», т.е. планомерно его «убивать». Было это 10 января, т.е. 2.5 месяца назад.
Вообще результаты публиковались каждые 50 циклов, но в данной статье я решил все сжать чтобы не растягивать.

В общем встретился с товарищем, взял один аккумулятор.


Аккумулятор стилизован под Panasonic NCR18650B, имеет плоский плюс, совершенно новый, на минусовой контакте нет следов установки в холдеры.


Для теста была взята привычная моим читателям электронная нагрузка, не менее привычный холдер и подопытный аккумулятор.
Отчасти из-за того что я могу пока использовать только простой холдер и был выбран аккумулятор с плоским плюсовым контактом, другой туда просто не влезет.


Но перед тестом я измерил внутреннее сопротивление аккумулятора, так как через время оно имеет свойство увеличиваться.
Каждые 50 циклов планируется повторная проверка.


По вполне понятным причинам на рабочем столе я держать так долго это все не мог, хотел установить в комнате где снимаю видео, но передумал и в итоге решил установить тестовый «стенд» на балконе, в шкафу где стоит домашний «сервер», роутер и хранилище.


Нагрузку подключил к компьютеру который установлен там же, все управление и контроль через Радмин.


Для ускорения процесса хотел проводить тест в режиме заряд/разряд током 1С, но даташит на оригинальный NCR18650B говорит что надо в режиме заряд 0.5С, разряд 1С. При этом разряд до 2.5 Вольта, заряд до 4.2 с отсечкой по падению тока до 65мА. Я не могу соблюсти только последний пункт, у моей нагрузки минимально можно установить 100мА.


Первым этапом теста идет определение базовой емкости, для этого аккумулятор был разряжен до 2.5 Вольта током 3.4 Ампера, потом заряжен, потом опять разряжен и эта емкость и является базовой.
В итоге имеем 2998мАч или 10.06 Втч.

Здесь меня результат несколько… удивил, если вы помните, я проверял четыре полученных аккумулятора и там была емкость около 3350мАч, даже стал проверять электронную нагрузку, может в ней проблема, но нет, аккумулятор реально имеет емкость около 3000мАч…
Позже я разобрался где собака зарыта, но тест был начат с тем что есть.


Нагрузка позволяет зацикливать программу, при этом задается количество циклов, а в окне с результатами выводится как номер теста, так и номер шага программы. Как и писал выше, выставил 50 циклов и запустил тест.


А вот так выглядит окно программы после 50 циклов и это по сути только начало теста.


Дальше шел долгий и нудный процесс, к сожалению три раза прерванный в результате пропадания питания, но записи я вел все равно, потому это отразилось только на скриншотах.
В последний раз питание пропадало два раза, после 10 и последующих 20 прогонов.

Кроме того отмечу, я изначально ожидал что по мере падения емкости будет сокращаться и время цикла, в реальности все оказалось с точностью до наоборот, общее время даже немного росло и происходило это за счет более долгого цикла заряда так как время разряда было жестко привязано к емкости аккумулятора.



Постепенно росло и внутреннее сопротивление. Пускай вас не смущает что напряжение на аккумуляторе во время измерения почти не меняется, дело в том, что сопротивление измерялось при следующих условиях —
В конце последнего цикла аккумулятор был полностью разряжен.
Затем я заряжал отдавая фиксированную емкость, в данном случае 1660мАч
Аккумулятор лежал некоторое время чтобы температура сравнялась с комнатной.
Измерялось сопротивление
Аккумулятор опять устанавливался на «стенд», разряжался током 1С до напряжения 2.5 Вольта.
Запускался очередной этап на 50 циклов.


Результаты всех измерений аккуратно заносились в табличку.


После этого я построил график, где синим отмечены собственно измерения, а красным линейное изменение от начала до конца теста.
Вот здесь видно то, о чем я писал выше, емкость аккумулятора сильно зависит от температуры и потому график получился такой ломаный. На самом деле это было не критично, так как циклы все равно шли, а кроме того я попутно для себя отмечал на графике результаты где температура воздуха была примерно такой как в начале теста.

На построение этого графика ушло более 1700 часов чистого времени, реально получилось больше так как были подготовительные циклы (помечены как -1 и 0) и дополнительные «полуциклы» для измерения внутреннего сопротивления.


На 450 циклах я закончил тест, но дальше мне стало интересно, а что если предположить, что изначальная емкость была не 3006мАч, а все таки 3244 (при токе 1С) которые я получил в обзоре этих аккумуляторов? На мой взгляд именно так и есть, а то падение емкости которое было в самом начале вызвано изменением температуры.
В итоге я после всех тестов собрал стенд у себя на рабочем столе и измерил емкость подопытного аккумулятора в тех же условиях, в которых тестировал данные аккумуляторы для обзора.

Получилось 2762мАч, исходя из изначальной 3244мАч падение емкости на 15%, на мой взгляд это очень даже хорошо. Кстати, если считать результат по таблице, которую я составлял все время тестов, то получаются те же самые 15%, так что все сходится.
Кстати, Панасоник для своих аккумуляторов декларирует падение до 30% после 500 циклов, но я думаю что в моем случае результат получился лучше из-за того что тестировал я аккумулятор при более низкой температуре чем производитель.


Влияние температуры хорошо заметно в начале разряда, где отчетливо виден «горб» вызванный разогревом аккумулятора.


В процессе теста я допустил ряд ошибок, но как говорится — не ошибается только тот, кто ничего не делает. При этом я получил опыт и в следующий раз эти ошибки уже не повторятся. И так, что было сделано неправильно.
1. Температура. Я знал что аккумуляторы имеют зависимость емкости от температуры, но не думал что это проявится у меня настолько сильно. Тестировать надо в более стабильных условиях.
2. Еще раз температура. В моих тестах температура аккумулятора была около 10-12 градусов большую часть тестов и именно это значение я старался поддерживать как мог. но правильно проводит данный тест при температуре 23-25 градусов. Такого места у меня пока нет, но вот найти место где температура будет 24-28 градусов гораздо проще и я его уже нашел :)
3. Питание. Три раза за время проведения теста пропадало питание, один раз надолго и два раза коротко. Однозначно нужен бесперебойник.
4. Надежность самой нагрузки, а точнее сказать — ее особенности. Выяснилось что есть проблема с запуском при подключенном аккумуляторе, один раз я перезарядил аккумулятор по этой причине, хорошо что был дома. На текущий момент проблема решена, нагрузка доработана.
5. Время. Все таки 1700 часов на 450 циклов или почти 2000 на 500 это несколько… многовато, возможно следует задавать более жесткие условия, например заряд током 1С. Понимаю что так тоже не совсем корректно, но почти 4 часа на цикл это реально много.
6. Тестировать не один, а сразу несколько аккумуляторов, вопрос пока на стадии обдумывания.

На данный момент тест окончен, но уже есть мысли по продлению, для этого заказан модуль UART-Ethernet, чтобы я мог перенести нагрузку в более удобное место с относительно стабильной температурой.

Ну а что по итогам. Как по мне, то аккумуляторы вполне годные и покупать можно, 450 циклов они прошли. За время теста аккумулятор получил 5040 Втч и отдал 4310.