Тестирование элементов INR21700M-PE

Данная публикация посвящена тестированию элементов китайского военного происхождения, отличающихся высокой нагрузочной способностью и использующих гибридный полимер-керамический (PEO) электролит.

Основные предписываемые электрические характеристики:

Номинальная емкость: 3700 мАч
Ток разряда: 40 A (долговременный) 80 А (импульсный)
Ток заряда: 3.7 А (стандартный) 7 А (быстрый)
Макс. напр.: 4.2 В Номин. напр. 3.6 В Мин. напр. 2,5 В
Внутреннее сопротивление: ≤ 6mΩ (@ 1 кГц)

Среднее внутреннее сопротивление полностью заряженных элементов, измеренное методом пропускания переменного напряжения частотой 1 кГц составило около 4.24 мОм. Лучшее значение 4.02 мОм.
Начальное сопротивление постоянному току при 30А (4.189 В -> 3.8863 В) составило около 10 мОм. Конечное сопротивление 30A @ (2.677 В ->2.5 В) при росте температуры с 25 °C до 73 °C (2.677 В ->2.5 В) составило около 6 мОм. Измерения выполнены мостовым методом с компенсацией сопротивления проводников и выводных контактных площадок.

Количество заряда, отдаваемого тестируемыми элементами, составляет в среднем порядка 3746 мАч.
Тест номинальной ёмкости выполнен током 740 мА (0.2С) и конечным напряжением в 2.5 В. Номинальное количество энергии составило 13.33 Втч.

Тестирование проводилось токами различной величины от одного значения ёмкости (1С) до десяти (10С) с максимальным током нагрузки 37 А. Результаты тестирования представлены в виде графиков разряда.

Тестирование проходили 4 элемента, где первый и последний тесты были выполнены на образце с наименьшим внутренним сопротивлением, отдавшим во время 10С тестирования рекордные 3759 мАч заряда и 12.45 Втч энергии.

Максимальный длительный ток разряда, при котором температура элемента непосредственно до снятия нагрузки не переходит порог 80 °C, составляет 37 А (CDR). Элемент способен полностью отдать паспортное значение количества заряда при нагрузке током 10С за 6 минут. При этом количество отданной энергии составит порядка 12.45 Втч.

После снятия нагрузки рост температуры корпуса элемента продолжается в районе 30-ти секунд.

Согласно нагрузочному тестированию, максимальное количество отданной энергии составило около 13.2 Втч при токе 7.5 А. Температура при 1С нагрузке поднялась до 40 °C.

Начиная со значения тока нагрузки в 30А, по количеству отданной энергии элемент близок к элементам Molicel INR21700-P42A и Samsung 40Tv4, однако имеет меньшую температуру в связи с более низким значением внутреннего сопротивления.

Протестированные вторичные источники питания являются высокотоковыми, с наименьшим (<5 mOm AC) сопротивлением при ёмкости >3500 mAh в рамках типоразмера 21700 среди элементов представленных на рынке на момент выхода материала.
Максимальный длительный ток разряда (CDR) 37 A, при температуре в районе 80 °C. Элементы имеют выраженное уменьшение внутреннего сопротивления с ростом температуры порядка 40% при ΔT ~47 °C. Пиковый ток нагрузки может достигать 60 А при полной утилизации ёмкости за 12 минут и соблюдении температурного контроля.

Ближайшими конкурентами элементов являются Molicel INR21700-P42A, P45b; Samsung 40Tv4, 50S. В сравнении с ближайшими элементами других производителей, при длительных токах нагрузки до 20 A количество отдаваемой энергии элементами INR21700M-PE будет меньше, однако, величина нагрева элемента будет ниже ввиду внутреннего сопротивления.

Использованное при измерениях оборудование:

Термометр FLUKE 52II (поверка ФБУ ТЕСТ-С)
Тепловизор FLIR ONE PRO
Зарядное устройство SKYRC MC3000 (HV2.2) 
Электронная нагрузка RIGOL DL3031A (поверка ООО ИРИТ)
Мостовой миллиомметр переменного тока YR1035+