Тестирование Li-ion аккумуляторов. Проверка аккумуляторов на подлинность

• Цели и задачи

• Процесс

  • Критерии выбора аккумуляторов для проверки

    • Первая группа

    • Вторая группа

• Исследуем первую группу

  • Измерения

  • Внутреннее сопротивление

  • Заблуждение

• Исследуем вторую группу

• Измерения

• Выводы

Цели и задачи

1. Проверить на соответствие заявленным характеристикам аккумуляторы от мировых брендов.

2. Проверить на подлинность Li‑ion аккумуляторы, продаваемые на маркетплейсах поставщиками из Китая.

3. Проверить, насколько система рейтинга и отзывов на маркетплейсах может служить основанием для выбора товара.

Процесс

Выбираем на торговых площадках аккумуляторы от известных брендов и крупных поставщиков с большим количеством положительных отзывов и высоким рейтингом.

Аккумуляторы делятся на две группы:
первая группа - аккумуляторы от поставщиков из Китая;
вторая группа - аккумуляторы от крупных международных брендов.

Производится тестирование аккумуляторов максимально допустимыми токами. Измеряется комплексное внутреннее сопротивления. Анализ результатов.

В каждую группу для сравнительного анализа будет добавлен референсный аккумулятор.
Референсный аккумулятор - аккумулятор с условно эталонными параметрами, заведомо подлинный и без производственного брака.

Критерии выбора аккумуляторов

Торговые марки должны быть узнаваемы. Модели аккумуляторов должны иметь значительное количество отзывов, высокий рейтинг на маркетплейсах. Кроме этого, аккумуляторы должны упоминаться на сторонних ресурсах в обзорах или отзывах.

Первая группа

Аккумуляторы: LiitoKala HG2, EAIEP HG2 (далее - LiitoKala и EAIEP).

Рейтинг этих аккумуляторов на AliExpress составляет 4,9-5 из 5. Количество отзывов более 1000. Согласно, отзывам и обзорам на независимых форумах и блогах аккумуляторы являются качественными. 

Референсный аккумулятор LG HG2  LGDBHG21865 (далее - LG).

Вторая группа

Аккумуляторы: Skilhunt, Olight и KLARUS. 

Перечисленные торговые марки представлены на маркетплейсах Европы и США, а также в офлайн-сетях. Присутствуют на Amazon, Walmart и других площадках. 

Референсный аккумулятор Panasonic NCR18650GA (далее - Panasonic).

Исследуем первую группу

Аккумуляторы LiitoKala и EAIEP  пытаются мимикрировать под корейские LG HG2  LGDBHG21865. Повторяют не только цвет и форму контактов, но и маркировку. Маркировка обеих аккумуляторов указана как “DBHG21865”, но на месте символов “LG” располагается наклейка с логотипом LiitoKala или EAIEP. Вероятно, это сделано для избегания блокировки маркетплейсом.

Таблица 1 - Характеристики аккумуляторов

Измерения

В характеристиках аккумуляторов LiitoKala и EAIEP, указан максимальный ток разряда 25А.

Так как максимальный ток разряда референсного аккумулятора LG составляет 20А, то измерения будут производиться током 20А.

Режим тестирования:
- ток разряда 20А;
- разряд постоянным током;
- минимальное напряжение разряда 2,5В.

Аккумуляторы LiitoKala и EAIEP демонстрируют лавинообразное падение напряжения.

График EAIEP обрывается на значении 905мАч. Это связано со срабатыванием аварийного клапана давления. Аккумулятор вышел из строя безвозвратно.

Очевидно, что реальные параметры LiitoKala и EAIEP не соответствуют заявленным.

Если повторить тест, с током 2А, то аккумуляторы LiitoKala и EAIEP показывают результат в пределах нормы.

То есть это действительно аккумуляторы емкостью 3000мАч, но они не являются высокотоковыми. Под видом высокотоковых аккумуляторов продаются ICR аккумуляторы, рассчитанные на ток разряда не более 3-4А.

Внутреннее сопротивление

Комплексное внутреннее сопротивление аккумулятора один из наиболее важных параметров. Чем выше сопротивление тем больше потери, тем выше нагрев и тем меньший ток разряда может обеспечить аккумулятор.

Измерение внутреннего сопротивления позволяет заочно определить максимальную мощность подключаемой нагрузки. Для высокотоковых аккумуляторов внутреннее сопротивление обычно не превышает 18мОм.

Измерим внутреннее сопротивление аккумуляторов.

Таблица 2 - Внутреннее сопротивление

Теперь если вернуться и сопоставить график 1 и таблицу 2, то станет заметна корреляция между внутренним сопротивлением и графиками разряда. Сопротивление 28 и 35мОм как раз соответствует ICR аккумуляторам. То есть версия с "переупаковкой" недорогих ICR аккумуляторов в дорогие высокотоковые подтверждается.

Заблуждение

Большая часть бытовых зарядных и измерительных устройств производят измерения током разряда не более 2А. А как мы видим на графике 2, на таких малых токах даже поддельные аккумуляторы показываю заявленную емкость. Это порождает иллюзию подлинности аккумуляторов.

Однако при использовании аккумуляторов в реальных устройствах, где ток потребления может достигать 20-30А, происходит разрушение аккумулятора или стремительная деградация. 

Производители дешевого аккумуляторного инструмента могут применять именно такие аккумуляторы в своих инструментах. В результате чего аккумуляторы быстро теряют емкость или выходит из строя. Это формирует, что быстрая зарядка “убивает” аккумуляторы, на морозе “утекает” емкость и так далее.

Хотя всему виной использование аккумуляторов в режимах, для которых они не предназначены.

Исследуем вторую группу

Аккумуляторы: Skilhunt BL-135 PCB, 3500 мАч HD PCB и KLARUS 3600mAh PCB
(далее - Skilhunt, Olight и KLARUS). 

Все перечисленные аккумуляторы оснащены платой электронной защиты, то есть не являются ячейкой в чистом виде. По сути, это электронное устройство состоящие из Li-ion аккумулятора и платы управления.

Выполнены они на базе аккумулятора Panasonic NCR18650GA (далее - Panasonic ). Именно этот аккумулятор и будет референсным.

Измерения

Все аккумуляторы, за исключением Olight, показали результат слабо отличимый от референтного Panasonic.

Таблица 3 - Параметры аккумуляторов

* При соблюдении температурных условий

Не, смотря на то, что аккумуляторы используют одну и ту же ячейку Panasonic NCR18650GA значения емкости и максимального тока разряда заявлены разные. При этом у всех производителей заявленная емкость выше, чем у используемой ячейки Panasonic NCR18650G.

Olight 3500 мАч HD PCB заявлен как высокотоковый, с максимальным током разряда 10А. Поэтому проверим Olight током разряда 10А

В первые доли секунды напряжение лавинообразно падает. На 17 секунде срабатывает электронная плата защиты и аккумулятор отключился. То есть и плата защиты и сама ячейка не рассчитаны на ток 10А.

Экспериментальным путем подобрал аккумулятор, графики которого максимально похожи на графики Olight. Этим аккумулятором оказался Panasonic NCR18650B.

При наложении графиков Olight и Panasonic графики сливаются в один.

Нельзя однозначно утверждать, что в Olight используется ячейка Panasonic NCR18650B, но, по крайней мере, используется что-то похожее на Panasonic NCR18650B.

Емкость Panasonic NCR18650B 3350мАч, максимальный ток разряда всего 4.9А.

Выводы

1. Даже крупные Китайские поставщики продают подделки. Это не мешает иметь высокий рейтинг магазина и отдельных товаров.

2. Системы рейтинга и отзывов на маркетплейсах обладают сомнительной достоверностью. Обзоры на сторонних ресурсах также не всегда объективны по причине некорректности измерений или неверной трактовки данных.

3. Крупные бренды склонны к завышению характеристик, но в большинстве случаев используются именно те ячейки, которые заявлены. Однако и среди крупных брендов возможны случаи подлога элементной базы.

4. Выбирать аккумуляторы путем сравнения заявленных характеристик не имеет смысла. Важнее определить, какая именно ячейка установлена внутри. После чего отталкиваться от характеристик именно самой ячейки и сопутствующей элементной базой.