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21700 鋰離子充電電池的心得

21700 鋰離子充電電池的心得

本帖最後由 toobadorz 於 2020-12-22 19:21 編輯

下面要說的是我為手電筒購買/挑選/使用 21700 鋰離子充電電池的心得。

21700 鋰離子充電電池(以下簡稱 21700 電池),顧名思義的話,就是指它的直徑 21mm(21),高度 70mm(70),外觀是圓柱形的(0)。


因為 21700 電池只比 18650 大一些,理想上做出來的手電筒一樣可以很迷你,但能量卻能多 40% 以上,而且更大的體量使的它可以做到更高放電電流,我自己是很喜歡單 21700 電池的手電筒。現在每次看到單 18650 的手電筒,就會想說「這支的頭部直徑比筒身還大一截,明顯可以加粗筒身 3mm,長度多 5mm,做成 21700,就能明顯提高續航和效能」「這支直筒頭部和筒身直徑幾乎一樣,但加粗筒身 3mm,長度多 5mm,做成 21700,就能明顯提高續航和效能」……我真的覺得除非是做成像斑馬 SC64 那樣的超級緊湊的 18650 小筒,不然真的都可以改用 21700,而且我也很希望斑馬能做出和 SC64 同樣緊湊風格的 21700 產品,我覺得一定會很好賣……

因為對 21700 電池期望很大,所以發現有新款電池,看起來又似乎不錯的時候,我就會買來實驗看看,幾年來也屯了不少,但很多型號都已經過時,想想也真是浪費

最早出現在市場上零賣的 21700,大概就是爛大街的天津力神(LISHEN)的 LR2170SA,容量標稱 4000mAh,但這家電池的通路混亂,水很深,買到的貨色差異可以很大,實際上 3800mAh~4200mAh 都有(!?)。大約同一時期,三星的 INR21700-48G(簡稱 48G)也出現在市場上,容量更高,標稱 4800mAh,像當時很早就出了 21700 手電筒的漫客,附的就是 48G 加上保護板的電池。

不久之後,市場上也漸漸多了一些拆機的 LG INR21700 M50(簡稱 M50,後來還有個小改版的電池:M50T)這顆電池,容量又更高一些,標稱 5000mAh。當時眼尖的人可能有發現,ACEBEAM 當時要推出的 21700 手電筒,原本官網上標的是會附 4800mAh 的電池,後來變成 5000mAh,應該就是決定從 48G 換成 M50。幾乎同一時間,三星的 INR21700-50E(簡稱 50E)也開始可以零買到,一樣號稱 5000mAh。

但這些早期的高容量(4800mAh~5000mAh)21700 電池其實效能與放電倍率都差強人意,只是勉強堪用。(當時已經出了幾年的 NCR18650GA 能夠提供大約 3C = ~10A 左右的連續放電能力,但是這些早期的高容量 21700 電池連續放電規格只有 2C = ~10A,如果催到 3C = ~15A,電壓會掉到太低,不堪大用)力神的 LR2170SA 容量較低,但是放電能力相較之下較高(3C = 12A),短時間使用的話,催到 5C = 20A 都還不至於讓電壓崩潰,但容量也真是低了些,雖然爛大街,但也不易買到品級好的。

之後,三星的高放電 INR21700-40T(簡稱 40T)與 INR21700-30T(簡稱 30T)以及 MuRata/Sony US21700VTC6A 也開始可以買到,官方標示單顆電池能夠以 35A 連續放電,非常強猛。大概也是因為有這幾顆電池的關係,使用單 21700 電池的廉價低效直驅手電筒越來越多(?)

但這樣的話在 50E 和 40T 之間仍有一個空白,如果需要超過 10A,但又不需要到 30A 的連續放電能力,是否有顆電池能(短期)提供大約 20A 左右的放電電流,以及比 40T 更高的容量?其實有的,有部分大陸電池廠有做這樣的產品,例如力神的 LR2170SF,標稱 4500mAh,放電倍率和 LR2170SA 一樣,3C = 13.5A 連續放電,5C = 22.5A 短期放電。在 ACEBEAM EC65 剛出的那時候,LR2170SF 可說是最適合的一顆電池,因為當時高容量(4800mAh~5000mAh)21700 電池的能力完全不足,用在 EC65 上的話,最高亮度催個幾次就上不去了,特別是 ACEBEAM 附的官方電池用的是 LG 的 M50 電池加上保護板做成,效能低落,完全不適合,使用體驗極差。但是 LR2170SF 也不太好買,而且不同批次差異大,4300mAh~4600mAh 都有,這電池的渠道水很深。

後來,MOLICEL(即台灣電池廠能元科技)的 INR-21700-P42A(簡稱 P42A)也開始可以買到,這顆電池容量標稱 4200mAh,放電能力和 40T 同水準,但容量硬是高了一些,只是這家的電池似乎慣有的特性是,承受負載後的初始電壓會比較低一些,但用到 40T 的場合比較多是為了直驅的高亮度,初始放電電壓高是很重要的……

還值得一提的是松下(Panasonic)替特斯拉生產的 21700(簡稱特斯拉 21700),這顆電池沒有公開可查到的規格書(畢竟不是做來零賣的,理論上零售市場上根本不應該存在這顆電池才對,但,能賺錢的生意就有人做……),容量約在 4800mAh~5000mAh,表現很像是 NCR18650GA 做成 21700 尺寸的結果,只是 3C = ~15A 放電的表現雖然還不錯,但溫度真是略高了些,又不知道這電池安全的放電溫度是多少,是有點讓人困擾的。這顆電池最大的問題在於,它生產出來的正極部分是內凹的鋁殼,難以直接使用,後來就有人用雷射之類的方式焊接上不鏽鋼或鎳材質的微凸正極帽蓋,才能正常使用。但是這樣的加工是有風險的,過程中有可能會(幾乎)燒穿正極焊點,因此使用過一定次數之後,特別是經過手電筒的高溫烘烤或者意外碰撞跌落,就有漏液風險。雖然這電池性價比非常高,但因我的確有遇到過漏液的狀況,也看到過手電吧有人貼過漏液的照片,所以就不再使用它,也不是很建議各位使用。

不久之後,三星的舊型號改進版電池,如新版本 50E(50E2)開始試產,改進後的新版 50E 效能就好很多,內阻明顯降低,放電電壓明顯更高,就算短時間承受 15A 的負載也不至於電壓太低,好用很多,已經是和松下製的特斯拉 21700 電池相近。現在,這樣改進版的三星電池也越來越多,例如更新的 50E3,50G2,48G2。

三星的 INR21700-50G "2"(簡稱 50G2)就是上面提到的那些改進版電池中的佼佼者,它的效能略在 50E3 和 50E2 之上,勝過有安全隱患的特斯拉 21700 電池,雖然規格和 50E 與 48G  一樣是 2C = ~10A 連續放電(不需因電池溫度過高而停止放電),3C = ~15A 非連續放電(需因電池溫度過高而停止放電),但短期放電的話電壓能維持地不錯,用在直驅手電筒上催出來的亮度幾乎堪比 40T,過去有段時間一直是我能買到的高容量 21700 電池中表現最好也最常用的一顆,各方面表現也完全勝過容量較低的力神 LR2170SF。

MOLICEL 另有一顆高容量的 INR-21700-M50A,雖然研發已完成好一陣子,但似乎因為產線主要在生產 P42A 的緣故,不久前才漸漸看到它出現在零售市場上。雖然我對這顆台灣製的電池期望很深,遺憾的是它出現在零售市場的時間太晚,效能又略差於 50G2……

前陣子我有買到改版的 40T(即:40T2),但做了測試的結果感覺和 40T 幾乎一樣,不知道到底改進了什麼(?)

三星另有兩顆很值得介紹的 21700 電池:

其一是 INR21700-48X(簡稱 48X,現在有改進版 48X2,但我沒有原始版,所以不知道差多少),這顆電池容量標稱 4800mAh,雖然比起 5000mAh 少了一些,但它放電時能維持比 50G2 還更高一些些的電壓,表現很好,而且更重要的是,官方規格上寫明,在 1C = 4.8A 充放電(放到 3.0V 截止,充到 4.15V 截止)的條件下,循環次數可達 3000 次,仍有 70% 以上容量,性價比真是很高。

其二是 INR21700-50S(簡稱 50S),它可說是目前(2020 年 12月)零售市場上的高容量 21700 電池之王,官方規格上寫明,可以 20A 連續放電(不需因電池溫度過高而停止放電),35A 非連續放電(需因電池溫度過高而停止放電),又明顯勝過 50G2。看到終於有顆官方認可,可以真正 20A 連續放電的電池,我覺得很棒,但想到之前屯的那些 50G2,又感覺悲傷 ……然後這幾個月又想方設法,終於搶到了(非拆機的很難買!)一些 50S 屯起來


接下來看看我做的放電測試的結果。因為三星的電池佔了約一半,因此每個放電設定有兩張圖,一張是三星電池的比較,另一張則是幾顆具代表性的三星電池和其他家電池的比較。因為許多電池並不適合 20A/60W 這麼大的電流/功率,所以 20A/60W 測的電池數量較少,一張圖就足夠。

首先是恆電流放電至 2.5V 的測試。

10A





15A





20A



再來是恆功率放電至 3V 的測試。

20W





30W





40W





50W





60W




還有就是,我用幾顆電池實驗幾支手電筒最高亮檔位的表現



ACEBEAM EC65 XHP35 HI 版本,我的是訂製的 5000K 版,亮度因此低一些,但驅動電路一樣。這個測試是這樣做的:在風冷的環境下開啟最高亮度,觀察到降檔就立刻關閉手電筒,等到手電筒被風冷徹底冷卻,再重複開啟最高亮度。當最高亮度開不起來了,就開啟次高的亮度,依此類推,如此得到的就是實驗的電池在這個電路上的表現。

可以看到,原廠電池表現虛弱,而表現最好的 50S 是真的很強……



ACEBEAM EC65 日亞版本,原廠使用的 TIR 磨砂透鏡光損太大射程又短,所以我換成了和 XHP35 HI 版本一樣的透鏡。EC65 日亞版本電流沒那麼大,但仍可看到原廠電池很不適用的事實……



ACEBEAM T36 4000K 訂製版本。4000K 的 LED 光效明顯比較差一些,電路也沒有催的很猛,50G2/48X2 和 50S 之間的差異不大,但仍可看到原廠電池很不適用的事實……



ACEBEAM T28 5000K 版本。其實我還有 T27,但是測試結果幾乎一致,表示 T27 和 T28 的差異只是外殼

這個電路的表現很保守,50G2/48X2 和 50S 之間的差異幾乎沒有。我猜是 ACEBEAM 發現了他們電池太虛但又不知如何解決,所以就把驅動電路做的保守,讓原廠電池表現沒那麼難看。但這實在不符合我對他們的期望……



阿木的 XT45,SBT-90-GEN2 版本,它的最高亮度用的就是直驅。讓人驚訝的是 50S/50G2 的表現幾乎一樣,而且和 40T/30T 數字差距極小,人眼根本看不出來,但續航明顯是 50S/50G2 比較好。



夜巡者老王的 NS03,SFQ60P 版本,它的最高亮度用的就是直驅。50S 和 40T/30T 催起來亮度可說是沒差,但 50S 續航明顯比較好。


簡單的個人總結:

50S 鶴立雞群,甚至在很多時候可以替代掉 40T,是我目前主要會買的最高容量 21700 電池。48X2 可循環次數高,效能也不錯,在功率要求不太高的時候可以用它,性價比很高。40T/30T 大概就是要追求直驅最高亮度數字時用用,看來已沒有多屯的價值。如此說來好像需要考慮的電池選擇沒多少?其實這樣也好,我每次買手電筒回來,總是要做實驗看哪顆電池表現最好最適用,這花很多時間,可是現在只要是 21700 電池手電筒的話,幾乎不用測就知道答案……但如果未來能有其他更好的電池,當然樂見其成。

就這樣,本文到此結束。
15

評分次數

三星的50S真的很強
買兩顆來弄行動電源,應該可以提供30W甚至45W的PD快充,拿來充筆電蠻不錯的XD

不過總體來說21700的手電幾乎比18650時代強了一倍不止
以前單顆18650最亮不過就2000流明,現單顆21700有3、4千甚至破萬都有可能
不知道我最愛的armytek什麼時候要出21700電池的手電
本帖最後由 jimmyang 於 2020-12-9 17:12 編輯

整篇看完,就二字........拜服  (三星的 INR21700-50S48X2  記下了)

大部分筒友手中還是18650筒,許多人身邊還有數十到數百顆18650電池.
加上主/客對於手電的熱情似乎降溫和對21700品號混亂及性能的不信任.
所以.......觀望等明年會不會更明朗些.




這邊好像也受COVID-19疫情影響,越來越冷了
~我喜歡暖色、小巧E.D.C~
三星的 INR21700-50G 和 48X2  記下了
50G 是不差,但獅兄應該是指 50S
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評分次數

  • jimmyang

Samsung INR21700-50S ,這顆不太容易找到。
一些網路上找來的電池圖片,方便各位辨識。改進版的名稱左下角有個數字註記這是第幾版。

50S


50G2


50E3


48X2


40T2
Samsung INR21700-50S ,這顆不太容易找到。
X-Ray 發表於 2020-12-9 16:33
確實如此,50S 規格很好,不會輕易流入市面,偶爾有的不是三星客戶用剩的少數一小批,就是拆機。

我會寫這篇文章,其實也是因為手電吧有人看到淘寶上有拆機的 50S,問它的規格是不是真的,我回了一些話,就覺得那更應該在這邊寫一篇完整的文章和各位介紹。但我並不是鼓勵各位去買拆機電池……拆機的電池便宜但多少有一點風險,請自己斟酌。
50G2 48X2目前还有货,50S已售罄!
50G2 48X2目前还有货,50S已售罄!
aaclsh 發表於 2020-12-18 16:11
這不是黃豆創意的老闆麼?原來也有逛這裡嗎
9# toobadorz


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