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18650 鋰離子充電電池的心得

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toobadorz發表於 2019-7-7 03:24 | 顯示全部帖子

18650 鋰離子充電電池的心得

18650, 電池
本帖最後由 toobadorz 於 2019-7-27 03:25 編輯

下面要說的是我為手電筒購買/挑選/使用 18650 鋰離子充電電池的心得。

18650 鋰離子充電電池（以下簡稱 18650 電池），顧名思義的話，就是指它的直徑 18mm（18），高度 65mm（65），外觀是圓柱形的（0）。

18650 電池因為廣泛被市場所使用，需求量大，所以許多技術很好的電池廠如 Panasonic/Sanyo, Murata/Sony, Samsung, LG, MOLICEL 都有生產，選擇很多，部分常用的型號相信也廣為人知。

截至目前（2019年7月）為止，18650 電池最高容量仍是 3400~3500mAh 左右，就我所知的較好選擇有 Sanyo NCR18650BF/BL/BG/GA，LG INR18650 MJ1/M36，Samsung INR18650-35E/36G，Sony US18650VC7，以及之後可能會推出的 MOLICEL INR-18650-M35A。

這些高容量 18650 電池雖然都是由一線大廠所生產，但之間仍有些差異。扣除不知道什麼時候上市的 MOLICEL INR-18650-M35A，剩餘的以我經驗來說的話：

  • LG INR18650 MJ1 容量一般，雖然號稱 10A 放電，但你真的這樣用的話，它的發熱有點太高了，不太好用。

  • Samsung INR18650-35E 和 Sony US18650VC7 容量高，容易買到 3500mAh 足容的，但放電能力到 7~8A 左右就差不多了，泛用性不夠好。

  • LG INR18650 M36 和 Samsung INR18650-36G 是比較新的型號，但不知道是否因為電池廠還在調整配方的關係，之前的實驗沒有像預期的達到 3600mAh，放電能力也一樣普普通通，還不如同電池廠，品級好的 LG INR18650 MJ1 和 Samsung INR18650-35E。

  • Sanyo NCR18650BF/BL 可說是多年以前就推出的 NCR18650B 的後繼版本，容量相近的情況下提升了電池放電能力，但還是 NCR18650GA 各方面都要更勝一籌。目前 NCR18650GA 品級好的確實有 3500mAh 足容，且體質很好，可以撐得住 10~12A 的負載，加上正極是微凸的大圓頭，要串聯時可以直接和另一顆電池的負極直接接觸，非常好用，泛用性高。NCR18650BG 就是特斯拉 18650，可以 10A 放電，其實和容易買到的/品級一般的 Sanyo NCR18650GA 水準幾乎一樣，使用上最大的差異大概就是正極沒有突出，不好直接串聯。NCR18650BG 這顆電池在市場上有賣家另外自行包上熱縮膜的版本出售（這款電池生產出來是不包膜的），價格非常便宜。

這樣水準的高容量 18650 其實出現在市場上已經近四年了，網路上已經可以找到不少比較測試，我認為沒有什麼需要額外多測的，也不想再花錢每種都買一些來測試比較，因為我個人偏好泛用性和表現極佳的 Sanyo NCR18650GA，也已屯了很多，雖然它是其中最貴的（各位還是可以考慮性價比，買其他的）。

台灣電池廠能元（MOLICEL）的 INR-18650-M35A 還沒上市，但它號稱可 15A 放電，看似又勝過 Sanyo NCR18650GA，也值得期待。


既然最高容量的 18650 如何選擇其實已很明確，那另一個疑問就是如何選擇高放電的 18650 電池了。


具有 15~20A 以上放電能力的 18650 電池當然是有在進步，最近一次容量上的跨越就是從 2500~2600mAh（LG INR18650 HE2/HE4，Samsung INR18650-25R，Sony US18650VTC5，Sanyo UR18650NSX） 進步到 3000mAh（LG INR18650 HG2，Samsung INR18650-30Q，Sony US18650VTC6）。

3000mAh 的這三顆電池上市也有幾年了，網路上一樣有很多比較可供參考。我自己的經驗是：

  • LG INR18650 HG2 雖然是三者中最早上市的，但是曾有一段時期零售市場上完全無貨，在那之後可以買到的貨色品質就有所下降，容量不足容，放電能力也略有差異，讓人不太滿意。

  • Samsung INR18650-30Q 是三者中性價比最高的，比較容易用合理價格買到製造日期新又品級好的。

  • Sony US18650VTC6 是三者中效能最好的，但這前提是你要能買到製造日期新又品級好的，否則的話，不如買 Samsung INR18650-30Q。比較早以前的批次似乎容量衰退的有點快，加上電子菸市場會炒這顆電池的價格，過去的性價比有點低，但我近期買到的，熱縮膜上標示改為 Murata 的新貨色似乎有所改善，因此我自己目前買新電池時在這三者中還是選擇 US18650VTC6。

上面提到的這三顆 3000mAh 左右的電池雖然適用 15~20A 的負載，但是如果真需要用到 20A 或以上連續放電的話，仍需要注意在溫度過高的時候停止放電，不然有其危險性。其實這也就表明了，20A 或以上連續放電還是需要用能力更強的電池比較合適且安全。這一兩年來，市場上也的確出現了其他放電能力更強又有還不錯容量的電池，但它們之間的性能差異如何，卻缺乏完整的比較，這也是我花了大量時間做了實驗想要和大家分享的。


那麼廢話不多說，先看恆電流放電的結果：







為什麼 MOLICEL INR-18650-P26A 會有兩條曲線，且略有差異呢？因為我買到的這顆電池就是個體之間略有差異，我猜這是因為不同批次混在一起，但電池廠正在不斷試圖調整配方造成的：



相對而言，我直接和代理商 NPE 買到的 MOLICEL INR-18650-P28A 因為是同一批次，一致性就很不錯：



我在買到的 16 顆 Samsung INR18650-25S 上也遇到有一顆比較突出，其他的一致性幾乎完美的情況，推測也是類似原因：






再來是恆功率放電至 3V 的結果：












18650 有足夠多的好電池廠做的型號，能讓人在不同電流/功率需求下有不同的好選擇，不像我先前 16340/18350 心得文提到那樣，最好的選擇幾乎始終只有一個。因此我無法簡單的直接告訴各位用哪顆電池最好，只能提供我從市面上買到的這些可能的最佳選擇的比較結果，方便各位自行判讀。（可惜的是我沒有找到 Murata US18650VTC6A 和 Samsung INR18650-24S 可買，未免有遺珠之憾）


但文章當然不是到這裡就結束了。


我們是玩手電筒的，但是一般手電筒通常不會需要從單顆 18650 電池要 20A 以上的電流，倒是有使用到 FET 直驅方式的電路會對電池有高要求。我在近期有使用這樣類型電路的 TLF/BLF/LUMINTOP FW3A（18650 x1，FET+1+7 電路） 和 Emisar D18（18650 x3，FET+1+13 電路）做了不同電池表現的比較，能讓各位對電池的選擇有點感覺。


首先在不同 LED 的 FW3A 上，實驗第 130/150 階亮度。我施加了足夠的風冷讓它不會因過熱而觸發溫控降檔。這個亮度由 8 顆 7135 驅動，其實幾乎就是將電池以以 0.35 x 8 = 2.8A 的電流放電到 LED 在這功率下的驅動電壓 Vf，過程中維持 LED 端的恆電流（= 2.8A），額外的電池電壓則由電路直接浪費/消耗掉變成熱。電池電壓低於 Vf 之後，自然就無法維持恆亮了。需要注意的是，各電池能維持恆流的續航時間比例可不見得是它們標稱容量的比例。







同樣地，在 D18 上，實驗它的第 100/150 階亮度。這個亮度由 14 顆 7135 共同驅動。




再來是實驗 FW3A 的第 143/150 階亮度。同樣施加了足夠的風冷讓它不會因過熱而觸發溫控降檔。這個亮度就有用到直驅，因此亮度不恆定，亮度/續航時間完全由電池放電能力/容量來決定。





（我無法在日亞版 FW3A 上做這個實驗，因為在這個亮度上它的發熱太大了，即使將溫控溫度調到極限並施加強力風冷，還是無法阻止它因過熱而降檔）

同樣地，在 D18 上，實驗它的第 125/150 階亮度。這個亮度一樣有用到直驅。




最後是不同電池在 FW3A 和 D18 幾個不同檔位上表現出來的峰值亮度：












我個人對電池放電測試結果的心得：


  • Sanyo NCR18650GA：20W 以下的功率表現很好，在這些電池中能放出最多的能量，雖然放電電壓比起高放電電池仍差一截，但也足夠高。這表示它很適合一般低於 2000 流明的單 18650 電池產品（如果 LED 的光效不會太差的話，這亮度範圍對電池功率要求理應接近 20W）。

  • Samsung INR18650-30Q：15A/40W 以下放電時的高性價比選擇，在這範圍內確實稍微遜色於 Sony US18650VTC6，但差異不大，實用上大概感覺不太出來就是。

  • Sony US18650VTC6：一樣是 15A/40W 以下放電時的好選擇，功率更高一點到 50W 的時候也還不錯，這功率下和 Samsung INR18650-30Q 的差異就變明顯了。目前的價格似乎比較正常，是很具泛用性的電池。

  • Sony US18650VTC5A：到 50W 以上的功率時，它比 VTC6 的放電電壓要更高一籌，這大概也是為什麼電子菸市場曾把它的價格炒得還更高的原因。但現在已經有更好的選擇了。

  • Sony US18650VTC5D：像是 VTC5A 的改進版本，放電的電壓更高，容量也更高，是個好電池，也是 50W 以上功率的最佳選擇之一。

  • MOLICEL INR-18650-P26A/P28A：都是能元科技的產品，放電表現都不錯，也是 50W 以上功率的最佳選擇之一，但部分 P26A 的容量與表現堪比甚至勝過 P28A，有點讓人不知道該賭賭手氣買 P26A 或是乖乖用更高的價格買 P28A，有點尷尬。

  • LG INR18650 H26：很好的新款高放電電池，也是 50W 以上功率的最佳選擇之一，但是正極帽蓋偏軟，比較容易凹陷，而凹陷的帽蓋可能會導致電池內部安全裝置（卸壓閥）無法正確運作，使用上需要注意。

  • Samsung INR18650-25S：容量和 Sony US18650VTC5A 差不多，但是放電能力好很多，到 60W 以上功率時放電電壓仍能維持得很好，明顯比其他較高容量的比較對象更高。

  • Samsung INR18650-20S：大概是目前市場上放電能力最強的 18650 電池了，只是容量偏低。（但還是比以前要進步了，過去真正可 30A 以上連續放電的 18650 電池都不到這種容量）


我個人對這些電池在直驅手電筒上測試的心得：


  • Sanyo NCR18650GA：亮度表現雖然落後一大截，但沒有想像中差，也還堪用，因為亮度比較低，發熱因此明顯比較低是個亮點（？）。

  • Samsung INR18650-30Q：亮度表現高一級。

  • Sony US18650VTC6 與 MOLICEL INR-18650-P26A/P28A：亮度表現再高一級，算是同一水準。讓人驚訝的是 MOLICEL 的電池並沒有略勝一籌，這也許是因為他們的電池在一開始放電的瞬間壓降比較大的原因。

  • LG INR18650 H26 與 Sony US18650VTC5A：亮度表現更高一些，差不多是同一水準，但 H26 的容量更高。

  • Sony US18650VTC5D：亮度表現再高一點點。

  • Samsung INR18650-25S：亮度又更高些，有著還可以接受的容量和很強的放電能力，這顆電池很不錯。

  • Samsung INR18650-20S：亮度最高，但容量也最低，各位可以參考續航曲線比較得知，它在中低亮度和其他電池的續航時長比例差異。



就這樣，本文到此結束。
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toobadorz發表於 2019-7-7 13:03 | 顯示全部帖子
修訂：在最後部分補上個人心得，方便不明白怎麼解讀圖表的人有些概念。

但那只是我個人的解讀，仍然建議看實驗結果圖表會比較準確。
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toobadorz發表於 2019-7-25 23:02 | 顯示全部帖子
剛發現當時測得的 FW3A 流明數都偏高，因為忘了乘上以標準燈校正的係數，現在已全數修正。
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toobadorz發表於 2020-5-10 23:52 | 顯示全部帖子
本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-10 23:59 編輯

5# Jasen

你好，抱歉這麼久了才注意到我這篇文有人回覆提問

1. 我測試 D18 的時候用的 NCR18650GA 是正極有點焊尖頭的，約 67mm 長。其實這款電池因為正極微凸，不必點焊尖頭就可以用，但因為要比較的其他電池都是純平頭，必須點焊尖頭才能用，所以為了公平起見，我測 D18 時是全都用尖頭的。

2. 哪裡有真正安全的正品嗎？坦白說我也不敢推薦，因為鋰電池這種東西就是有風險存在，我大多是直接從大陸買，偶爾要求快就只能賭賭運氣找找網拍上比較有信譽，差評少的賣家了。

3. 市場上 NCR18650B 有 BSMI 的價格就明顯貴一大截，全台據說沒幾個有真正送驗，因為送驗是要錢的，所以就要從買家身上賺回來。我個人是已經不會買這款過時的電池，但如果只是在 D18 上一般使用的話，應該還是可以的。

4. 在台灣要零買 MOLICEL 的電池也還真的有點不便，我當時一開始是找了幾個 MOLICEL 的電子信箱詢問他們能不能零賣一些給我，不過都是杳無音訊。後來沒奈何，就改寄信詢問他們的總代理商 N-Power Energy 能寶科技 (NPE)，幾經波折，總算零買到了一些。現在他們已經有 FB 專頁，可以試著問問看。或者你也可以直接聯繫 NPE 授權販售他們電池的 Vapcell（在深圳），只是那樣要自己想辦法集貨從大陸運過來。

5. 充電器的選擇務必參考 HKJ 的一系列評測：https://lygte-info.dk/info/roundCellChargerIndex%20UK.html 。不過他的結論和給分一向寫得很寬容，所以最好要看看內文，不要直接跳到結論。
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toobadorz發表於 2020-5-23 19:23 | 顯示全部帖子
本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-23 19:31 編輯

8# FTICR

你好，他的影片我曾看過，但有些奇怪或我覺得不妥之處。

他測試容量使用的是 Opus 的 BT-C3xxx 系列充電器，這台充電器放電測試容量的電流偏低，截止電壓不到 2.5V，且精度不夠，也不是用真四線方式接觸電池，不太適合拿來作容量相近的電池之間的比較。

35E 測出來的容量不到 3300mAh 其實很有問題，表示儀器有問題，或這電池可能是舊批次，或不足容的 B 品，或者存放不恰當容量衰退等等。我還沒遇過全新真品 35E 低電流放電，容量會低於 3400mAh 的。

他用來測試的 GA 電池是加工上尖頭的，但這挺有問題，因為尖頭是否是用點焊上去，點焊的好或不好，會對內阻和壓降影響差很多。我注意到他測試 10A 負載的時候，GA 電壓跌到只有 3.34V，但在我的 10A 放電曲線上可以看到，初期 GA 的電壓是超過 3.5V 的。另外，他同樣 10A 負載的時候測得 30Q 電壓只有 3.34V（和 GA 一樣！？），這是很誇張的低的數字，至少在我的測試，和 HKJ 的測試，都可看到初期 30Q 在 10A 放電的電壓是超過 3.8V 的。

而且測試承受負載之後短時間的壓降其實不見得代表實際使用情況，有的電池一開始壓降較大，但能維持這樣的電壓放電好一陣子，有時這反而更好。這端看用電的設備電路設計了。

至於為什麼我沒有把 35E 放在比較對象裡面，原因也很簡單，因為我過去測試自己實際買到的電池經驗是，35E 容量比 GA 略高一些，但官方額定只有 8A 連續放電確實有其原因，因為他的壓降比較大，發熱也比較嚴重，而我又不想屯太多種不同電池，所以現在手上已經沒有新批次全新 35E 可供比較了。
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toobadorz發表於 2020-5-23 23:35 | 顯示全部帖子
本帖最後由 toobadorz 於 2020-5-23 23:37 編輯

10# FTICR

其實那台 Opus 的機器我也有兩台，測容量是不太準的，例如同顆新品大廠電池放在它同個槽位重複多次測試容量，卻會得到動輒差到 100mAh 以上的結果。但如果用電子負載加上真四線電池架，測到的差異就小得多。它用來取樣電流的電阻精度不夠，又沒有消除接觸電阻的影響，就是這種結果

35E 是不錯的高容量電池，但要說它同時堪比其他高放電的電池，大概沒那麼理想？你可以使用 HKJ 的工具自行比較兩者的放電曲線：https://lygte-info.dk/review/bat ... 18650comparator.php

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或是參考 Mooch 的 35E 測試：https://www.e-cigarette-forum.co ... -8a-battery.773473/
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