Аккумуляторы 21700 на 5000mAh - сравнение самых популярных моделей

Сегодня у нас на сравнительном обзоре и тесте три самых популярных li-ion аккумулятора формата 21700 и номинальной емкостью 5000mAh.

• Samsung INR21700-50E
• Samsung INR21700-50G
• LG INR21700-M50LT

Сравним их заявленные характеристики, а также фактические результаты при разряде на токах от 1 до 15 Ампер. И расскажем о некоторых нюансах, которые на первый взгляд не так очевидны.

В тесте участвуют Samsung INR21700-50E второй ревизии (версии). Напомню, что у аккумулятора 50E первой ревизии внутреннее сопротивление было выше - 21-24 мОм. У второй ревизии внутреннее сопротивление стало меньше - 14-16 мОм. 

Аккумулятор Samsung INR21700-50G тоже второй ревизии. Первой ревизии этой модели я не встречал. Модель 50G - это дальнейшее развитие аккумулятора 50E. В первую очередь разница в  том, что заявленный ресурс аккумуляторов 50E - 500 циклов, у 50G - 1000 циклов.

У LG в формате 21700 на самом деле есть несколько моделей линейки M50. Это INR21700-M50 - эта модель появилась самой первой. Позже появились аккумуляторы INR21700-M50T. И, наконец, не очень давно на рынке появилась модель INR21700-M50LT. Этот модельный ряд был изначально ориентирован на применение в электротранспорте. Поэтому и улучшение характеристик шло в первую очередь в направлении увеличения срока жизни ячеек.

Характеристики аккумуляторов Samsung INR21700-50E, Samsung INR21700-50G и LG INR21700-M50LT

На первый взгляд основные характеристики всех трех моделей практически одинаковые - минимальная емкость чуть менее 5000mAh, максимальный ток чуть ниже 15 Ампер. Но давайте посмотрим внимательнее.

Минимальная гарантированная емкость Samsung 50E и 50G немного меньше, чем 5000 mAh. А вот LG в последнее несколько лет в своей документации на многие модели перестал указывать емкость в mAh. Вместо этого указывается энергия в Ватт*часах. С одной стороны - это даже более правильно в ряде случаев, но к mAh все привыкли.

Ток стандартного заряда у Samsung 50E выше, чем у 50G и M50LT.

Фактическое внутреннее сопротивление всех трех моделей примерно одинаковое. В районе 14-15 мОм. В datasheet тоже примерно такие же цифры. Ниже измеренные значения внутреннего сопротивления трех ячеек, которые непосредственно участвовали в тестах. Измерение проводилось прибором YR-1035+.

• Samsung INR21700-50E - 14.05 мОм
• Samsung INR21700-50G - 15.06 мОм
• LG INR21700-M50LT - 14.52 мОм

По температуре эксплуатации тоже все одинаково. За исключением того, что для LG M50LT максимальное значение температуры +55 градусов, а для обеих моделей Samsung +60 градусов. То есть аккумулятор LG переживает сильный нагрев немного хуже аккумуляторов Samsung.

Насчет заявленного ресурса. У модели Samsung 50G по сравнению с предшественником 50E ресурс увеличен вдвое. Но обратите внимание на условия ресурсных испытаний - у 50G ток заряда меньше, 1,6 Ампер против 2,45 Ампер у 50E. Если у 50E ток заряда также уменьшить, то и его ресурс возрастет. Может быть, конечно, не в 2 раза, но все же.

У модели LG M50LT при ресурсных испытаниях ток разряда в два раза меньше, чем у моделей от Samsung. Но что самое интересное - снижение емкости не более, чем до 80% после 1000 циклов заряд/разряд гарантируется только при заряде аккумулятора до напряжения 4,1 Вольт и разряде до 2,85 В. Как известно, неполный заряд и неполный разряд здорово увеличивают ресурс li-ion аккумуляторов. Это такой хитрый маркетинговый ход от LG для увеличения цифр или какие другие причины - не известно.

Так что сами по себе цифры в datasheet по количеству циклов не отражают полной картины. Всегда читайте datasheet очень внимательно.

Тестирование под нагрузкой

Тестирование под нагрузкой производилось в режиме разряда постоянным током до напряжения 2,5 Вольта с помощью электронной программируемой нагрузки постоянного тока RIGOL DL3021.

Большинство устройств (фонари, Powerbank и т.д.) прекращают работу при разряде аккумуляторов до напряжения примерно 3 Вольта. Поэтому мы дополнительно зафиксировали, какая емкость и энергия были отданы ячейками при разряде до 3 Вольт. На гистограммах справа - это синие сегменты. Белые сегменты - это емкость и энергия, которые были отданы при полном разряде до 2,5 Вольт. Как вы увидите, во многих случаях относительные результаты при разряде до 2,5 и 3,0 Вольт отличаются.

Аккумулятор LG INR21700-M50LT при разряде до 3.0 Вольт показывает лучшие результаты по сравнению с обеими моделями от Samsung. Он выигрывает и по емкости (mAh) и по энергии (wh). Это следствие того, что под нагрузкой у него просадка напряжения меньше. Поэтому в реальном использовании он покажет немного лучшие результаты.  Но если просто измерить емкость всех моделей на простом зарядном устройстве, которое производит тестовый разряд до напряжения 2.5 Вольт, то результаты будут абсолютно иными - аккумуляторы Samsung 50E и 50G будут впереди, что несколько введет в заблуждение и не покажет реальную картину.

Стоит отметить, что LG M50LT при разряде током 15 Ампер нагрелся достаточно сильно - до 66 градусов к концу разряда. Это очень много для низкотокового аккумулятора. Для таких моделей не стоит допускать нагрев выше 60 градусов. Samsung INR21700-50G перенес разряд 15 Амперами гораздо лучше, нагрев до 62 градусов.

Особенность плюсового контакта LG INR21700-M50LT

У аккумулятора LG INR21700-M50LT толщина площадки плюсового контакта примерно в полтора-два раза меньше, чем у Samsung 50E и 50G. Это накладывает некоторые ограничения на его применение.

Для устройств, в которых контактная система имеет пружины этот аккумулятор подходит плохо. Это, например, фонари. Пружины будут неизбежно продавливать плюсовой контакт. LG M50LT из-за этой конструктивной особенности лучше подходит для использования в составе сборок, где аккумуляторы соединяются точечной сваркой и давления на плюсовой контакт нет. Речь в первую очередь про батареи электротранспорта. 

Выводы

Все три модели аккумуляторов формата 21700 показали неплохие результаты. Samsung 50E - на третьем месте, все-таки это самая старая модель среди них. Samsung 50G по сравнению с 50E смотрятся немного получше, но разница не очень большая. Основное преимущество Samsung 50G - вдвое больший заявленный ресурс по сравнению с аккумулятором 50E. LG INR21700-M50LT на первом месте практически по всем параметрам. Но не забываем про особенность плюсового контакта, этот аккумулятор подойдет не ко всем устройствам. Он ориентирован в первую очередь на использование в составе сборок (электротранспорт).

По заявленному ресурсу - читайте внимательно datasheet на каждую модель. Тут все не так очевидно, как кажется на первый взгляд. Скорее всего по фактическому ресурсу 50E отстанет от 50G и M50LT не сильно и намного при одинаковых условиях эксплуатации. Это подтверждается информацией от коллег, которые собирают батареи для электровелосипедов.

Итак, если вам аккумулятор нужен для фонаря или для другого устройства, для которого не исключен риск падений и ударов и контактная система вашего девайса имеет пружину, то лучше использовать Samsung 50E или 50G. Их плюсовые контакты более толстые и будут меньше продавливаться. Если аккумуляторы будут использоваться в составе сборок и соединяться точечной сваркой, то толщина плюсового контакта уже значения не имеет, можно смело использовать любую модель. LG INR21700-M50LT по фактическим характеристикам будет немного предпочтительнее, но разница все же не сильно и велика.

Все три аккумулятора не следует использовать в устройствах, в которых долговременный ток нагрузки будет больше 8-10 Ампер. Обычно аккумуляторы находятся в закрытом корпусе, в котором условия охлаждения хуже, чем на нашем открытом стенде для тестирования. А значит в реальной работе они будут греться сильнее. Если устройство предполагает кратковременный ток с ячеек более 8-10 Ампер, то термоконтроль обязателен. Иначе будет высокий риск перегрева аккумуляторов, что неизбежно приведет к снижению их ресурса.