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Discussione: ..a proposito di BB meccanici, batterie e sicurezza.

  1. #1
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    Predefinito ..a proposito di BB meccanici, batterie e sicurezza.

    Ciao forum!

    Ho dato un’occhiata alle sezioni del forum più pertinenti con l’argomento e non ho rintracciato una discussione specifica sui BB meccanici che includesse tutte le avvertenze, soprattutto in termini di sicurezza, sul loro utilizzo e sulla corretta gestione delle batterie durante l’uso, durante la ricarica e durante la conservazione, così ho pensato di scrivere due righe..

    ---

    > Questo primo post non ha la pretesa di essere una guida esaustiva sull’argomento (anche se - conoscendomi - temo che avrà parvenze enciclopediche), piuttosto quella essere un incipit che possa stimolare una discussione ancor più specifica e idealmente essere un riferimento per coloro che si avvicinano ai BB meccanici con qualche dubbio, preoccupazione o, peggio, superficialità.

    > Sono in possesso del mio primo BB meccanico solo da poco tempo, quindi ho ben poca esperienza pratica, ma ho avuto il tempo e la voglia di approfondire in anticipo la questione; facendo riferimento anche alle nozioni più generali sull’uso delle batterie ricaricabili che ho accumulato nel tempo, penso di poter iniziare ad elencare e argomentare almeno i punti fondamentali.

    > Tengo a precisare che non ho una formazione elettrotecnica e quindi prego chiunque ravvisasse imprecisioni o omissioni di segnalarle e, facendo affidamento sulla cortesia dei moderatori, provvederò a fare le opportune correzioni; ed ovviamente a tutti è rivolto l’invito ad integrare la discussione con la propria esperienza, eventuali domande e ulteriori approfondimenti.

    >>> N.B. Chiedo cortesemente a @giangi e/o @AndySmoker e/o @ufo e/o @chriseida (mi scuso se ho dimenticato qualche “specialist” a cui è automaticamente esteso l’invito; ho solo menzionato i nick viola che mi sono ricordato..) di dare un’occhiata al topic in modo da poter provvedere alla tempestiva correzione di eventuali inesattezze. Grazie!

    ---

    Cosa sono i “Big Battery” in breve:

    I Big Battery sono sostanzialmente dei tubi portabatterie e si dividono in due categorie principali: i BB elettronici ed i BB meccanici. Per non complicare le cose non considero i BB che per un motivo o l’altro non rientrano in queste due categorie avendo caratteristiche in comune, tali da renderli “ibridi”..

    I BB elettronici includono circuiti elettrici ed elettronici che permettono sia di intervenire sulle variabili elettriche di erogazione, come ad esempio modulare la tensione di uscita, sia di salvaguardare utilizzatori e batterie da una serie di problematiche che potrebbero insorgere durante l’uso.
    I BB meccanici sono dei tubi portabatterie privi di qualsiasi elettronica di controllo e non permettono alcun intervento decisionale sulla tensione di uscita, limitandosi ad erogare la Corrente Continua proveniente della batteria, in funzione delle sue condizioni di carica e della sue capacità di erogare la corrente nell’unità di tempo (Ampere).


    Differenze tra i BB in termini di sicurezza:

    I BB elettronici si possono considerare dei dispositivi intrinsecamente sicuri, dato che includono in sé tutte le protezioni necessarie affinché siano utilizzati in serenità e senza necessità di particolari competenze da parte dell’utilizzatore, purché ci si attenga alle indicazioni d’uso del costruttore e ad una minima dose di buon senso.
    I principali dispositivi di sicurezza incorporati in un BB elettronico riguardano la protezione da corto circuiti, da inversioni di polarità, sovrascarica delle batterie e surriscaldamento.
    Includerei tra i dispositivi di sicurezza anche lo spegnimento multiclick e il “cut-off” dell’erogazione continua dopo un tempo prefissato, generalmente attorno ai 10”.
    In BB che integrano un circuito di ricarica della batteria, tipicamente via USB, si aggiunge anche la protezione da sovraccarico delle batterie.
    I BB meccanici sono semplicemente privi di ogni dispositivo di protezione e ogni precauzione inerente la sicurezza è demandata alla responsabilità, alle conoscenze e all’attenzione dell’utilizzatore.


    Cause e conseguenze dei principali fattori di rischio per BB meccanici e batterie al litio:

    - Corto circuito: Un cortocircuito avviene quando viene a crearsi un collegamento conduttivo diretto tra positivo e negativo di una batteria. Escludendo possibili ma improbabili rotture interne all’accumulatore, in particolare dell’elemento separatore degli elettrodi, le principali cause di un corto circuito durante l’utilizzo dei BB possono essere ricondotte ad un problema del sistema di vaporizzazione, quando i poli sono erroneamente collegati tra loro da un elemento conduttivo, oppure per inversione di polarità dei collegamenti ai pin.
    Il corto circuito è pericoloso perché equivale ad una richiesta di corrente con resistenza pari o tendente a zero, quindi senza alcun freno (carico) al passaggio della stessa che quindi tenderà ad “infinito”.
    L’accumulatore erogherà la massima corrente possibile e tenderà a scaldarsi rapidamente fino a temperature molto elevate perdendo la stabilità termica.
    Le conseguenze di un corto circuito sono variabili in funzione della composizione chimica della batteria e delle possibilità di dissipazione dell’energia fornite dal “contenitore” in cui sono alloggiate.
    Si passa dall’emissione di gas ad alta temperatura delle batteria con chimica più sicura, fino all’esplosione vera e propria, passando per una gamma di reazioni intermedie, comunque sempre potenzialmente pericolose.

    - Inversione di polarità: L’inversione di polarità di una batteria in un BB meccanico, da un punto di vista concettuale del circuito elettrico, non dovrebbe avere conseguenze. È però sufficiente che il rivestimento isolante della batteria sia rovinato, incompleto o mancante perché ci sia un elevato rischio di corto circuito.
    Se l’involucro metallico della batteria, che è sempre negativo, viene in contatto con il tubo metallico del BB, che in caso di inversione di polarità diviene positivo, il corto circuito è servito.
    Anche la conformazione dei pin del BB, spesso diversi tra positivo e negativo in funzione della struttura asimmetrica delle batterie, può comportare dei contatti anomali o attivazioni involontarie ed essere un fattore di rischio, quindi anche con batteria perfettamente isolate l’inversione di polarità è sempre da evitarsi.

    - Sovrascarica (tensione): La sovrascarica di una batteria avviene quando, durante l’uso o durante la lunga conservazione, la tensione residua (Volt) viene portata al di sotto di una determinata soglia, chiamata tensione di interdizione, che può variare leggermente a seconda della composizione chimica dell’accumulatore, ma che in ogni caso rappresenta un punto di non ritorno, oltrepassata la quale alcune caratteristiche strutturali della batteria vengono irrimediabilmente alterate.
    La conseguenza più comune è quella di causare il deterioramento prematuro della batteria, che non sarà più in grado di essere ricaricata fino alle tensioni di lavoro e dovrà quindi essere smaltita.
    In casi estremi la sovrascarica può portare ad un’inversione di polarità “spontanea” (inversione di tensione) o al corto circuito interno, con le possibili conseguenze già descritte.
    Anche e soprattutto il tentativo di ricarica successiva ad una sovrascarica, pur non sfociata in evento plateale, può essere molto pericoloso.
    Non si tratta quindi “solamente” di salvaguardare le batterie e la loro longevità, ma anche di evitare problemi di sicurezza ben più gravi.

    - Sovrascarica (corrente): Se ad una batteria con una determinata capacità di scarica viene chiesta più corrente di quanta possa fornirne, si possono verificare conseguenze molto simili a quelle riscontrabili durante un corto circuito, fino al surriscaldamento e all’instabilità termica, con tutti i pericoli già descritti.
    Un corto circuito, come abbiamo visto, è un collegamento con resistenza tendente a zero. Non saprei come definire altrimenti una resistenza da 0.2Ω che qualcuno utilizza (in mondovisione) a 10cm dal proprio viso con malcelato esibizionismo..

    - Sovraccarico: Il sovraccarico (o sovraccarica) di una batteria può avvenire durante il ciclo di carica e si traduce nell’aumento della tensione della batteria oltre le specifiche, che generalmente consistono in 4.20V nelle batteria Li-Ion più comuni (esistono anche batterie con “tensione di crociera” di 4.35V).
    Anche un caricabatterie dedicato, che rientri nelle specifiche minime di idoneità alla ricarica di batterie al litio (la qualità degli algoritmi di ricarica sono un altro aspetto..), per motivi generalmente riconducibili ad un problema al circuito di controllo, può arrivare ad erogare una tensione maggiore del dovuto durante la ricarica e portare le batterie al sovraccarico e quindi al surriscaldamento.
    Anche dopo il termine del ciclo di ricarica vera e propria, quando la batteria non viene rimossa immediatamente dal caricabatterie, persiste un rischio di sovraccarico che può essere causato da un errato/mancato taglio alla corrente di terminazione o da una successiva erronea erogazione della corrente di mantenimento o di “rabbocco”.
    Inutile dire che soprattutto i caricabatterie più economici e mediocri (chi ha detto Trustfire?..) o caricabatterie particolarmente “stanchi” e usurati possono essere maggiormente interessati da queste anomalie. Un caricabatterie di qualità, in perfetta efficienza e verificato periodicamente, può essere considerato sicuro, ma non per questo eviteremo di dedicargli qualche piccola attenzione, anche quando è nuovo e non ancora verificato nel suo funzionamento corretto.

    - Surriscaldamento: Il surriscaldamento, come abbiamo visto, è generalmente una conseguenza diretta di altre manovre maldestre o imprevisti tecnici ed al contempo anche la causa principale delle reazioni pericolose interne agli accumulatori, quindi senza ripeterne le varie cause mi limiterei a ribadire che calore, eccessivo calore, è sempre un segnale che deve metterci in guardia.
    Sottolineo, una volta di più, che anche il solo utilizzo di un dispositivo ad elevata richiesta energetica per tempi prolungati può essere causa di surriscaldamento. Nell’uso normale di un BB meccanico, salvo tentativi di record mondiale di nebbia, difficilmente si eccede nei tempi di erogazione al punto da causare un surriscaldamento critico, ma consideriamo sempre che l’attivazione accidentale di un BB meccanico è un pericolo reale se non si presta la dovuta attenzione ed i dispositivi di blocco meccanico non sono efficaci e solidi.

    - In conclusione, senza entrare troppo in tecnicismi chimico/fisici che non mi competono, voglio però insistere sul fatto che il surriscaldamento, così come le altre variabili di pericolo, non solo solo paroloni o scocciature temporanee che si possono ignorare o dimenticare una volta terminati i sintomi più evidenti.
    Ognuna delle problematiche analizzate può originare delle trasformazioni chimiche irreversibili all’interno dell’accumulatore che risultano poco o affatto visibili, esternamente, ma che nelle loro conseguenze più disastrose possono portare, ad esempio, ad una rapida ed ingente formazione di CO2, tale da provocare un aumento della pressione interna che può arrivare ad oltrepassare le 35 atmosfere prima dell’evento conclusivo...


    Consigli pratici nell’uso di un BB meccanico:

    - Controllo con multimetro della resistenza e dei corti degli atom
    È fondamentale, dopo la rigenerazione di un atom, controllare la reale resistenza finale espressa in Ω e la possibile presenza di corto circuiti.
    La previsione della resistenza mediante misurazione della lunghezza del resistivo può essere una buona indicazione preliminare, ma non può dare certezze conclusive.
    Particolare attenzione è fondamentale anche quando si utilizza per la prima volta una nuova fornitura di materiale da rigenerazione. Per quanto ci si fidi dell’attenzione e dell’affidabilità del fornitore, l’errore umano è sempre possibile. Un banale errore di etichettatura può risultare fatale in determinati casi.
    Posso fare un esempio concreto che mi è recentemente accaduto: Ho ricevuto un nuovo assortimento di fili resistivi e non, e ho portato a termine una rigenerazione utilizzando Nichrome 0.20 e Nickel 0.20.
    Quando sono andato a controllare la resistenza finale è risultata essere di 0.1Ω!
    È successo che chi ha preparato la bobina ha semplicemente scambiato il Nickel Chrome con il Nickel NR. Un errore banale che poteva costarmi caro se avessi saltato la misurazione e avessi avvitato immediatamente l’atom sul BB meccanico.

    Quindi sempre fare una verifica con un multimetro o almeno con un BB elettronico protetto, sia della resistenza finale, sia della presenza di corti.
    È buona norma anche provare qualche attivazione su un BB elettronico o al limite su una batteria eGo, se la resistenza lo permette e non è troppo bassa da mandare in protezione il PV.

    - Controllo della carica della batteria
    È importante verificare periodicamente la tensione effettiva delle batterie prima e dopo la ricarica.
    Prima, per verificare che non ci sia stata sovrascarica durante l’uso o durante l’inutilizzo prolungato dell’accumulatore, dopo la ricarica per verificare la corretta tensione (MAX 4.2v ±0.05) imposta dal caricabatterie.
    La tensione residua minima, al di sotto della quale si può parlare di batteria sovrascaricata, è variabile in funzione della composizione chimica che la costituisce, ma possiamo genericamente e prudenzialmente considerare 3V come un punto limite di sicurezza da non oltrepassare. Buon senso vuole che ci si tenga il più possibile lontani da questo limite minimo, anche in considerazione del fatto che le batterie Li-Ion non soffrono in alcun modo la ricarica parziale da tensioni intermedie, anzi la prediligono e se ne avvantaggiano in termini di longevità.
    È chiaro anche che l’utilizzo di batterie prossime ai 3V di tensione su un BB meccanico con resistenze adatte a tensioni superiori anche di 1V sarà ben poco soddisfacente, quindi dopo aver fatto l’abitudine alla resa caratteristica e decrescente dell'atom su BB meccanico, verrà spontaneo sostituire la batteria ben prima del limite.
    Personalmente di norma non porto le batterie sotto i 3.6V residui, anche su BB elettronico, che è anche la tensione più adatta alla (lunga) conservazione per eventuale inutilizzo prolungato, come vedremo in seguito.

    - Evitare l’uso batterie in serie
    L’uso di due o più batterie in serie, per aumentare la tensione di partenza, sarebbe sempre da evitare per vari motivi.
    Innanzitutto non tutte le batterie sono progettate per sopportare l’utilizzo in serie, manovra che tende a “stressare” molto di più gli accumulatori rispetto all’utilizzo singolo, dato che non c’è simmetria di carico tra le due batterie durante la richiesta energetica. La capacità di scarica di entrambe le batterie utilizzate in serie deve essere quindi piuttosto elevata per far fronte alla richiesta di erogazione non omogeneamente distribuita.
    Questa richiesta energetica asimmetrica, anche quando soddisfatta dalle caratteristiche delle batterie, ha conseguenze sia a lunga scadenza, sia nell’immediato. Alla lunga la longevità delle batterie utilizzate in serie, se non opportunamente ruotate durante l’utilizzo, sarà anch’essa disomogenea, con una batteria che “invecchierà” molto più rapidamente dell’altra e che peraltro continuerà a subire il maggior carico durante l’uso.
    Nel breve, invece, il rischio maggiore è la sovrascarica di una delle due batterie, mentre l’altra risulta ancora a tensione di lavoro.
    Tutto ciò è valido con BB elettronici protetti e a maggior ragione su dispositivi meccanici che tendono ad essere utilizzati con setup più gravosi e stressanti per le batterie.

    - Dispositivi aggiuntivi di protezione
    Come abbiamo visto i BB meccanici non hanno alcun dispositivo di protezione incorporato, ma esistono dei piccoli “circuiti” (in realtà relativamente complessi..) che possono integrarsi con la batteria durante l’uso per aumentare la sicurezza attiva e passiva del PV.
    Tra questi troviamo i cosiddetti “2 cent fuse” (o vape fuse/vape safe/etc.), dallo spessore di pochi millimetri, che si possono montare in serie alla batteria e che forniscono protezione in caso di corto circuito, interrompendo il collegamento elettrico.
    In genere sono usa (salta) e getta, ma se non erro ne esistono anche modelli “resettabili”. *-> Da approfondire!

    Un altro dispositivo di sicurezza, che però a differenza del “fuse” include anche funzionalità di regolazione elettrica VariVolt o VariWatt, è il “Kick” che esiste in varie declinazioni, originale (by Evolvapor, I e II)) e di altri costruttori (Sigelei, Smoktech, ...). In tutte le configurazioni, che differiscono tra loro per funzionalità legate all’erogazione, sono presenti dei circuiti di sicurezza contro corto circuiti e sovrascarica. Anche il Kick viene posto in serie con la batteria alloggiato all’interno del tubo del BB. In questo caso lo spessore è di un paio di cm.

    Un ulteriore dispositivo di sicurezza da considerare, sebbene sia un po’ primitivo nel suo funzionamento, puramente meccanico, è la cosiddetta “hot spring”, ovvero una molla collassabile che può andare a sostituire la molla di serie, generalmente facente parte del pin negativo, di un BB meccanico.
    Composta da materiale particolarmente termosensibile, in caso di surriscaldamento della batteria a causa di un corto circuito, provvede ad interrompere il collegamento elettrico collassando su sé stessa. Una specie di fusibilone!

    - Kick
    Il “Kick”, oltre alle già accennate capacità di protezione, include un circuito step-up, con caratteristiche diverse a seconda del costruttore, che permette di stabilizzare l’erogazione di energia ad un voltaggio (o wattaggio) prestabilito dall’utilizzatore, che imposterà il valore desiderato su di un potenziometro incluso nel circuito.
    Ad eccezione del “Kick 2” di Evolvapor il limite più stringente dei vari Kick è in termini di wattaggio massimo (10 o 12W) e soprattutto in termini di amperaggio limite che si traduce in una minima resistenza utilizzabile pari a circa 1.3/1.5Ω. Non sono in possesso di dati certi e documentati sulla costanza di rendimento in funzione della carica residua della batteria. *-> Da approfondire!

    - Prevenire l’attivazione involontaria del BB
    È importante prevenire l’attivazione involontaria dell’erogazione in un BB meccanico, che essendo privo di protezione “cut-off” continuerà ad erogare con conseguenze potenziamente pericolose.
    Se sono presenti dei blocchi meccanici del tasto di attivazione è opportuno verificare che siano funzionali.
    In caso di trasporto, in una borsa ad esempio, sarebbe opportuno togliere l’atomizzatore in modo da impedire che possa verificarsi la chiusura del circuito al pin positivo. Meglio ancora, per scongiurare ogni possibile rischio, rimuovere la batteria e riporla in un contenitore adeguatamente isolato.

    - Non invertire la polarità delle batterie
    Come già indicato e argomentato, non è consigliabile invertire la polarità delle batterie in un BB meccanico.

    - Verificare la presenza di fori di sfiato
    Verificare (ed eventualmente intervenire con una modifica) che il BB meccanico abbia degli adeguati fori di sfiato in caso di collasso della batteria. Se i fori non sono presenti o non sono sufficienti per quantità e/o dimensioni, l’emissione di gas (IMR/INR) ed il conseguente aumento della pressione interna potrà causare la rottura o l’esplosione del BB.

    - Manutenzione dei BB meccanici
    A seguito di fatti recentemente accaduti mi dichiaro inabile alla materia e auspico ulteriori approfondimenti. *-> Da approfondire!

    In breve: la manutenzione ordinaria è volta al mantenimento delle condizioni estetiche del BB ed al mantenimento/miglioramento della capacità di conduzione della corrente attraverso il tubo metallico ed eventuali giunzioni o punti di contatto tra parti (filettature, pulsante di attivazione, etc.). La pulizia è generalmente effettuata con alcool isopropilico, mentre la conduttività viene trattata con sostanze antiossidanti e riattivanti elettrici antidispersione.


    - Tipi di batterie Li-Ion (cenni):

    Tra le batterie genericamente chiamate “ricaricabili al litio” o, più precisamente, “Li-Ion” si possono annoverare accumulatori con composizioni chimiche molto diverse tra loro, con caratteristiche intrinseche differenti e quindi idealmente dedicate ognuna ad un utilizzo specifico che ne assecondi i pregi e non contrasti con i suoi punti deboli.
    Andremo ad analizzare le caratteristiche principali della batterie adatte all’utilizzo svapatorio.

    > Le informazioni che ho raccolto nel tempo sono state verificate al massimo delle mie possibilità; purtroppo alcune caratteristiche non sono ben documentate dai costruttori, che spesso producono delle schede tecniche molto approssimative e quindi alcuni dati derivano dalla comparazione di test strumentali e da informazioni “ufficiose” comunque provenienti da fonti autorevoli (o supposte tali).
    Aggiungo che la ricerca nel campo degli accumulatori è in forte accelerazione, per ovvi motivi, ed è ragionevole ipotizzare che saranno numerose le innovazioni nel prossimo futuro e che arriveranno presto alla clientela consumer. Le informazioni raccolte qui di seguito sono da considerarsi “allo stato attuale delle cose” e potrebbero essere presto obsolete.

    N.B: La nomenclatura ufficiale delle sigle che indicano la composizione chimica o la “famiglia” chimica di appartenenza degli accumulatori (normalmente con riferimento chimico al catodo) spesso viene integrata o sostituita da una nomenclatura commerciale. Includerò entrambe le voci per ogni tipologia di composizione chimica.

    - Lithium Cobalt Oxide / Lithium Cobalate / Lithium-Ion-Cobalt
    - Composizione: LiCoO2
    - Sigla “chimica”: LCO
    - Sigla commerciale: ICR
    - Esempi : Samsung ICR1865026F - Sanyo UR18650FM - LG ICR18650D1 - alcune AW protette -
    - Caratteristiche principali: Elevata capacità ed energia specifica, Ricarica massima a 1C, basso costo di produzione, ridotta sicurezza chimica, ...



    -----------

    - Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide
    - Composizione: LiNiCoAlO2
    - Sigla “chimica”: NCA
    - Sigla commerciale: NCR
    - Esempi : Panasonic NCR18650PD - Panasonic NCR18650B - Samsung ICR1865030B - alcune AW protette -
    - Caratteristiche principali: Capacità, potenza ed energia specifica elevate, ...



    -----------

    - Lithium Manganese Oxide / Lithium Manganate / Lithium-Ion-Manganese
    - Composizione: LiMn2O4
    - Sigla “chimica”: LMO
    - Sigla commerciale: IMR
    - Esempi : AW (tutte le non protette) - Efest IMR - Sony US18650V1/2/3 - Sanyo UR18650A - MNKE IMR18650-1500
    - Caratteristiche principali: Composizione chimica sicura, bassa resistenza interna, elevata capacità di scarica, ciclo di vita relativamente breve, buona “tolleranza” alla sovraccarica, ...



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    - Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide / Llithium-Manganese-Cobalt-Oxide
    - Composizione: LiNiMnCoO2
    - Sigla “chimica”: NMC [anche NCM, CMN, CNM, MNC, MCN]
    - Sigla commerciale: INR
    - Esempi : Samsung INR1865020R - Samsung INR18650-15Q - Panasonic NCR18650PF (?)
    - Caratteristiche principali: Composizione chimica sicura, elevata capacità di scarica, elevata energia specifica, ...



    -----------

    Edit: Non ho considerato le LiFePo4, che non conosco e che non mi risultano diffuse per i nostri utilizzi, ma potrei sbagliarmi, quindi segnalo un *-> Da approfondire!

    ADDENDUM: LiFePo4 - IFR
    Citazione Originariamente Scritto da Trimegisto Visualizza Messaggio
    Aggiungerei solo che le IFR, ovvero le LiFePO4, sono ottime batterie, simili alle IMR, altrettanto sicure e con capacità di scarica(high drain) anche migliore. Hanno anche capacità maggiore delle IMR ma, ovviamente, inferiore alle ICR. Svantaggi: non si trovano da 3,7 V ma solo da 3V e richiedono un charger che abbia questa opzione di ricarica.
    Le più famose sono le Tenergy da 750 mAh, che vengono spesso vendute in kit con charger dedicato. Forniscono 3A di corrente che mantengono stabile anche per tiri prolungati e sembrano essere longeve ed indistruttibili.
    Personalmente uso sul Reo mini anche le IFR 15270( di non facile reperibilità) e devo dire che si comportano bene, solo che preferendo i 7,4 V ai 6V tendo ad usare maggiormente le IMR 15270.
    ->


    Le immagini sono tratte da -> “batteryuniversity.com”.


    - Capacità di scarica / Limite di amperaggio delle batterie:

    Ogni batteria ha una specifica capacità di erogazione dell’energia, ovvero la capacità di fornire la massima corrente durante la scarica.
    Tale capacità, generalmente riferita ad un carico continuo, non pulsato, può essere espressa in “C” (Coulomb) o in “A” (Ampere).
    L'ampere esprime l'intensità di corrente di un conduttore attraversato dalla carica di un Coulomb in un secondo, mentre i Coulomb rappresentano la quantità di carica elettrica trasportata in 1 secondo dal flusso di corrente di 1 ampere
    Ne consegue che il “C-Rate” (“fattore C” non mi suona bene come traduzione :P ) è la corrente di scarica (o di carica), in ampere, espressa come frazione della capacità nominale.
    Ad esempio, una corrente di scarica 0.5C di una batteria con una capacità nominale di 2000mAh è data da:
    2000mAh/2 = 1000mA = 1A
    Conoscendo queste caratteristiche è possibile scegliere la “giusta” batteria per le condizioni d'uso che dovrà affrontare.


    - Batterie protette o chimica sicura?:

    Non prendo nemmeno in considerazione l’ipotesi di utilizzare batterie con composizione chimica non sicura senza protezione, incorporata o aggiunta in serie, in un BB meccanico. E spero che nessuno lo faccia.
    Anzi, lo ribadisco: MAI UTILIZZARE BATTERIE ICR/NCR NON PROTETTE IN UN BB MECCANICO! È PERICOLOSO!
    L’unico dubbio ragionevole dovrebbe riguardare l’utilizzo di batterie protette o batterie con “chimica sicura”.

    Le prime sono generalmente accumulatori ICR (LiCoO2) o NCR (LiNiCoAlO2) a cui viene aggiunta la protezione, le seconde sono batterie IMR (LiMn2O4) o INR (LiNiMnCoO2). Queste ultime, nelle più recenti realizzazioni promettono di abbinare caratteristiche di sicurezza passiva molto simili alle IMR, con capacità e longevità superiori alle Litio-Manganese.

    La protezione ideale di una batteria al litio si basa su almeno tre differenti dispositivi di sicurezza incorporati:
    - Un circuito PCB sul polo negativo che protegge da sovraccarico, sovrascarica e corto circuiti e che una volta entrato in protezione può resettarsi automaticamente oppure quando viene iniziato un nuovo ciclo di ricarica, a seconda del circuito utilizzato. È presente solo sulle batterie protette.
    - Una termoresistenza (o termistore) PTC/PPTC sul polo positivo per la protezione dal surriscaldamento. Normalmente presente in tutte le batterie di qualità.
    - Una valvola a pressione o un interruttore meccanico (CID) sul polo positivo che protegge dalla pressione interna eccessiva. Normalmente è presente in tutte le batterie di qualità.

    Batterie protette - PRO:
    - La protezione è sempre attiva, in quanto incorporata, anche quando le batterie non sono in uso o in carica. Ad esempio durante il trasporto, magari senza le dovute precauzioni che impediscano il contatto con oggetti metallici.
    - Le batterie ICR protette possono fornire una grande autonomia in virtù della loro elevata capacità intrinseca.
    - ...

    Batterie protette - CONTRO:
    - Ridotta capacità di scarica che limita il range di setup/resistenza utilizzabili
    - Se il circuito di protezione non funziona correttamente, “sotto” (o dietro..) c’è una batteria pericolosa.
    - Dimensioni, soprattutto in lunghezza per la presenza del PCB, ma talvolta anche in larghezza per la presenza della lamina di collegamento dei poli, che possono risultare incompatibili con alcuni BB meccanici.
    - ...

    Batterie a chimica sicura - PRO:
    - Elevata capacità di scarica necessaria per poter utilizzare resistenze molto basse e quindi amperaggi molto elevati.
    - La ridotta pericolosità è intrinseca e non dipende da elementi o circuiti esterni che si possono guastare.
    - ...

    Batterie a chimica sicura - CONTRO:
    - Longevità relativamente ridotta (IMR) rispetto ad altre composizioni chimiche.
    - Capacità relativamente ridotta (IMR) rispetto ad altre composizioni chimiche.
    - ...

    La mia personale scelta per i BB meccanici è per batterie con chimica “sicura” IMR e INR, eventualmente accoppiate ad un fusibile o ad un Kick.


    - Tipi di caricabatterie e qualità della ricarica (cenni):

    I caricabatterie sono dispositivi fondamentali e “critici“ nella catena dello svapo, come le batterie. Ed esattamente come per le batterie non bisognerebbe badare al risparmio di pochi euro scegliendo un caricabatterie di dubbia qualità. O peggio, di indubbia mediocrità.
    Un caricabatterie di qualità si ripagherà da solo nei molti anni di servizio che ragionevolmente potrà garantire, prendendosi cura (letteralmente) delle nostre batterie con le giuste caratteristiche di erogazione della carica e salvaguardando la nostra sicurezza con circuiti di protezione affidabili.
    Al primo segnale di surriscaldamento anomalo o sovraccarica delle batterie è opportuno verificarne il buon funzionamento ed eventualmente sostituirlo immediatemente e senza remore.

    La caratteristica tecnica più importante per un caricabatterie di batterie Li-Ion è il processo di carica gestito dall’elettronica di controllo secondo gli algoritmi CC/CV.
    A grandi linee, lo standard circuitale CC/CV (Constant Current - Constant Voltage / Corrente Costante - Voltaggio Costante) prevede che la prima fase della ricarica (con tensione residua >2.75v) sia eseguita al valore nominale di amperaggio selezionato (se selezionabile) fino a quando l’accumulatore non raggiunge la tensione di 4.2V. La seconda fase, a commutazione automatica e chiamata anche carica di saturazione, prevede che la tensione di output sia regolata a 4.2V mentre la corrente erogata diminuisce progressivamente fino a raggiungere un valore di terminazione in cui il processo di ricarica termina, per l’appunto.
    La precisione nell’applicazione di questi algoritmi, che - come detto - è autodeterminata dall’elettronica di controllo, consente sia di ottenere la massima longevità delle batterie trattate con cicli di ricarica standard, sia di minimizzare le possibilità di sovraccarico e surriscaldamento.
    La differenza in termini di qualità della carica, minore stress per la batteria e sicurezza passiva è drammatica rispetto a caricabatterie che si limitano a “erogare corrente fino a che la batteria non è piena” o che hanno un’elettronica di controllo che sempicemente “simula” (o tenta di simulare..) gli algoritmi CC/CV.

    Grafico di un ciclo di ricarica CC/CV @1A del caricabatterie Xtar VP1 su batteria 18650 da 3400mAh

    Immagine tratta da -> “lygte-info.dk”

    Non fidiamoci di caricabatterie qualsiasi, magari saltati fuori da qualche kit “cinese”, se non abbiamo prove certe della loro affidabilità e qualità, verificabili quantomeno incrociando le recensioni esistenti.
    Non ne vale la pena da alcun punto di vista.

    La velocità di ricarica è un altro fattore importante per la longevità della batteria ed è importante attenersi ai valori massimi (in genere espressi in C) previsti dal produttore.
    Scegliere un caricabatterie solo perché permette una maggiore velocità di ricarica, magari non selezionabile, senza preoccuparci della “giusta” velocità di ricarica (C-Rate) è un errore.
    Generalmente una ricarica tra 0.5C e 0.8C risulta adatta alla maggior parte delle batterie Li-Ion, con alcune eccezioni che tollerano una ricarica anche più rapida senza particolari conseguenze.
    Un buon caricabatterie che fornisca 1A alle 18650, 0.5A a 18500 e 18350, 0.25A a 18350 e formati più piccoli può essere considerato un buon compromesso, adatto alla maggior parte delle batterie Li-Ion.

    Una ricarica più lenta dei valori consigliati non è deleteria per le batterie.
    Una ricarica più rapida dello standard, quando non è eccessivamente fuori standard, quindi deleteria e richiosa, può comunque influire negativamente sulla longevità delle batterie e nel breve comporterà una peggiore conservazione dell’energia.
    Una ricarica parziale non è deleteria, anzi ha effetti benefici sulla longevità della batteria. La sola conseguenza è una durata inferiore durante l’uso. Ad esempio alcune “nuove” batterie con tensione massima di 4.35V possono essere proficuamente ricaricate con caricabatterie per i 4.20V, “solo” rinunciando a 0.15V di tensione.


    - Consigli pratici sulla gestione e conservazione delle batterie:

    Le batterie Li-Ion hanno un ciclo vitale relativamente ridotto che è influenzato dal tempo trascorso dalla produzione, dalle condizioni d’uso, delle condizioni di conservazione e dal numero di cicli di ricarica.
    Il tempo trascorso dalla produzione non è una variabile, ma può esserlo la sua corretta determinazione, dato che l’acquisto nella maggior parte dei casi viene fatto attraverso un intermediario commerciale e anche il tempo passato in magazzini e cassetti (la cosiddetta “shelf life”, letteralmente “vita del prodotto sullo scaffale”) ovviamente influisce sull’invecchiamento delle batterie.
    Su questo aspetto non abbiamo, in linea di massima, alcun controllo. L’unica accortezza che possiamo tenere è quella di acquistare da un fornitore che ha un buon volume di vendite e che ragionevolmente non manterrà per molto tempo il prodotto fermo in stock.
    Tra le condizioni d’uso possiamo includere “l’impegno energetico” cui sono sottoposte mediamente le batterie e le temperature medie di esercizio. Un accumulatore utilizzato in condizioni miti di temperatura con una scarica media richiesta di 1A avrà un vantaggio in termini di longevità rispetto ad un pari esemplare utilizzato in zona equatoriale con 10A di scarica media.
    Le condizioni di conservazione, durante l’inutilizzo, possono essere anche più influenti rispetto all’utilizzo vero e proprio per la vita dell’accumulatore. Innanzitutto le batterie Li-Ion sono più “a loro agio” quando gli Ioni sono in movimento, mentre soffrono la condizione di staticità prolungata, quindi la condizione di inutilizzo prolungato non è affatto gradito, né privo di conseguenze. In secondo luogo, durante l’inutilizzo aumenta la suscettibilità nei confronti della temperatura di conservazione che diviene un fattore determinante per preservare o ridurre la longevità dell’accumulatore.
    Anche la tensione residua durante l’inutilizzo prolungato è un fattore importante per la corretta conservazione, motivo per cui tutte le batterie Li-Ion nuove vengono precaricate e spedite a circa il 40-50% della loro capienza utile (SoC) e devono (o dovrebbero) sempre essere ricaricate prima di essere utilizzate.
    Incrociando questi fattori è stato verificato e documentato che la condizione migliore per la lunga conservazione di una batteria Li-Ion è a bassa temperatura e con una tensione residua del 40%.

    La seguente tabella (fonte: batteryuniversity.com) mostra come, al variare della temperatura e della tensione di stoccaggio, sia variabile l’autonomia utile residua degli accumulatori di varie composizioni chimiche, dopo un periodo di conservazione di un anno (salvo dove specificato diversamente).



    Il numero di cicli di ricarica come indice di longevità di una batteria è un dato tecnicamente corretto, ma nella pratica diventa facilmente un dato aleatorio, visto che fa riferimento a condizioni "ideali" difficilmente riproducibili nella realtà. A cominciare dal fatto che per ciclo di ricarica non viene considerato, giustamente, ogni azione di ricarica parziale della batteria, ma un ciclo completo di scarica e ricarica.
    Nell’uso comune difficilmente (e opportunamente) vedremo dei cicli di ricarica completi standard e omogeneamente distribuiti nel tempo, quanto piuttosto dei cicli più ravvicinati di ricarica parziale. Si calcola, per fare un esempio, che tre cicli di ricarica del 30% ognuno, possano essere pari ad un ciclo completo di ricarica considerato dalle specifiche dei costruttori.
    Per la mia pur breve esperienza mi sentirei di affermare che la quantità di ricariche eseguite, anche sommando le ricariche parziali, difficilmente riesce ad essere un indicatore attendibile della vita residua di una batteria, ma soprattutto che non sia il principale fattore di degrado per una batteria, rispetto all’utilizzo, a volte maldestro o gravoso, e alle condizioni di temperatura d’esercizio e conservazione.

    Sintetizzando, le batterie Li-Ion idealmente andrebbero acquistate solo quando servono e per essere immediatamente e continuamente utilizzate. Tutte le batterie in nostro possesso dovrebbero essere utilizzate a rotazione e non (mal)conservate in un cassetto in attesa della dipartita di quella in uso.
    In caso si renda necessaria una lunga conservazione sarebbe opportuno attenersi alle condizioni di tensione e temperatura ideali. È sufficiente caricare (o scaricare) le batterie a circa il 40% e conservarle, opportunamente protette da umidità e condensa, in frigorifero o comunque in luogo a bassa temperatura costante. Non a temperatura di congelamento. E andranno riportate lentamente/naturalmente a temperatura ambiente prima della ricarica.
    Non vanno mai scaricate completamente, né conservate scariche.
    Una volta ricaricate andrebbero utilizzate appena possibile.


    - Memorandum - smaltimento batterie:

    Le batterie sono rifiuti altamente inquinanti, contengono metalli pesanti e “sostanze” rare che possono essere riciclate.
    È fondamentale, ancorché obbligatorio, smaltirle presso centri di raccolta differenziata, come le riciclerie comunali o negli appositi contenitori che possiamo trovare presso strutture pubbliche, centri commerciali e negozi vari.
    MAI gettare batterie, di qualsiasi tipo, tra i rifiuti indifferenziati o “disperderle nell’ambiente”.




  2. #2
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    Post a disposizione della moderazione per eventuali integrazioni future..

  3. #3
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    Grazie.

  4. Il seguente User ringrazia :


  5. #4
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    Very Old Poster L'avatar di Trimegisto
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    Aggiungerei solo che le IFR, ovvero le LiFePO4, sono ottime batterie, simili alle IMR, altrettanto sicure e con capacità di scarica(high drain) anche migliore. Hanno anche capacità maggiore delle IMR ma, ovviamente, inferiore alle ICR. Svantaggi: non si trovano da 3,7 V ma solo da 3V e richiedono un charger che abbia questa opzione di ricarica.
    Le più famose sono le Tenergy da 750 mAh, che vengono spesso vendute in kit con charger dedicato. Forniscono 3A di corrente che mantengono stabile anche per tiri prolungati e sembrano essere longeve ed indistruttibili.
    Personalmente uso sul Reo mini anche le IFR 15270( di non facile reperibilità) e devo dire che si comportano bene, solo che preferendo i 7,4 V ai 6V tendo ad usare maggiormente le IMR 15270.

  6. I seguenti User ringraziano:


  7. #5
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    uno dei casi in cui mi dispiaccio della scomparsa della stellina... rep virtuale + per te!



    Ma a conti fatti ho speso moooooolto di più...

  8. Il seguente User ringrazia :


  9. #6
    L'agruma meccanica
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    Very Old Poster L'avatar di Arancia
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    Bella guida, mi fa piacere avere una conferma che tratto i miei BB nel modo giusto.
    Click VAPIT!

  10. Il seguente User ringrazia :


  11. #7
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    Grazie @GulpiNau
    post come questo mi fanno capire che c'è sempre da imparare ; interessantissima la parte dell ' " Inversione polarità delle batterie nei BB".

    categoria KISSBOX 999 GALILEO+Kick INFINITY MONKEYBOXXVV V-MAX v3 REO Grand ProVari Mini[/SIZE]
    Spostare l'asticella sempre verso l'alto, purtroppo, nello svapo spesso produce effetti indesiderati...(cit. O-WK) rokko1 LIVE !

  12. Il seguente User ringrazia :


  13. #8
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    L'avatar di ppp
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    I ringraziamenti si sprecano
    ""A seguito di fatti recentemente accaduti mi dichiaro inabile alla materia e auspico ulteriori approfondimenti."" qui mi hai fatto capottare

  14. I seguenti User ringraziano:


  15. #9
    Very Gulpi User o_O
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    Very Old Poster L'avatar di GulpiNau
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    Citazione Originariamente Scritto da Trimegisto Visualizza Messaggio
    Aggiungerei solo che le IFR, ovvero le LiFePO4...[...]
    Grazie mille! Mi sono permesso di aggiungerlo al primo post

  16. #10
    I <3 Riccetta
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    Grande come sempre
    Salvata, visto che fra poco mi arriva il primo meccanico.. darò una ripassata ulteriore!

    Ma.. non c'era un limite di caratteri ai post?

  17. Il seguente User ringrazia :


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