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Discussione: Batterie 18650 per il tuo BB (VV) che non deve chiedere mai

  1. #1
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    Cool Batterie 18650 per il tuo BB (VV) che non deve chiedere mai

    E’ ormai passato molto tempo dalle mie prime misure sulle batterie 18650, tra l’altro fatte con la “vecchia” strumentazione, con considerazioni che allora erano essenzialmente riferite ai BB meccanici.
    Ora con l’avvento dell’elettronica nei BB alcune esigenze si sentono meno, ma ciò non toglie che una buona batteria debba rispettare alcuni requisiti.

    Con riferimento ai sistemi a voltaggio (e wattaggio) variabile (ovviamente limitate ai BB VV che utilizzano una sola batteria 18650), facciamo alcune considerazioni preliminari, per meglio inquadrare la questione.

    Il “bello” del VV è che ti consente di utilizzare il sistema a tensioni mediamente più elevate e possibilmente costanti di quelle che la batteria “nuda” può erogare in un meccanico. In questo caso, infatti, la batteria sotto carico passava da una tensione iniziale di circa 4 V fino a scendere più o meno lentamente a valori di tensione, ad esempio 3.4 V in cui la soddisfazione era nulla, a meno di non utilizzare atom LR (max 1.5 ohm) e comunque anche in questo caso il grado di soddisfazione variava durante l’uso. Si cercavano allora batterie che avessero inizialmente uno “spunto” elevato e lo mantenessero più a lungo possibile.

    In una tipica curva di scarica della “buona” batteria ciò corrisponde ad una piccola caduta di tensione iniziale da vuoto a carico (da 4.2 a 4 V è il massimo che si può pretendere) e poi la tensione scende il più lentamente possibile durante la scarica per poi crollare con un netto “ginocchio” finale quando la tensione arriva a 3.3-3.4 V: in tal modo l’energia della batteria viene sfruttata in massima parte a tensione alte. Le batterie di “cattiva” qualità, magari anche di “amperaggi” elevati, scende invece abbastanza presto verso il limite di accettabilità di 3.4 V per poi continuare a scendere lentamente, e tutta quell’energia residua non viene sfruttata. Per cui di una batteria da 3000 mAh in realtà ne veniva utilizzata meno della metà al di sopra dei 3.4 V (ricordate le GTL?). Uno dei principali parametri di qualità della batteria è la resistenza interna, di cui si è parlato spesso e che influenza anche il “famoso” fattore di scarica della batteria (i C di scarica): più e bassa la resistenza interna, migliore è la batteria. Per un ripasso, leggere QUI http://www.esigarettaportal.it/forum...nti-e-non.html.

    Ora l’elettronica fa miracoli e ad essa chiediamo di mantenere una tensione costante (ad es. 4 V) per tutta la “durata” della batteria. Ma la batteria seguirà comunque la sua curva di scarica e la sua tensione erogata in realtà continua a scendere. Come fa l’elettronica a mantenere costante la tensione in uscita se la tensione in ingresso scende? Diciamo, grossolanamente, che “genera” il delta di tensione che manca alla batteria chiedendole una corrente maggiore di quella che poi eroga effettivamente alla resistenza, cioè trasforma un certo quantitativo di corrente (il surplus richiesto alla batteria) in tensione. Tutto questo conservando l’energia (o la potenza, che è l’energia erogata nell’unità di tempo).

    Ipotizziamo per semplicità che il circuito elettronico abbia un’efficienza del 100%, così da seguire agevolmente il discorso. Impostiamo il nostro BB VV alla tensione di 4 V con un atom da 2 ohm. Come sapete la corrente erogata all’atom sarà V/R = 4/2 = 2 Ampere e la potenza è VxV/R = 4x4/2 = 8 W (oppure RxIxI = 2x2x2 = 8W, oppure VxI = 4x2 = 8 W)).
    Bene, se la batteria si trova ad un livello di tensione (sottocarico) di 4 V dovrà comunque erogare 8 W (perché l’energia si conserva e abbiamo supposto che l’efficienza del sistema sia 100%). Quindi la corrente che deve attraversare la batteria è W/V = 8/4 = 2 Ampere, uguale a quella erogata all’atom, perché la tensione della batteria è la stessa di quella impostata. Ma la tensione sotto carico della batteria dopo un po’ scende, immaginiamo arrivi a 3,7 V: in questo caso la corrente nella batteria diventa 8/3,7 = 2.16 Ampere, mentre il BB continua ad erogare 2 Ampere a 4 V. Quando si arriva a 3.4 V sulla batteria si ha: una corrente 8/3.4 = 2.35 Ampere.
    Quindi più la batteria si scarica, maggiore è la corrente che le si chiede di erogare, accelerando la scarica della batteria stessa.

    Ho fatto un esempio abbastanza “tranquillo” ma se ripetiamo i calcoli per una impostazione di 6 V con un atom da 3 ohm, avremo sempre una corrente erogata di 2 Ampere, ma una potenza di 12 W e la batteria sarà chiamata ad erogare: quando all’inizio si trova a 4 V, una corrente di 3 Ampere (12/4), quando scende a 3.7 V, la corrente sarà 3.24 Ampere e alla fine, a 3.4 V, la corrente è 3.52 Ampere. E così via se “pretendeste” da una povera batteria che vi duri delle ore svapando ad esempio a 15W e oltre.

    Servono quindi batterie che abbiano anche qui una bassa resistenza interna ed un alto “C” di scarica, non tanto per lo spunto iniziale, come nei meccanici, ma per lo “spunto” finale. Se una batteria "soffre” già a scaricare 3 Ampere, quando si scarica e gliene vengono chiesti 3.5 Ampere, la sua tensione scende ancora di più ed il circuito le chiederà una corrente ancora maggiore e questa si scarica ancora di più fino a che il PV da il segnale “LOW” e si spegne. In una batteria con elevata resistenza interna, questo fenomeno è molto evidente e la batteria non riesce ad un certo punto a dare la corrente che il circuito vorrebbe e quindi la potenza necessaria all’erogazione impostata e si dice che il circuito “cala” e il PV “non vale un cacchio”. Invece molte volte il problema è la batteria. Non nego certamente che ci sia anche l’eventuale responsabilità del circuito, che magari perde di efficienza quando diminuisce la tensione in ingresso, ma anche la batteria fa la sua parte.

    Per questo non si usano batterie “protette” nei BB VV, perché il PCB di protezione della batteria (oltre ad inserire una non trascurabile resistenza interna aggiuntiva) limita o addirittura blocca l’erogazione di corrente se si superano certi valori (vedi le trustfire 1200 nel VAMO). E’ necessario che le batterie siano a bassa resistenza interna ed alto fattore di scarica “C”.

    Le batterie del tipo IMR hanno queste caratteristiche. Anche alcune batterie ICR possono avere buone caratteristiche e a volte hanno anche il vantaggio di un’autonomia maggiore: ovviamente la loro “chimica” è meno sicura e quindi se ne sconsiglia l’uso (assolutamente nei meccanici) ma c’è chi preferisce non usarle anche negli elettronici, perché non si fida delle protezioni insite in questi circuiti.

    Una nota finale, prima delle misure, sulla “ricerca della capacità delle batterie (ICR in particolare): esistono ottime celle giapponesi (PANASONIC e SAMSUNG, per fare un esempio) che hanno modelli da 2600 mAh, 2900 mAh e 3000 o 3100 mAh. Quale compro? La più alta, direte voi, miei piccoli lettori.

    Parliamone.

    Mi ricordo, e questo ricordo è rimasto in alcuni vecchi utenti, che nelle mie misure delle AW “nere” protette, il modello da 2600 mAh sembrava andar meglio del 2900 e del 3100 mAh e la stessa famosa PANASONIC da 2900 mAh NCR18650A in realtà “tirava fuori” meno energia di quella che prometteva, pur essendo comunque tutte ottime batterie. Come mai? Dovete sapere che da 2900 mAh in su, la tecnologia delle celle è leggermente diversa, per la presenza di ulteriori elementi chimici che consentono l’immagazzinamento di tali suepriori quantità di energia a parità di volume, e queste batterie, per poter essere sfruttate a dovere, dovrebbero essere caricate a tensioni di 4.3 o 4.35 V e non a 4.2 V come fanno (giustamente) i nostri caricabatterie (che altrimenti rischierebbero di danneggiare le altre normali batterie. Caricando queste super-batterie a 4.2 V in realtà non le carichiamo completamente e di conseguenza la loro resa sarà inferiore a quanto ci aspettavamo. Quindi, in realtà, fra una 2600 e una 2900 la differenza di capacità sfruttabile sarà inferiore ai 300 mAh che sembra dal valori nominali, ma circa un centinaio, se va bene (se va male, meno), e gli ultimi mAh a tensioni basse, quindi poco “soddisfacenti”. E in genere, queste batterie ipertrofiche, hanno anche una resistenza interna un po’ più alta.

    Ecco perché, ad esempio, la Joyetech ha scelto per la sua eVic una SAMSUNG ICR da 2600 mAh, ottimo compromesso fra qualità (bassa resistenza interna, come vedremo) e durata (curva di scarica a tensioni elevate anche verso la fine) raggiungendo prestazioni mediamente superiori di quelle che dà una IMR che al massimo è da 2250 mAh.

    Detto questo, al mio segnale…. non scatenate l’inferno, ma andate a guardarvi i grafici delle misure delle migliori batterie per BB VV che possiedo: SAMSUNG ICR 2600, PANASONIC NCR 2900, AW IMR 2000, EFEST IMR 2250 e PANASONIC IMR 2250 (CG18650CH):

    Resistenza interna: the winner is PANASONIC IMR 2250 (54 milliohm)



    % carica utile (rispetto alla nominale) fino a 3.4 V: SAMSUNG su tutti con il 72.3%



    Tensione media operativa per 1800 mAh di scarica: vince ancora SAMSUNG con 3.63 V



    Ed infine le curve di scarica a 2.5 Ampere (corrente media erogata dalla batteria in un BB impostato a circa 9-9.5 W, come piace svapare a me):



    Consigli finali: Se non “temete” le batterie non protette la SAMSUNG 2600 in dotazione dell’eVic è un’ottima batteria, altrimenti vi consiglio vivamente la PANASONIC IMR 2250 (CG18650CH), che costa meno della EFEST (che ha la stessa cella, ma è incartata e quindi ha un diametro maggiore e in alcuni tubi potrebbe non entrare). Deludenti le AW, nel confronto, e ho preso quella “migliore”. Per quello che costano, vado di EFEST o PANASONIC senza dubbio.
    Tenete infatti presente che anche due batterie uguali (stessa marca e modello) possono avere rese differenti (riscontrato spesso).

    Tutto ciò a beneficio degli utenti di questo forum e anche dei guardoni “esterni”, purchè diffondano la conoscenza (magari senza atteggiarsi a “fisici di turno”, chè non è di moda ).



    Edit: Precisazione sulle batterie di nuova generazione ad elevata capacità (>= 2800 mAh):

    Segnalo, per precisione, che la tensione di carica di 4.3 V (o anche 4.35 V) è richiesta per batterie di alta capacità (>= 2800 mAh) delle seguenti marche: SAMSUNG SANYO e LG. Per queste è necessario un caricabatterie speciale per sfruttarle al meglio.

    PANASONIC indica anche per le sue batterie di capacità più elevata (3400 mAh) una tensione massima di carica di 4.2 V, quindi ovviamente suggerisco di continuare a caricarle con questa tensione ed evitare "eventuali" esperimenti (non si sa mai....)
    Ultima modifica di giangi; 23-01-2013 alle 21:45


  2. #2
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    Grazie Giangi, preciso e prezioso come sempre

    Per la rep, ripasso appena posso, e niente battute scontate, please

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  4. #3
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    bravo, un lavoro eccezionale

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  6. #4
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    Predefinito Batterie 18650 per il tuo BB (VV) che non deve chiedere mai

    Come sempre un ottimo lavoro , grazie


    Inviato dal tuo ipad


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  8. #5
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    Bravo e soprattutto comprensibile

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  10. #6
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    Molto interessante, grazie!
    Apprezzo anch'io la spiegazione a prova di principianti, molto chiara e di facile lettura.

    (la rep non me la lascia dare, ma non dubito che ci saranno altre occasioni)

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  12. #7
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    Grazie alle tue spiegazioni qualche spiraglio di luce sul (per me) nebuloso mondo delle batterie comincia ad aprirsi.... rep niente per ora, non posso dartela.

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  14. #8
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    rep meritatissima,come al solito

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  16. #9
    mc0676
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    Bel report @giangi, non ti posso reppare ma lo farò asap !

    Spammo senza atteggiarmi a fisico di turno !

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  18. #10
    Ispiratore di Chrom© ®
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    Very Old Poster L'avatar di Sturusu
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    mi reiscrivo all'università e gli esami li preparerò con le tue dispense
    Uno stato in cui difendersi costa più della pena da cui ci si vorrebbe difendere non è civile.
    Che palle chi dà il benvenuto a tutti i costi


    Quello che sta nel cuore del sobrio è sulla lingua dell'ubriaco.(Plutarco)
    ci sedemmo dalla parte del torto poichè tutti gli altri posti erano occupati B.Brecht

  19. Il seguente User ringrazia :


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