Аккумулятор Vapcell P2150A 21700 5000mAh, немного больше чем просто аккумулятор

У меня были разные аккумуляторы, обычные, с защитой, с преобразователем и даже со встроенным зарядным, но вот настолько необычный аккумулятор попал ко мне в руки впервые.
Осмотр, тесты, выводы.



Еще когда я выбирал аккумуляторы для теста, то решил что это просто самые обычные аккумуляторы с защитой и зарядным, а отличие их от других только в размере. Но все оказалось гораздо интереснее, в данном случае мы имеем дело с гибридом аккумулятора, защиты, зарядного и повербанка.

Упаковка привычна и на данном этапе все также как у других аккумуляторов Vapcell


Характеристики с сайта Vapcell
Model: INR21700 5000mah 10A
Size: 21.1*70.5mm
Typical Capacity: 5000mAh (0.2C discharge)
Min capacity: 4800mAh (0.2C discharge)
Nominal voltage: 3.60V
Max Continuous Discharge Current: 10A
End-of-charge voltage: 4.20V
End-of-discharge Voltage: 2.5V
Weight: 76g ( Appr)
Internal resistance: 28mΩ ( Appr)（AC 1kHz）
Standard Charge: 1500mA,CCCV 100mA cut-off
Quick Charge Current: 2500mA
Cycle life: 1C discharge / 70% DOD, ≥ 800 cycles

Вроде тоже все как обычно, но перечень характеристик на этом не заканчивается.
Protect plate (PCB) Specification:
Over charge protection voltage: 4.25+0.1/-0v
Over discharge protection voltage ：2.50+0/-0.1V
Over current protection current: 12~18A

USB Type-C Interface Specification:
USB charge model: CC CV
USB input power: 5.0v ,≥1.0A
USB end-of-charge voltage: 4.20V
USB CC mode charge current: 1000mA
USB CV mode charge current :100mA
USB output: 5.0v ,max 1.5A

Аккумуляторы имеют выступающий плюсовой контакт с отверстием, за которым находится двухцветный светодиод. Около плюсового контакта находится и USB гнездо, но не привычный в подобных решениях microUSB, а более современный USB-C, что конечно же более интересно.
Также здесь указаны все необходимые характеристики как самого аккумулятора, так и входа/выхода.


Размеры и вес.
Да, длина аккумулятора это боль и слезы, мало в какое зарядное можно установить аккумулятор с длиной более 76мм. Конечно заряжать удобно встроенным зарядным, но при внешнем подключении ток заряда может быть до 2.5А.


Любопытно, но оказалось что ток заряда составляет около 1.5А, хотя и в описании и на самих аккумуляторах заявлено только 1А.
Исходно аккумуляторы были заряжены примерно на 40%, в цикле «нормализации» я получил 4834 и 4857мАч.


Как это часто бывает, заявлено два режима заряда, нормальный током 1.5А и ускоренный током 2.5А.
Нормальный режим конечно щадящий, но заряжать аккумулятор почти четыре часа это как-то многовато, со встроенным зарядным будет примерно та же самая ситуация.


В укоренном режиме аккумулятору приходится тяжелее, но и время заряда на час меньше, всего 2 часа 38 минут. Отчасти время заряда увеличивается из-за наличия в аккумуляторе защиты и здесь повлиять нельзя.


В качестве предварительного теста схемы защиты я подключил аккумулятор к тестеру EBC-A10H, но его 10 ампер не смогли перегрузить аккумулятор.


Ладно, подключаем к более мощной нагрузке и запускаем автотест.
Отсечка произошла при токе около 14А, что вполне вписывается в заявленные —
Over current protection current: 12~18A


У второго экземпляра результаты сходны, но стоит отметить, что ток срабатывания зависит от степени заряда и температуры.


Кроме того в описании указывалось что:
Over discharge protection voltage ：2.50+0/-0.1V

Задаем ток разряда 0.2С и смотрим при каком напряжении защита отключит ячейку.
У меня вышло около 2.411 вольта, что вписывается в заявленные характеристики, по мере роста тока нагрузки порог срабатывания будет повышаться. Имеется в виду напряжение на клеммах аккумулятора, а не внешних.


Измерения емкости.
Проверка первого экземпляра проводилась в режимах: 0.2, 0.5, 1, 2С и 12.5А.
В результате получил 4735мАч или 17.25Втч, что заметно ниже заявленного, при этом длительный тест током 12.5А аккумулятор провалил, сработала защита, но справедливости ради никто и не обещал, заявленный максимум 10А.


Как и следовало ожидать, максимальная температура при большом токе нагрузки будет в районе платы защиты, около разъема она доходит до 85 градусов.
Ниже температура в конце тестов током 1, 2С и 12.5А


При тесте второго аккумулятора я выставил максимальный ток 11.5А вместо 12.5А и он почти закончил тест с такой нагрузкой. Думаю если бы в комнате было немного прохладнее, что защита дала бы закончить тест.


У второго все почти также, за исключением того что в режиме 11.5А температура не сильно отличалась от теста при токе 10А.


В плане идентичности характеристик все очень неплохо, предположу что внутри стоят фирменные ячейки.


Встроенное зарядное устройство имеет три режима:
1. Если аккумулятор сильно разряжен, то сначала заряжает малым током.
2. После достижения некоего напряжения включается нормальный заряд током 1.5А
3. Когда аккумулятор полностью заряжен то зарядный ток отключается, на фото потребление самого тестера.

Светодиод во время заряда моргает красным, после окончания заряда светит синим. Хотя иногда светодиод моргал красный/синий, но полную логику индикатора я так и не понял.

Судя по всему внутри стоит обратимый преобразователь напряжения, соответственно имеем до 1.5А выход и до 1.5А ток заряда, а так как это преобразователь, то ток в цепи аккумулятора еще больше.
В пользу этого говорит и то, что при заряде тестер насчитал только 4105мАч и почти 20Втч, при этом из проведенных выше тестов известно что реально аккумулятор имеет емкость более 4700мАч.


Температура верхней части аккумулятора во время заряда не превышает 50 градусов.


Повербанк конечно примитивный, но при этом имеет авторежим, при малом токе нагрузки выход отключается.
Также имеется какая-то индикация сильного разряда, перед отключением моргает красным, но опять же, местами логика работы индикации для меня так и осталась загадкой.
При проверке протоколов почему-то вывел поддержку Huawei и что еще более странно, Power Delivery, правда при просмотре режимов там ничего интересного не оказалось.


Напряжение на выходе держится довольно стабильно, колебания в полном диапазоне нагрузок были около 30-40мВ, при этом напряжение немного завышено, что также нормально.
Если ток превышает 1.6А, то напряжение начинает падать, при дальнейшем увеличении тока нагрузки выход отключается.


Размах пульсаций умеренный, ниже осциллограмма без нагрузки и при токах 0.5, 1 и 1.5А, хотя при максимальном токе можно было бы и поменьше.


Когда ПБ перешел в «спящий» режим, то видно что периодически он подает небольшое напряжение на выход для определения наличия нагрузки.


Проверка работы в режиме повербанка проводилась при токе 1.5 и 1А для первого экземпляра и при 1.5А для второго.
Почти независимо от режима работы на выходе имеем 2830-2890мАч и 14.5-14.8Втч, кроме того в режиме 1А напряжение на выходе было 5.14В, а в режиме 1.5А чуть меньше, 5.10В.
В любом случае получается, что при емкости аккумулятора в 16.6Втч в режиме ПБ получаем 14.5Втч, КПД соответственно около 87%. На мой взгляд для столь компактного устройства очень даже неплохо.


В качестве эксперимента приближенного к реальному сценарию использования берем смартфон и подключаем его к выходу аккумулятора.
Изначально аккумулятор был полностью заряжен, а смартфон имел заряд 30%.
Данный смартфон при питании от 5 вольт может брать до 2А ток заряда, но так как повербанк под нагрузкой немного снизил напряжение, то упал и ток заряда, в данном случае до 1.6А. При этом выход не отключился и аккумулятор продолжал заряд.
Через пару часов смартфон полностью зарядился, а ток упал до 350мА. Да, надо было подключить полностью разряженный смартфон, но как-то думал что повербанк разрядится раньше.

В итоге получается, что в конкретно моем примере повербанк зарядил смартфон с 30 до 100% отдав при этом 2738мАч из своих 2890, т.е. почти полностью разрядился.

При этом выяснил, что светодиод светит синим когда заряд аккумулятора более 50%, красным когда менее 50% и моргает когда остается около 5-7%.



В процессе работы верхняя часть аккумулятора нагрелась примерно до 54-55 градусов и такая температура держалась почти все время пока ток не начал падать. Плюсовой контакт при этом был ощутимо горячим.


И все бы классно и отлично если бы не одна тонкость. Я её заметил еще со смартфоном во время одного из тестов, но сначала покажу на другом примере.
1. Берем два аккумулятора, соединяем их кабелем и смотрим что происходит.
2. Аккумулятор номер 1 заряжает подключенный к нему аккумулятор номер 2, все понятно и логично.
3. А вот уже все стало наоборот, аккумулятор номер 2 начал заряжать аккумулятор номер 1.


Немного подробнее. Здесь я уже подключил USB тестер к отдельному БП чтобы он не перезагружался при пропадании питания.
1. Собираем конструкцию из тех же двух аккумуляторов, кабеля и USB тестера. Аккумулятор номер 1 (внизу) полностью заряжен, аккумулятор номер 2 (вверху) полностью разряжен.
2. Ток от аккумулятора номер 1 идет к аккумулятору номер 2 и соответственно заряжает его.
3. Но вот аккумулятор номер 1 полностью разрядился, отдав всю энергию аккумулятору номер 2 и ток потек в обратную сторону.
4. Да, все правильно, теперь аккумуляторы поменялись местами.

Происходит это все предельно просто. После того как аккумулятор полностью разрядится, его выход отключается. Так как выход полностью отключается, то электроника второго аккумулятора считает что подключили нагрузку и подает напряжение на выход. У первого аккумулятора появилось напряжение на входе и его электроника считает что подключили зарядное устройство и начинает заряжаться.

А вся тонкость нюанса состоит в том, что довольно много телефонов используют свой USB разъем не только как вход для зарядного и подключения к ПК, а и как выход OTG, подавая туда питание для подключаемых устройств.
Думаю теперь вы поняли суть, после того как аккумулятор в процессе заряда того же смартфона полностью разрядится, он начнет заряжаться от смартфона :)

Конечно проявляется это только с устройствами, где USB порт универсальный, как и у обозреваемого аккумулятора. Но следует иметь это в виду, иначе так можно подключить смартфон и в итоге получить два разряженных устройства.


Во время данного теста я смог получить максимальную температуру в почти 60 градусов, хотя выходной ток был всего 1.46А, возможно сказалось то, что аккумулятор был уже почти разряжен.


Внутреннее сопротивление аккумулятора измерял только при получении и после «нормализации» и на мой взгляд оно относительно небольшое, что очень неплохо.


Под конец захотелось сравнить с другими аккумуляторами размера 21700 и емкостью в 5000мАч и здесь я даже не думал, что у меня так много их побывало.
Результаты приведены для тока 0.2С, и дополнительно при токе 1С для обозреваемого и Самсунг 48X, как наиболее близкого по моему мнению.



Выводы.
Пожалуй придраться я реально смог только к двум вещам, емкости 4700мАч вместо заявленных 5000 и большой длине, из-за которой далеко не в каждое зарядное получится установить данные аккумуляторы. Например Vapcell S4 допускает заряд таких аккумуляторов, а вот в старенький Nitecore i2 они просто не влезли.

Конечно аккумулятор получился очень нишевым, я даже как-то сходу не придумаю сценарий использования, но при этом они однозначно необычные. Кроме того, в какой-то степени они даже удобнее чем некоторые повербанки. Например у меня есть простенький ПБ от Югрин с реальной емкостью 10Ач, так вот он весит 234 грамма, пара обозреваемых аккумуляторов будут иметь сопоставимую емкость, но общий вес при этом будет 150 грамм!

По сути у Vapcell получилась обновленная и заметно улучшенная версия простенького повербанка на один 18650 элемент, думаю много кто помнит еще такие. При этом данный аккумулятор можно использовать просто как аккумулятор при токах нагрузки до 10-11А.

Если коротко, то на мой взгляд аккумуляторы интересные и в некоторых ситуациях могут быть полезными, но стоит помнить про особенности работы с устройствами имеющими универсальный порт.

На этом пока все, надеюсь что было интересно и как обычно буду рад вопросам и просто комментариям.