LTO-ячейка BLD 10 Ah — тест ёмкости при 1C и 4C, нагрев и заряд током 3C

Попалась LTO BLD 10 Ah, решил проверить реальную ёмкость и посмотреть, как она ведёт себя не только на штатных 10 А, но и на 40 А. Мой первый пост, критика, советы и подсказки приветствуются). Тестирование и графики под катом



Ячейка мне досталась на обзор.
Ссылка на похожие ячейки на AliExpress.

Внешний вид и размеры

Тестируемая ячейка — цилиндрическая LTO BLD номинальной ёмкостью 10 Ah.

Размеры:

— длина корпуса — 140 мм;

— общая длина с контактной площадкой и шпильками — 155 мм;

— диаметр — Ø33,5 мм;

— масса — 275 г;

— шпильки с резьбой М4.

В комплекте с ячейкой были медные лужёные переходные пластины размером 15×45×1,5 мм и две гайки.

Производителем заявлен номинальный ток заряда 1C, максимальный ток заряда 3C и пиковый ток заряда 11C — 110 А в течение 30 секунд.

Для разряда заявлен номинальный ток 1C, максимальный ток 10C и пиковый ток 27C — 270 А в течение 30 секунд.

Заявленное внутреннее сопротивление — менее 3 мОм.

Оборудование и условия тестирования

Для зарядки и разрядки использовал тестер EBC-A40L.
Внутреннее сопротивление измерял миллиомметром YR1035+.
Температуру контролировал прибором VICTOR 6801.

Измеренное внутреннее сопротивление ячейки при номинальном напряжении составило 1,65 мОм.

Для испытаний использовал диапазон напряжений от 1,5 до 2,8 В.
Перед началом первого этапа ячейка была заряжена до 2,8 В с током отсечки 0,5 А.

Температурный щуп был закреплён непосредственно на корпусе ячейки термоскотчем.
Для имитации нахождения внутри аккумуляторной сборки ячейку обмотал пенкой.

Испытание проводил в четыре этапа

1 этап — разряд током 10 А (1C)

Ячейку разряжал током 10 А до нижнего порога 1,5 В.

Температура перед началом разряда составляла 26,4 °C.

В момент окончания теста — 28,5 °C.

Полученная ёмкость:

10,31 Ah

24,92 Wh

Таким образом, при разряде током 1C ячейка отдала 103,1% от заявленной номинальной ёмкости.
Нагрев при этом составил всего 2,1 °C.

2 этап — заряд током 10 А (1C)

После разряда ячейку зарядил током 10 А по алгоритму CC/CV до напряжения 2,8 В.
Ток завершения заряда — 0,5 А.

Температура перед зарядом — 27,0 °C.
После завершения заряда — 27,8 °C.

В ячейку вошло:

10,50 Ah

27,03 Wh

Нагрев при заряде током 1C составил менее одного градуса.

3 этап — разряд током 40 А (4C)

Следующим этапом увеличил ток разряда в четыре раза — до 40 А.
Разряд проводился до того же нижнего порога 1,5 В.

Температура перед началом теста составляла 27,5 °C.
К моменту окончания разряда она выросла до 47,4 °C.

После отключения нагрузки из-за тепловой инерции температура продолжила расти и достигла 48,0 °C, после чего начала снижаться.

Ячейка отдала:

10,13 Ah

23,11 Wh

Несмотря на четырёхкратное увеличение тока, ёмкость в ампер-часах снизилась относительно теста 1C всего примерно на 1,7%.

По энергии разница оказалась заметнее — 23,11 Wh против 24,92 Wh при разряде 1C.

4 этап — заряд током 30 А (3C)

После разряда током 40 А провёл заряд током 30 А, что соответствует 3C.

Заряд выполнялся по алгоритму CC/CV до напряжения 2,8 В.
Ток завершения заряда — 0,5 А.

Так как ячейка ещё не успела полностью остыть после предыдущего теста, температура в начале заряда составляла 36,0 °C.

Во время основной части заряда температура выросла максимум до 41,6 °C.
После перехода в режим CV и снижения зарядного тока температура также начала снижаться.

В момент завершения заряда температура составляла 40,1 °C.

В ячейку вошло:

10,27 Ah

27,28 Wh

Сравнение разряда 1C и 4C

При разряде током 10 А ячейка отдала 10,31 Ah, а при токе 40 А — 10,13 Ah.

То есть при увеличении тока разряда в четыре раза потеря измеренной ёмкости составила всего около 1,7%.

А вот по энергии разница уже заметнее:

1C — 24,92 Wh;

4C — 23,11 Wh.

Снижение составило около 7,3%.

Среднее напряжение во время разряда можно оценить как отношение Wh к Ah:

при 1C:

24,92 Wh / 10,31 Ah ≈ 2,42 В;

при 4C:

23,11 Wh / 10,13 Ah ≈ 2,28 В.

Таким образом, основной эффект увеличения тока разряда с 1C до 4C проявился не столько в уменьшении ёмкости в Ah, сколько в снижении рабочего напряжения и росте температуры.

Вывод

Конкретно протестированная ячейка BLD 10 Ah подтвердила заявленную номинальную ёмкость.

При разряде током 1C она отдала 10,31 Ah, а при токе 4C — 10,13 Ah.
Даже при 40 А ячейка сохранила более 101% от заявленных 10 Ah.

При этом высокий ток заметно повлиял на тепловой режим:
при 1C температура выросла всего на 2,1 °C, тогда как при 4C максимальная температура достигла 48 °C.

Также при 4C стало заметно снижение среднего рабочего напряжения, из-за чего полученная энергия в Wh уменьшилась сильнее, чем ёмкость в Ah.

Заряд током 30 А (3C) ячейка также прошла без каких-либо явных проблем.
Максимальная зарегистрированная температура составила 41,6 °C.
При этом следует учитывать, что заряд начинался уже при температуре 36 °C после предыдущего высокотокового теста.

По одному экземпляру делать выводы обо всех ячейках BLD или о партии в целом, разумеется, рано.
В дальнейшем интересно будет протестировать несколько одинаковых экземпляров и сравнить ёмкость, внутреннее сопротивление и нагрев.