Ogniwa litowo-jonowe ICR i INR jakie są różnice?
Co to są ogniwa litowo-jonowe i dlaczego są popularne?
Ogniwa litowo-jonowe to akumulatory czyli baterie wielokrotnego ładowania wykorzystywane obecnie w większości elektroniki przenośnej. Swoją popularność zawdzięczają m.in. wysokiej gęstości energii potrafią przechować bardzo dużo energii przy niewielkiej wadze i rozmiarach. Dodatkowo cechują się brakiem efektu pamięci, niskim samorozładowaniem oraz długą żywotnością, co czyni je idealnym wyborem do smartfonów, laptopów, elektronarzędzi czy samochodów elektrycznych. W praktyce oznacza to, że jedno małe ogniwo litowo-jonowe np. popularny format 18650 o napięciu ~3.7 V może zastąpić kilka tradycyjnych baterii starszego typu i zasilać urządzenie przez długi czas. Dzięki takim zaletom ogniwa Li-ion zrewolucjonizowały rynek znajdziemy je w powerbankach, elektrycznych wkrętarkach, hulajnogach, e-papierosach i wielu innych urządzeniach codziennego użytku.
Oznaczenia ICR i INR co oznaczają?
Litowo-jonowe ogniwa występują w różnych „odmianach” chemicznych, a oznaczenia takie jak ICR czy INR informują właśnie o rodzaju zastosowanej chemii katody.
ICR to skrót stosowany dla ogniw z katodą wykonaną z tlenku litowo-kobaltowego, LCO. Z kolei INR oznacza katodę z tlenku litowo-niklowo-manganowo-kobaltowego. Różnica w składzie chemicznym sprawia, że oba typy ogniw mają odmienne właściwości i zastosowania praktyczne. W dużym uproszczeniu: ogniwa ICR stawiają na maksymalną pojemność, natomiast ogniwa INR oferują lepszą wydajność prądową i bezpieczeństwo, zachowując przy tym wysoką pojemność choć nie zawsze tak ekstremalnie wysoką jak najlepsze ICR. Poniżej wyjaśniamy te różnice dokładniej.
Ogniwa ICR charakterystyka
ICR to ogniwa litowo-jonowe, w których katoda zawiera związek kobaltu. Chemia ta pozwala osiągnąć bardzo wysoką pojemność stąd ICR-y często górują pod tym względem nad innymi typami. Jeśli zależy nam na jak najdłuższym czasie pracy urządzenia na jednym ładowaniu, ICR potrafią dostarczyć więcej mAh w tym samym rozmiarze ogniwa niż inne rodzaje. Jednak za wysoką pojemnością idą pewne kompromisy. Przede wszystkim dopuszczalne prądy rozładowania są niższe – typowy ICR ma ograniczenie około 1C, co oznacza, że np. ogniwo 3500 mAh może bezpiecznie oddawać najwyżej ~3,5 A ciągłego prądu. Próba pobierania z ogniwa ICR zbyt dużego prądu może skutkować nagrzewaniem, spadkiem napięcia, a nawet niebezpieczną sytuacją. Niestety, stabilność termiczna i bezpieczeństwo ICR jest niższe – czysta chemia litowo-kobaltowa jest bardziej podatna na przegrzanie i tzw. ucieczkę termiczną, zwłaszcza przy obciążeniu wysokim prądem. Dlatego ogniwa ICR wymagają ostrożności powinny być używane zgodnie ze specyfikacją, najlepiej z układami zabezpieczającymi PCM/BMS i raczej nie w skrajnie wymagających aplikacjach.
Zastosowania ICR: Ogniwa ICR sprawdzają się tam, gdzie kluczowa jest pojemność, a pobór prądu pozostaje umiarkowany. Świetnym przykładem są powerbanki, laptopy, aparaty fotograficzne czy odtwarzacze audio, gdzie liczy się długi czas pracy na baterii, a urządzenie pobiera prąd rzędu kilkuset mA do kilku A. W takich zastosowaniach ICR zapewnią długie działanie na jednym ładowaniu. Sprawdzą się także w wielu latarkach o średniej mocy czy urządzeniach elektroniki drobnej, gdzie typowy prąd diody LED lub układu elektronicznego nie przekracza kilku amperów. Przykładowo, ogniwo ICR EVE 2550 mAh model ICR18650-26V oferuje dużą pojemność i do 7,6 A ciągłego prądu to dobry wybór do zwykłej latarki, która nie wymaga ekstremalnej mocy, zapewniając długi czas świecenia. W sklepie znajdziesz je jako Ogniwo 18650 EVE ICR18650-26V 2550mAh 7,65A. Należy jednak unikać używania ICR tam, gdzie potrzebne są bardzo wysokie prądy do takich zadań lepiej sięgnąć po ogniwa INR lub inne wysokoprądowe odpowiedniki.
Ogniwa INR charakterystyka
INR to ogniwa korzystające z mieszanki niklu, manganu i kobaltu w katodzie. Taka kombinacja chemiczna uchodzi za bardzo udany kompromis pozwala uzyskać jednocześnie sporą pojemność, wysoki prąd rozładowania oraz dobrą żywotność. W praktyce wiele ogniw INR 18650 oferuje pojemności rzędu 3000–3500 mAh czyli porównywalne z ICR, a jednocześnie mogą bezpiecznie dostarczać prądy 10 A, 15 A, a nawet 20 A ciągłego obciążenia. To ogromna przewaga w zastosowaniach wymagających większej mocy. Dodatkowo domieszka manganu sprawia, że ogniwa INR są stabilniejsze termicznie i bezpieczniejsze znacznie mniej podatne na przegrzanie czy wybuch w porównaniu do czystych kobaltowych ICR. Oczywiście coś za coś maksymalna pojemność INR bywa odrobinę mniejsza niż rekordowe pojemności ICR, a koszt produkcji wyższy. Mimo to w większości aplikacji różnice te są pomijalne wobec zysków w zakresie bezpieczeństwa i wydajności. Co ważne, ogniwa INR zazwyczaj wytrzymują też więcej cykli ładowania wolniej się zużywają niż ogniwa ICR, dzięki czemu bateria zbudowana z ogniw INR może posłużyć dłużej.
Zastosowania INR: Ogniwa INR dominują w urządzeniach, które potrzebują wysokiego prądu lub większej mocy. To najlepszy wybór do elektronarzędzi wkrętarki, piły, elektronika DIY, e-papierosów vape modów, a także wydajnych latarek LED i pojazdów elektrycznych rowery, hulajnogi, gdzie w trakcie pracy pobierane są znaczne prądy. Przykładowo, ogniwo INR LG HJ2 o pojemności 3000 mAh potrafi bezpiecznie dostarczać aż 20 A jest to idealne ogniwo do urządzeń o wysokim poborze prądu, takich jak właśnie e-papierosy czy wiertarki. W ofercie znajdziesz je pod nazwą Ogniwo 18650 LG INR18650-HJ2 3000mAh 20A. Z kolei jeśli szukasz balansu między pojemnością a wydajnością, dostępne są modele INR “kombinowane”, łączące jedno i drugie. Na przykład ogniwo LG INR18650-MJ1 3500mAh 10A oferuje aż 3500 mAh pojemności przy ciągłym prądzie 10 A to bardzo uniwersalne ogniwo, chętnie stosowane w e-rowerach, mocniejszych latarkach czy sprzęcie outdoorowym wymagającym długiego czasu pracy. Ogniwa INR dają użytkownikowi większy margines bezpieczeństwa i wydajności, dlatego często poleca się je zamiast ICR, jeśli tylko prąd pracy urządzenia tego wymaga.
ICR czy INR – które ogniwo wybrać do latarki, e-papierosa, elektronarzędzi?
Na koniec przełóżmy powyższe informacje na praktykę. Początkujący często zastanawiają się, jakiego typu ogniwo użyć w konkretnym urządzeniu. Oto kilka typowych przykładów i rekomendacje:
- Latarka: W przypadku zwykłych latarek LED o umiarkowanej jasności np. EDC lub czołówek priorytetem jest długi czas świecenia, a pobierany prąd rzadko przekracza 2 – 3 A. Tutaj dobrze sprawdzi się ogniwo o dużej pojemności typu ICR zapewni dłuższe świecenie. Przykładowo wspomniane wyżej EVE ICR 2550 mAh będzie odpowiednie do standardowej latarki, która nie wymaga ekstremalnej wydajności prądowej. Jeśli jednak masz latarkę dużej mocy turbo LED o wielu lumenach, pobór 5 – 10 A lub więcej, lepiej wybrać ogniwo INR o wysokim dopuszczalnym prądzie. Unikniesz w ten sposób spadków jasności i nadmiernego nagrzewania baterii mocna latarka zyska pełnię możliwości na ogniwie INR, np. 10-ampereowym, zamiast być ograniczana przez słabsze ICR.
- E-papieros: Elektroniczne papierosy to urządzenia zdecydowanie wymagające ogniw wysokoprądowych. Grzałka potrafi w nich pobierać kilkanaście, a nawet ponad 20 A prądu chwilowego, dlatego bezpieczeństwo jest kluczowe. Do zasilania e-papierosa nie zaleca się ogniw ICR, bo mogłyby się przegrzać zamiast tego stosuj ogniwa INR lub IMR o wysokiej obciążalności. W praktyce większość popularnych ogniw do vape to właśnie INR. Dla przykładu, wcześniej opisane LG INR18650-HJ2 (20A) będzie świetnym wyborem zapewni stabilne zasilanie moda nawet przy dużym vaporze. Innymi słowy, do e-papierosa zawsze wybieraj ogniwo z bezpieczną „górką” prądową lepiej, by akumulator miał zapas amperów ponad to, co wymaga grzałka. Pamiętaj też, by używać par dobranych ogniw jeśli urządzenie wymaga dwóch i wymieniać je zgodnie z zaleceniami producenta.
- Elektronarzędzia: Wkrętarki, szlifierki, odkurzacze akumulatorowe i inne elektronarzędzia również należą do bardzo wymagających odbiorników. Przy starcie silnika czy pod dużym obciążeniem potrafią pobierać prądy kilkudziesięciu amperów. Tutaj ogniwa wysokoprądowe to mus. Fabryczne pakiety do elektronarzędzi są zbudowane z ogniw o chemii INR lub podobnej czasem IMR właśnie po to, by dostarczyć duży prąd i wytrzymać setki cykli obciążenia. Jeśli budujesz lub wymieniasz ogniwa w narzędziu, sięgnij po sprawdzone modele INR o prądzie ciągłym min. 15–20 A. Przykładowo, wspomniany LG HJ2 20 A sprawdzi się w wielu zastosowaniach warsztatowych. Przy bardziej prądożernych urządzeniach można rozważyć nawet większe ogniwa 21700 INR – np. Samsung 40T 4000 mAh 35A – które łączą bardzo wysoki prąd z solidną pojemnością. Kluczowe jest, by nie zastępować ogniw wysokoprądowych tańszymi ICR – może to skutkować spadkiem mocy narzędzia, przegrzewaniem się akumulatora, a nawet jego uszkodzeniem.
Podsumowanie
Wybierając ogniwo litowo-jonowe zawsze kieruj się wymaganiami urządzenia. Jeśli priorytetem jest pojemność i długi czas pracy np. w latarce turystycznej czy powerbanku dobrym wyborem będzie ogniwo ICR lub INR o większej pojemności. Gdy jednak urządzenie ma duży apetyt na prąd jak e-papieros czy wiertarka, postaw na ogniwo wysokoprądowe INR, nawet kosztem nieco mniejszej pojemności. Pamiętaj, że większa pojemność ≠ zawsze lepsza bateria – czasem ważniejsze jest, jaki prąd ogniwo może bezpiecznie oddać. Zalecamy również stosowanie markowych ogniw z pewnego źródła i przestrzeganie ich specyfikacji. Jeśli tworzysz własny pakiet akumulatorów, zabezpiecz go układem BMS. Podczas eksploatacji unikaj zwarć, przegrzewania ogniw i używaj odpowiedniej ładowarki. Dzięki temu wykorzystasz pełnię możliwości zarówno ogniw ICR, jak i INR, ciesząc się długotrwałym i bezpiecznym zasilaniem swoich urządzeń. Powodzenia!
Prezentowaną w artykule elektronikę znajdziesz oczywiście w naszym sklepie 👉 sklep.msalamon.pl 👈Zapraszamy również na nasze social media, gdzie na bieżąco informujemy o nowych produktach oraz o najciekawszych promocjach 😎👇
