18650: un numero, tante batterie!
Introduzione
Questo articolo nasce da una spiacevole esperienza con una serie di pile al litio. Avevo bisogno di creare un “battery-pack” per alimentare un faretto a led sulla mia bicicletta. Dato l’uso mobile saltuario, la tecnologia al litio è probabilmente la più indicata: compatta, leggera, con una bassa autoscarica: basta quindi con trovare le batterie sempre a terra nel momento in cui servono! E così, cercando un poco una soluzione veloce e conveniente ho acquistato quattro batterie formato 18650 con una capacità dichiarata di ben 12Ah: ma come vedremo nel prosieguo, la realtà era ben altra!
Prima di addentrarci nella storia, mi preme sottolineare come questo articolo non voglia mettere all’indice o promuovere alcun marchio o soluzione tecnica ma solo condividere una esperienza ed alcune conoscenze acquisite per la comune utilità.
Le batterie 18650
Dietro a questo numero si cela un mondo di differenti batterie al litio il cui comune denominatore sono la forma cilindrica e le dimensioni che si aggirano sui 65mm di lunghezza per 18 di diametro (da cui il nome 18_65_0).
Questo tipo di batteria ricaricabile è molto comune e diffusa nei pack per PC portatili ma, anche e sempre più, trova applicazioni differenti quali biciclette elettriche, giocattoli, lampade portatili, sigarette elettroniche.
Per migliorare l'affidabilità della singola cella, nei modelli migliori sono integrati dei circuiti di protezione che controllano e limitano la massima corrente erogata, la minima tensione di scarica e la massima tensione di ricarica. Per alloggiare i circuiti di protezione, talvolta la lunghezza dell’elemento può incrementare da 2mm a 5mm, nel qual caso si dovrebbe più correttamente parlare di formato 18700: la standardizzazione del prodotto è ancora poco osservata specie dai costruttori minori.
Le misure
Torniamo alla mia esperienza. Le batterie che avevo scelto sono rappresentate nell’immagine in titolo e marcate GIF™, acquistate sul web a buon prezzo. Non mi aspettavo grandi prestazioni, certo non credevo ai 12Ah dichiarati ma mi attendevo almeno i 2Ah che “tutte le 18650” dovrebbero avere ed ero quindi ottimista che avrebbero fatto al caso mio.
Preparato il pacco di quattro con il relativo circuito di protezione, iniziavo qualche banale test a banco. Il dubbio e la delusione non tardarono molto ad arrivare. L’autonomia del faretto era di pochi minuti in luogo delle ore previste a calcolo. Controllato tutto, verificato il circuito di carica, protezione ed equalizzazione, non mi rimaneva che approfondire l’analisi delle batterie. Caricate una ad una secondo i migliori metodi e provate con scarica costante da 200mA (meno di un decimo della capacità minima attesa!), la capacità reale non arrivava mai nemmeno a 500mAh!! La curva sotto riportata esprime più di ogni parola la situazione.
Illustrazione 1: Curva di scarica a corrente di 200mA delle mie 18650. Notare la capacità reale inferiore ai 500mAh
Decisamente qualcosa non era come atteso e dichiarato.
Approfondimento dell’analisi sulle mie batterie
Deluso ed amareggiato, ho deciso di approfondire ulteriormente l’indagine misurando il peso di ogni singola batteria e trovandolo di circa 25g complessivi, dati dalla somma di 13g di parte attiva e 12 di contenitore ed etichetta. Questo dato sarà utile nell’analisi comparativa presentata nel prossimo capitolo.
Con tutte le precauzioni del caso, ho deciso di aprire allora un elemento per verificarne il reale contenuto. Ecco cosa ho trovato:
Illustrazione 2: Vista della batteria aperta. Notare il poco materiale all'interno...
Illustrazione 3: Vista laterale del contenuto delle mie batterie. Notare il poco materiale e il confezionamento "artigianale"
Decisamente le mie batterie risultano “vuote” e di fattura “artigianale”. Per convincersene, basti guardare per paragone l’immagine sottostante di un elemento “equivalente”: