前言

随着无人机、机器人、移动电源等设备向高功率、长续航方向升级,核心电芯的充电效率已成为影响设备作业连续性的关键指标。近期天鹏能源就推出了INR21700-50SG电芯,作为一款定位大容量倍率型的圆柱电芯,标称5.0Ah容量与35A持续放电电流,能满足高功率输出需求。

本期,电池交易网就对这款电芯进行不同倍率下的充放电测试,测试条件方面,全程将在25±2℃室温下进行,从官网可得知,这款电芯最高支持6A持续充电,20A连续放电(不触发温度截止)下面就来看看实测结果如何。

开箱介绍

电芯采用棕色套膜,表面光滑整洁无破损,表面印有基础信息丝印。

品牌:TP 天鹏能源;型号:INR21700-50SG;标称电压:3.6V;出厂编码:YJ123。

电芯正极盖帽为合金材质,平头设计,顶部可见三泄气孔。

电芯负极采用阳极氧化工艺处理的合金金属材质制作,耐用防腐。表面光洁无污渍,也无氧化痕迹。

重量&尺寸

使用塑胶卡尺测得,电芯高度高度约为 70.8mm。

使用塑胶卡尺测得,电芯直径约为 21.2mm。

重量约为 69.9g。

充电测试

看完外观,进入正题;以下将进行多倍率充电测试;充电测试将进行恒流恒压充电,统计其总耗时。

0.2C充电

首先使用0.2C为天鹏INR21700-50SG电芯充电,设置电流为 1000mA,充电截止电压为 4.2V

接通电源后,电压、功率持续上升,在4小时41分钟左右功率达到4.2W峰值,同时功率持续下降并进入涓流充电,19分钟后充电完成,总耗时5小时。

电量曲线方面,可以看到充至20%用1小时4分钟,充至30%用时1小时34分钟,60分钟后充入电量50%,同时充入能量为9.11Wh,第3小时55分钟充入电量80%,充入能量14.6Wh,完全充满则需5小时,完全充满能量为18.2Wh。

0.5C充电

0.5C为天鹏INR21700-50SG电芯充电,设置电流为 2500mA,充电截止电压为 4.2V

接通电源后电压、功率持续上升,在1小时43分钟左右功率达到10.5W峰值,同时电压充至4.2V,随后功率持续下降并进入涓流充电,27分钟后充电完成,总耗时2小时10分钟。

再来看看电量曲线,可以看到充至20%用时25分钟,充至30%用时37分钟,充至50%用时1小时,此时充入能量9.09Wh,32分钟后充入电量80%,同时充入能量14.6Wh,10分钟后充入电量90%,完全充至100%用时2小时10分钟,完全充满能量为18.2Wh。

1C充电

1C为天鹏INR21700-50SG电芯充电,设置电流为 5000mA,充电截止电压为 4.2V

接通电源后可以看到电压、功率持续上升,在41分钟左右充至4.2V,功率达到最高21W,随后进入涓流充电,40分钟后充电完成,总耗时1小时21分钟。

电量曲线方面,可以看到充至20%用时12分钟,充至30%用时17分钟,充至50%用时28分钟,此时充入能量9.01Wh,17分钟后充入电量80%,同时充入能量14.6Wh,9分钟后充入电量90%,完全充至100%用时1小时21分钟,完全充满能量为18Wh。

1.2C充电

1.2C为天鹏INR21700-50SG电芯充电,设置电流为 6000mA,充电截止电压为 4.2V

接通电源后电压、功率持续上升,在41分钟左右充至4.2V,功率达到最高21W,随后功率持续下降并进入涓流充电,38分钟后充电完成,总耗时1小时13分钟。

结合曲线图可以看到充至20%用时10分钟,充至30%用时15分钟,充至50%用时24分钟,此时充入能量9.24Wh,14分钟后充入电量80%,同时充入能量14.8Wh,8分钟后充入电量90%,完全充至100%用时1小时13分钟,完全充满能量为18.5Wh。

将曲线汇总至表格,充电最慢的是0.2C倍率,用时5小时,最快的是1.2C倍率,用时1小时12分钟,其次是1C倍率,用时1小时21分钟,0.5C倍率则用时2小时10分钟。

放电测试

放电测试将在25±2℃环境中使用恒流放电,统计其总耗时及其放出容量及能量数值。

0.2C放电

绘制出折线图,设置电流为 1000mA,0.2C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.58V,放到截止电压为2.5V,耗时约5小时1分钟,放出容量5038mAh,放出能量18.06Wh。

0.5C放电

绘制出折线图,设置电流为 2500mA,0.5C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.56V,放到截止电压为2.5V,耗时约1小时58分钟,放出容量4945mAh,放出能量17.6Wh。

1C放电

绘制出折线图,设置电流为 5000mA,1C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.52V,放到截止电压为2.5V,耗时约59分钟,放出容量4918mAh,放出能量17.29Wh。

 

2C放电

绘制出折线图,设置电流为 10000mA,2C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.44V,放到截止电压为2.5V,耗时约29分钟,放出容量4907mAh,放出能量16.88Wh。

3C放电

绘制出折线图,设置电流为 15000mA,3C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.38V,放到截止电压为2.5V,耗时约19分钟,放出容量4885mAh,放出能量16.49Wh。

4C放电

绘制出折线图,设置电流为 20000mA,4C为天鹏INR21700-50SG放电,均压 3.32V,放到截止电压为2.5V,耗时约14分钟,放出容量4840mAh,放出能量16.06Wh。

将数据汇总至表格,可以清晰的看到每个倍率下的性能释放,从测试结果可以看出,整体性能中规中矩。

再来详细看看放电能量表现,可以看到放电能量随着倍率的上升而下降,放出能量最高的倍率是0.2C(18.06Wh),其次是0.5C倍率(17.6Wh),其余档位则逐步下降,最低的是4C倍率(16.06Wh)。

将数据汇总至曲线图,可以看到放出容量最高的是0.2C倍率(5038mAh),其次是0.5C倍率(4945mAh),随着倍率的增高,放出容量在不断降低,在4C倍率下放出容量4840mAh,整体放电性能中规中矩。

内阻测试

内阻测试部分,电池交易网将使用内阻测试仪器,分别测试 满电内阻 与 空电内阻。

将测试数据汇总至表格,可以看到满电内阻电压为 4.2V,空电内阻电压则为 2.5V,天鹏INR21700-50SG电芯标称内阻未知

绘制出柱状图,可以看到 4.2V满电内阻为 11.52mΩ,2.5V空电内阻为 11.47mΩ,在两种电压下内阻相差不大。

温度测试

温度测试部分,电池交易网将对各个充电倍率充电30分钟后使用红外热成像仪进行表面温度测量。

充电温度测试

0.2C充电

天鹏INR21700-50SG电芯以0.2C倍率进行充电30分钟,表面中心温度为26.6℃左右。

0.5C充电

天鹏INR21700-50SG电芯以0.5C倍率进行充电30分钟,表面中心温度为28.3℃左右。

1C充电

天鹏INR21700-50SG电芯以1C倍率进行充电30分钟,表面中心温度为33.8℃左右。

1.2C充电

天鹏INR21700-50SG电芯以1.2C倍率进行充电30分钟,表面中心温度为36.1℃左右。

放电温度测试

0.2C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以0.2C倍率进行放电30分钟,表面中心温度为28.9℃左右。

0.5C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以0.5C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为27.8℃左右。

1C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以1C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为35.6℃左右。

2C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以2C倍率进行放电27分钟,表面最高温度为51℃左右。

3C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以3C倍率进行放电18分钟,表面最高温度为64.2℃左右。

4C放电

天鹏INR21700-50SG电芯以4C倍率进行放电13分钟,表面最高温度为76.3℃左右。

电池交易网总结

INR21700-50SG是天鹏近期发布的高容量倍率型电芯,主要针对机器人多元化负载、高强度运动、无人机长时间负重巡航以及高功率充电宝研发,凭借 “高倍率放电、大容量存储、极速快充、长循环寿命” 的技术突破,为多领域高功率需求提供了全新的能源解决方案。

结合以上测试,可以了解到天鹏 INR21700-50SG 电芯的充放电性能具备鲜明的场景适配性,高功率档位适配对补能速度要求严苛的场景,常规功率档位则在寿命与效率间形成平衡,低功率档位更贴合长期循环使用需求,三类功率表现共同构成了其应对多元场景的核心优势,高功率充电场景下,配套的散热设计与快充模块更是释放电芯性能的关键。