מהי סוללת ליתיום-יון?
סוללת ליתיום-יון היא סוללה נטענת האוגרת ומשחררת אנרגיה חשמלית באמצעות תנועה הפיכה של יוני ליתיום בתוך התא. סוללות Li-ion זמינות בכמה פורמטים פיזיים, כולל תאים גליליים בפורמטים 18650 ו-21700, שניתן להשתמש בהם בנפרד או להרכיב אותם למארזי סוללה גדולים יותר הכוללים מספר תאים.
עבור מטוסי RC, רחפני FPV וכלי טיס בלתי מאוישים (UAV), סוללות ליתיום-יון מעניינות במיוחד כאשר צפיפות האנרגיה, כמות הוואט-שעה הכוללת וזמן השהייה באוויר חשובים. תאי Li-ion גליליים רבים מותאמים לאיזון שונה בין אנרגיה להספק בהשוואה לסוללות LiPo בעלות C גבוה, ולכן אין להתייחס לשני סוגי הסוללות כניתנים להחלפה רק משום שהם חולקים את אותו מספר S.
מערכת Li-ion מתאימה תלויה בדגם התא בפועל, בתצורת הסוללה ובעומס ההנעה. הקיבולת לבדה אינה מעידה אם מארז יכול לתמוך בבטחה בזרם הנדרש של כלי הטיס.
תאי ליתיום-יון נטענים ומארזי סוללות
סוללת ליתיום-יון נטענת עשויה להימכר כתא בודד או להיות מורכבת למארז סוללה מלא. פלטפורמת ה-Li-ion של CNHL כוללת תאי ליתיום-יון גליליים וכן מארזים מוגמרים המשלבים מספר תאים בטור, ובמידת הצורך גם במקביל.
תאי ליתיום-יון בודדים בפורמטים 18650 ו-21700 הם אבני הבניין של מארזים אלה. חיבור קבוצות תאים בטור מגדיל את מתח המארז, בעוד ששימוש במספר תאים במקביל מגדיל את הקיבולת הכוללת ומאפשר לחלוק את העומס החשמלי בין יותר מתא אחד.
בעת השוואת מארז סוללת ליתיום-יון, אל תסתמכו רק על mAh. ואט-שעה מציינים באופן ישיר יותר את כמות האנרגיה הכוללת האצורה, בעוד שדגם התא, משקל המארז, תצורת S/P, יכולת הזרם הרציף והמגבלות התרמיות מסייעים לקבוע כיצד ניתן להשתמש באנרגיה הזו בפועל.
לבונים ולמשתמשים הזקוקים לתאים גליליים בודדים במקום למארז מורכב, עיינו בתאי סוללת Li-ion בפורמט 21700 והשוו בין קיבולת התא, משקלו והמאפיינים החשמליים שלו לפני תכנון מערכת סוללה.
סוללות Li-ion בפורמטים 18650 ו-21700
18650 ו-21700 הם פורמטים גליליים של תאי ליתיום-יון. השמות שלהם מתארים בעיקר את קטגוריית הגודל הפיזי של התא הבודד, ולא קיבולת, דירוג פריקה או רמת ביצועים קבועים.
| פורמט התא | תפקידו במגוון סוללות ה-Li-ion של CNHL |
| 18650 | פורמט גלילי קומפקטי שכבר נמצא בשימוש בסוללות ה-FPV לטווח ארוך של CNHL. |
| 21700 | פורמט גלילי גדול יותר, המשמש בתאי ובמארזי סוללות Li-ion חדשים יותר של CNHL בעלי קיבולת ואנרגיה גבוהות. |
פורמט גלילי גדול יותר אינו אומר באופן אוטומטי יכולת פריקה גבוהה יותר. תאי 21700 שונים יכולים להיות מותאמים לשילובים שונים מאוד של קיבולת, הספק זרם, התנגדות פנימית, טמפרטורה ומחזורי חיים. המפרט של התא בפועל חשוב יותר משם הפורמט לבדו.
ניתן לעיין במוצרי התאים הגליליים הקיימים של CNHL דרך סוללות Li-ion 18650 לטווח ארוך, בעוד שמגוון סוללות ה-Li-ion 21700 החדש יותר מרחיב את הפלטפורמה לקיבולות תאים נוספות, למארזים בגדלים שונים ולתצורות המתמקדות במשך טיסה ממושך.
סדרת סוללות ה-Li-ion לטווח ארוך של CNHL
סדרת הטווח הארוך של CNHL מרכזת פתרונות סוללות המבוססים על תאים גליליים, שפותחו לשימוש יעיל באנרגיה ולזמן פעולה ממושך. במקום לרדוף אחר דירוגי C שיווקיים גבוהים מאוד, הנפוצים בסוללות LiPo בעלות ביצועים גבוהים, סדרת ה-Li-ion מתמקדת יותר בקיבולת התא, בוואט־שעה, במשקל המארז וביכולת הזרם השימושית.
הסדרה כוללת הן מארזי 18650 מבוססים והן תאי 21700 ומארזי סוללות חדשים יותר. דגמי תאים שונים עשויים להעדיף איזונים שונים בין הספק לאנרגיה, ולכן עדיין יש לבחור סוללת טווח ארוך בהתאם לדרישות החשמליות בפועל של כלי הטיס, ולא על סמך שם הסדרה בלבד.
עיינו בסדרת הטווח הארוך של CNHL המלאה כדי להשוות בין אפשרויות סוללות Li-ion בפורמטים שונים של תאים, בקיבולות שונות וליישומי כלי טיס שונים.
למה לבחור ב-Li-ion לטיסות FPV לטווח ארוך?
טיסות FPV לטווח ארוך מתגמלות לעיתים קרובות ביצועי שיוט יעילים ואנרגיה אצורה כוללת יותר מאשר פרצי הספק קצרים בעוצמה מרבית. לכן, סוללת Li-ion ל-FPV בהתאמה נכונה יכולה להיות בחירה מצוינת כאשר המנועים, המדחפים ומשקל כלי הטיס מאפשרים למערכת לפעול בגבולות הזרם והטמפרטורה של המארז.
הדבר רלוונטי במיוחד לרב־רוטורים יעילים לטווח ארוך, לכנפי FPV ולפלטפורמות שיוט קולנועיות. סוללות קומפקטיות בתצורת 1P יכולות לסייע בהגבלת משקל המארז, בעוד שתצורות מקבילות גדולות יותר מספקות קיבולת נוספת כאשר גוף כלי הטיס מסוגל לשאת ביעילות את המסה הנוספת.
מחבר XT60 נפוץ במיוחד באקוסיסטם ה-FPV לטווח ארוך, אף שסוג המחבר לבדו אינו קובע אם סוללה מתאימה לרחפן. יכולת הפריקה בפועל של התא ודרישת הזרם של מערכת ההנעה השלמה נותרות המגבלות החשובות יותר.
עבור כלי טיס רב־להביים וכנפי FPV המתמקדים במשך פעולה ממושך ובמגוון פורמטים של תאים צילינדריים, גלו את סוללות ה-Li-ion שלנו ל-FPV לטווח ארוך.
טייסים המתעניינים במיוחד בפלטפורמה הצילינדרית החדשה יותר יכולים להשוות בין סוללות ה-FPV לטווח ארוך 21700 שלנו עבור מספרי S, קיבולות ותצורות מארז שונות.
סוללות Li-ion למטוסי RC ולכלי טיס בעלי כנף קבועה
כלי טיס בעלי כנף קבועה יכולים להפיק תועלת גם מהספקת כוח באמצעות Li-ion כאשר מערכת ההנעה מתוכננת לשיוט יעיל ולא להפעלה חוזרת בזרם מרבי. כנפי FPV, דאונים, מטוסי מפרש, כלי טיס בדגמי קנה מידה המתמקדים במשך פעולה ממושך וכלי טיס בלתי מאוישים בעלי כנף קבועה הם יישומים רלוונטיים.
אין להתייחס לסוללת Li-ion כאל תחליף ישיר לסוללת LiPo רק משום שלשתי הסוללות אותו מספר S ואותו מחבר. בדקו את מידות הסוללה, המשקל המותקן, מרכז הכובד, הזרם במצערת מלאה, זרם השיוט הרגיל, טווח המתח של ה-ESC, המחבר, מרווח החוטים והקירור לפני שינוי סוג הסוללה.
מחבר XT60 נמצא בשימוש נרחב בכלי טיס קטנים ויעילים יותר בעלי כנף קבועה ובפלטפורמות FPV, בעוד ש-XT90 נפוץ במערכות החשמל של מטוסי RC גדולים יותר. לכן בחירת המחבר שימושית בעת התאמה להתקנה קיימת, אך מחבר XT90 אינו מגדיל את היכולת החשמלית של התאים שבתוך הסוללה.
גלו את סוללות ה-Li-ion שלנו למטוסי RC לקבלת אפשרויות סוללות למטוסים בעלי כנף קבועה, המתמקדות במשך פעולה ממושך, במגוון קיבולות ומערכות מחברים.
סוללות Li-ion עבור כלי טיס בלתי מאוישים ופלטפורמות בעלות זמן שהייה ממושך
משימות מיפוי, בדיקה, מדידה ומשימות UAV אחרות בעלות משך ארוך יכולות להדגיש במיוחד את כמות האנרגיה האגורה הכוללת ואת היעילות התפעולית. לכן ניתן לשקול מארזי סוללות Li-ion גדולים יותר הן עבור כלי טיס רב־להביים והן עבור כלי טיס בעלי כנף קבועה, כאשר משך המשימה חשוב יותר מהספק שיא לטווח קצר.
בכלי טיס בלתי מאוישים גדולים יותר, אין להעריך את הקיבולת לבדה. זרם בריחוף או בשיוט, דרישת הזרם בהמראה, מטען, משקל הסוללה, סך הוואט-שעה, מתח הסוללה, יכולת המחבר, התנאים התרמיים ומשך המשימה משפיעים כולם על התאמתה של סוללה מסוימת.
השוו אפשרויות המתמקדות במשך טיסה ארוך באוסף סוללות Li-ion ל-UAV שלנו, כולל תצורות סוללה בעלות קיבולת גבוהה יותר, המיועדות לכלי טיס שיכולים לשאת ביעילות את האנרגיה האצורה הנוספת.
הבנת סוללות Li-ion בתצורות 1P, 2P ו-3P
סוללת Li-ion מרובת תאים יכולה להשתמש בחיבורים בטור ובמקביל. מספר התאים בטור מציין כמה קבוצות תאים מחוברות בטור, בעוד שמספר התאים במקביל מציין כמה תאים חולקים כל מיקום בטורי.
| תצורה | השפעה עיקרית | כיוון אופייני |
| 1P | מספר תאים ומשקל סוללה נמוכים יותר עבור אותו מספר S | מערכות FPV לטווח ארוך וכלי טיס יעילים שבהם המשקל הוא שיקול מרכזי |
| 2P | קיבולת ואנרגיה כוללת גבוהות יותר, כאשר שני תאים חולקים כל מיקום בטורי | מערכות FPV, כלי טיס בעלי כנף קבועה ומערכות UAV לטווח מורחב |
| 3P | קיבולת ואנרגיה אצורה גבוהות עוד יותר, כאשר שלושה תאים חולקים כל מיקום בטורי | מערכות UAV וכלי טיס בעלי כנף קבועה, המתמקדות במשך טיסה ארוך |
תאים המחוברים במקביל יכולים גם להגדיל את יכולת הזרם של הסוללה, מכיוון שהעומס מתחלק בין כמה תאים. היכולת הבטוחה של הסוללה המוגמרת עדיין תלויה בדגם התא הבודד, במבנה הסוללה, בעובי החוטים, במחבר ובתנאים התרמיים.
סוללות Li-ion 21700 בתצורת 4S לעומת 6S
המספר שלפני S מציין כמה קבוצות תאים מחוברות בטור. לעיתים קרובות מידע זה שימושי יותר מהסתמכות על תווית כללית אחת של מתח נומינלי, מכיוון שדגמים שונים של תאי ליתיום-יון עשויים להשתמש במפרטי מתח נומינלי שונים.
סוללות Li-ion 21700 בתצורת 4S מיועדות למערכות הנעה שתוכננו סביב תצורה של ארבעה תאים המחוברים בטור, ואילו סוללות Li-ion 21700 בתצורת 6S מיועדות ליישומי FPV לטווח ארוך במתח גבוה יותר, לכלי טיס בעלי כנף קבועה ולכלי טיס בלתי מאוישים (UAV). בשני המקרים, בקר המהירות האלקטרוני (ESC) ומערכת ההנעה השלמה חייבים לתמוך בטווח המתח בפועל של הסוללה שנבחרה.
אין להניח שסוללת Li-ion בתצורת 4S ניתנת להחלפה אוטומטית בכל סוללת LiPo בתצורת 4S, או שסוללת Li-ion בתצורת 6S מחליפה ישירות כל סוללת LiPo בתצורת 6S. יש להביא בחשבון את יכולת התאים, המתח בטעינה מלאה, דרישת הזרם, ההתנהגות במתח נמוך, משקל הסוללה ותצורת כלי הטיס.
עיינו ב-סוללות Li-ion 4S 21700 או ב-סוללות Li-ion 6S 21700 בהתאם לפלטפורמת המתח שבה משתמשים כלי הטיס או כלי הטיס הבלתי מאויש שלכם.
XT60 לעומת XT90 במארזי סוללות Li-ion
מארזי סוללות Li-ion של CNHL עשויים להיות מוצעים עם מחברים ראשיים שונים, כדי להתאים באופן טבעי למערכות אקולוגיות שונות של כלי טיס וכלי טיס בלתי מאוישים מבוקרי RC. XT60 נפוץ במיוחד ב-FPV לטווח ארוך, בכנפי FPV ובכלי טיס יעילים רבים, בעוד ש-XT90 משמש לעיתים קרובות בכלי טיס גדולים יותר בעלי כנף קבועה ובמערכות כוח של כלי טיס בלתי מאוישים.
אלה נטיות יישומיות ולא כללים טכניים נוקשים. כלי טיס רבים בעלי כנף קבועה משתמשים גם ב-XT60, והמחבר המתאים תלוי בחיווט בפועל של כלי הטיס, בדרישת הזרם ובהתקנה.
חשוב במיוחד לא לבלבל בין סוג המחבר לבין ביצועי התא. גרסה של סוללה המצוידת ב-XT90 אינה מציעה באופן אוטומטי יכולת פריקה גבוהה יותר מגרסה המצוידת ב-XT60 ונבנתה מאותם תאים ובאותה תצורת S/P. השוו תמיד את המפרט החשמלי של המארז המוגמר.
Li-ion לעומת LiPo: איזו סוללה הגיונית יותר?
Li-ion ו-LiPo הן טכנולוגיות סוללות ליתיום נטענות, אך ביישומי RC וכלי טיס בלתי מאוישים נהוג לבחור ביניהן בהתאם לסדרי עדיפויות שונים.
| עדיפות | Li-ion | LiPo |
| אנרגיה וזמן טיסה | כיוון מועדף למערכות יעילות המתמקדות באנרגיה | תלוי בתכנון המארז, בקיבולת ובמשקל המותקן |
| הספק פרץ קיצוני | בדרך כלל אינה יעד התכנון העיקרי | חוזקה נפוצה של מארזי RC בעלי דירוג C גבוה |
| יישומים אופייניים | FPV לטווח ארוך, כלי טיס יעילים בעלי כנף קבועה וכלי טיס בלתי מאוישים לשהייה ממושכת באוויר | פריסטייל, מרוצים, EDF, מסוקים ומערכות RC אחרות בעומס גבוה |
| מדדי בחירה מרכזיים | דגם התא, יכולת הזרם בפועל, Wh, משקל ותצורת S/P | מתח, קיבולת, דירוג C, ממדים ומשקל |
אף אחת מהכימיות אינה טובה יותר באופן גורף. Li-ion אטרקטיבית במיוחד כאשר כלי הטיס יכול להמיר אנרגיה אגורה גבוהה יותר לזמן טיסה שימושי, בעוד שסוללת LiPo בעלת קצב פריקה גבוה עשויה להישאר הבחירה המתאימה יותר כאשר אספקת זרם גבוהה חוזרת ונשנית היא הדרישה העיקרית.
כיצד לבחור סוללת Li-ion של CNHL
לפני בחירת סוללת Li-ion, השוו את דרישות מערכת החשמל המלאות במקום לבחור לפי הקיבולת בלבד:
- כימיית התא והדגם: השוו את הקיבולת בפועל, יכולת אספקת הזרם והמפרטים התרמיים.
- 18650 או 21700: בחרו בהתאם לקיבולת, למשקל, לממדים ולביצועים החשמליים הנדרשים.
- מספר תאי S: יש להתאים את טווח מתח ההפעלה של הסוללה ל-ESC ולמערכת ההספק המלאה.
- קיבולת וואט-שעה: יש להשוות את האנרגיה האצורה ולא להסתמך רק על המספר ב-mAh.
- דרישת זרם רציף: יש לוודא שמארז הסוללה המוגמר יכול לתמוך בעומס ההנעה בפועל.
- תצורת 1P, 2P או 3P: יש להביא בחשבון את האיזון בין משקל, קיבולת ויכולת הזרם ברמת המארז.
- מידות ומשקל: יש לוודא התאמה פיזית, מסה מותקנת ומרכז כובד סופי.
- מחבר: יש לבחור את המחבר המתאים למערכת ולוודא תמיד את הקוטביות ואת מרווח החוטים.
- קירור: יש לאפשר זרימת אוויר מספקת ולהימנע מלכידת חום עודף סביב סוללה הנתונה לעומס רב.
בכלי טיס בעלי כנף קבועה, יש לבדוק גם את הזרם במצערת מלאה, זרם השיוט, משקל ההמראה, מרכז הכובד ומאפייני הנחיתה לאחר שינוי סוג הסוללה. בכלי טיס בלתי מאוישים, יש להעריך את זרם הריחוף או השיוט, דרישת ההמראה, המטען ומשך המשימה כחלק מתהליך בחירת הסוללה המלא.
טעינה ובטיחות של סוללות Li-ion
סוללות Li-ion נטענות, אך מתח הטעינה המרבי וזרם הטעינה הנכונים תלויים בדגם התא הבודד ובמארז הסוללה המוגמר. יש להשתמש במטען ובמצב טעינה המתאימים לסוללת ה-Li-ion הספציפית ולפעול בהתאם למגבלות החשמליות המפורטות עבור מוצר זה.
אין להניח שכל סוללת ליתיום נטענת משתמשת בהגדרות טעינה זהות. מערכות Li-ion, LiPo, LiHV ו-LiFe עשויות לדרוש מתחים שונים, גם כאשר מארזי הסוללות שלהן משתמשים בסימוני S דומים.
יש לבדוק את הסוללה, החיווט והמחברים לפני טעינה או שימוש. אין להפעיל או לטעון מארז שניזוק פיזית, חם מדי, חריג מבחינה חשמלית או פגום בדרך אחרת. לעולם אין לחרוג ממגבלות המתח, הזרם או הטמפרטורה שצוינו עבור הסוללה המוגמרת.
שאלות נפוצות: סוללות Li-ion
מהי סוללת ליתיום-יון?
סוללת ליתיום-יון היא סוללה נטענת האוגרת ומשחררת אנרגיה באמצעות תנועה הפיכה של יוני ליתיום בתוך התא. סוללות Li-ion זמינות בכמה תצורות פיזיות, כולל תאי 18650 ו-21700 גליליים, שניתן להרכיב למארזי סוללות גדולים יותר.
האם סוללות Li-ion נטענות?
כן. סוללות Li-ion נטענות, אך יש לטעון אותן במסגרת מגבלות המתח והזרם שצוינו עבור התא הבודד או מארז הסוללה המוגמר. יש להשתמש במטען ובמצב טעינה המתאימים לסוללה הספציפית.
מהו מארז סוללת ליתיום-יון?
מארז סוללת ליתיום-יון משלב כמה תאי Li-ion מבחינה חשמלית ומכנית לסוללה אחת. ניתן לחבר את התאים בטור כדי להגדיל את המתח ובמקביל כדי להגדיל את הקיבולת ולחלוק את עומס הזרם. המארז המוגמר כולל גם את החיווט הנדרש, את המחבר הראשי ובמקרים המתאימים גם חיבורי איזון.
האם סוללות 21700 הן סוללות ליתיום-יון?
21700 מציין פורמט של גודל תא גלילי, ולא כימיה או רמת ביצועים מסוימת. תאי 21700 נטענים המשמשים במארזי סוללות לכלי טיס נשלטי רדיו ולכלי טיס בלתי מאוישים לטווח ארוך הם בדרך כלל תאי ליתיום-יון, אך הקיבולת, המתח, יכולת הזרם והמגבלות התרמיות תלויים בדגם התא הספציפי.
מה ההבדל בין סוללות 18650 לסוללות 21700?
ההבדל העיקרי הוא מבנה התא הפיזי. תא 21700 גדול יותר מתא 18650 ויכול לספק יותר מקום לחומר פעיל בסוללה, אך אין בכך ערובה לביצועים טובים יותר בכל מדד. עדיין יש להשוות בין הקיבולת, המשקל, יכולת הפריקה, ההתנגדות הפנימית וההתנהגות התרמית ברמת התא הבודד.
האם סוללות Li-ion טובות לטיסת FPV לטווח ארוך?
הן יכולות להיות אפשרות מצוינת כאשר כלי הטיס יעיל ודרישת הזרם שלו נשארת בגבולות הסוללה. טיסת שיוט לטווח ארוך היא יישום מתאים במיוחד למארזי Li-ion גליליים, משום שכמות האנרגיה האגורה הכוללת וזמן הפעולה חשובים לעיתים קרובות יותר מהספק פרץ קיצוני.
האם ניתן להחליף סוללת LiPo מסוג 4S או 6S בסוללת Li-ion?
אין להניח שניתן להחליף אותן ישירות על סמך מספר ה-S בלבד. השוו את טווח מתח ההפעלה בפועל, יכולת הזרם, המידות, המשקל, המחבר, תצורת ה-ESC, ההתנהגות במתח נמוך ודרישות מערכת ההנעה המלאות לפני החלפת הכימיה של הסוללה.
האם לבחור XT60 או XT90 עבור סוללת Li-ion?
בחרו את המחבר שמתאים לחיווט כלי הטיס ולדרישות הזרם. XT60 נפוץ במערכות FPV לטווח ארוך ובכלי טיס יעילים רבים, בעוד ש-XT90 משמש בדרך כלל במערכות כנף קבועה ובמערכות UAV גדולות יותר. אלה דפוסי שימוש ולא כללים מחייבים, וסוג המחבר אינו מגדיל את יכולת הזרם של תאי ה-Li-ion עצמם.
האם סוללת Li-ion בעלת קיבולת גבוהה יותר תמיד מספקת זמן טיסה ארוך יותר?
לא. קיבולת גבוהה יותר מגדילה את כמות האנרגיה האגורה הכוללת, אך בדרך כלל גם מגדילה את משקל הסוללה. זמן הטיסה בפועל תלוי ביעילות מערכת ההנעה, במשקל כלי הטיס, במטען, בשימוש במצערת, ברוח ובאנרגיה הנוספת הנדרשת לנשיאת הסוללה הגדולה יותר.
