Особенности литий-ионных аккумуляторов формата 21700 для фонарей.
Введение
Формат 21700 (21×70 мм) стал логическим развитием популярного 18650.
Первоначально разработанный для электромобилей, он получил широкое распространение в светотехнических устройствах — фонарях, прожекторах и ручных осветителях.
Инженеры выбрали этот формат из-за оптимального сочетания ёмкости, токовой отдачи и термостабильности.
Технические характеристики
|
Параметр |
Значение |
|
Диаметр |
21 мм |
|
Длина |
70 мм |
|
Номинальное напряжение |
3,6–3,7 В |
|
Ёмкость |
4000–5100 мА·ч |
|
Максимальный ток разряда |
25–40 А |
|
Рабочая температура |
–20…+60 °C |
|
Циклов заряд/разряд |
800–1200 |
|
Масса |
65–70 г |
Благодаря увеличенному объёму корпуса и новой архитектуре электродов (чаще NMC или INR), 21700 обеспечивает на 30 % больше энергии при тех же условиях эксплуатации.
Преимущества аккумуляторов 21700 для фонарей
-
высокая энергоёмкость — увеличение времени работы до 2,5 раза относительно 18650;
-
возможность использования мощных диодов (XHP70.3, SFT40, Luminus SBT90);
-
устойчивость к высокому току без падения напряжения;
-
меньший нагрев при длительных нагрузках;
-
низкое внутреннее сопротивление (≤ 20 мОм).
Недостатки
-
несовместимость со старыми корпусами фонарей 18650 без адаптера;
-
больший вес (плюс 10–15 г);
-
необходимость более мощного зарядного устройства.
Химический состав и влияние на световой поток
Фонарные элементы 21700 чаще всего имеют химию INR (LiNiMnCoO₂) или NMC811, где никель увеличивает энергоёмкость, а марганец стабилизирует структуру катода.
Благодаря этому напряжение под нагрузкой остаётся стабильным даже при токах 10–20 А, что особенно важно для диодов с прямым драйвом.
Снижение просадки напряжения обеспечивает ровный световой поток без заметного падения яркости.
Сравнение с 18650
|
Параметр |
18650 |
21700 |
|
Ёмкость |
2500–3500 мА·ч |
4000–5100 мА·ч |
|
Ток разряда |
до 25 А |
до 40 А |
|
Удельная энергия |
240 Вт·ч/кг |
265 Вт·ч/кг |
|
Температура нагрева |
выше |
ниже |
|
Время работы фонаря |
100 % |
150–180 % |
Таким образом, при одинаковых условиях токовой нагрузки фонарь на 21700 работает дольше и стабильнее.
Практические рекомендации для инженеров
-
При проектировании драйверов учитывать пиковый ток 15–20 А.
-
Использовать аккумуляторы с платой защиты (PCM) при одиночной установке.
-
При параллельной сборке — контролировать балансировку через BMS.
-
Применять контактные площадки из меди с минимальным сопротивлением ≤ 3 мОм.
-
Контролировать нагрев корпуса: не более +65 °C при непрерывной работе.
Совместимость с зарядными устройствами
Формат 21700 требует зарядных станций, поддерживающих ток 2–3 А и напряжение 4,20 ±0,03 В.
Рекомендуемые модели: XTAR VC4S, Nitecore UMS4, LiitoKala Lii-500S.
Важно, чтобы каждая ячейка имела индивидуальный канал и контроль температуры через NTC.
Типичные модели для светотехники
|
Модель |
Ёмкость, мА·ч |
Макс. ток, А |
Применение |
|
Samsung 50E |
5000 |
10 |
бытовые фонари, туризм |
|
Molicel P42A |
4200 |
35 |
профессиональные фонари |
|
LG M50LT |
5000 |
15 |
прожекторы, осветители |
|
EVE 48V |
4800 |
25 |
промышленное освещение |
Тепловые и эксплуатационные аспекты
Повышенная плотность энергии требует внимания к теплоотводу.
Фонари с 21700 должны иметь:
-
алюминиевый корпус с оребрением;
-
термопрокладки между аккумулятором и драйвером;
-
программное ограничение мощности при +60 °C;
-
датчик температуры в драйвере (термический димминг).
Это снижает риск перегрева и продлевает срок службы батареи.
Заключение
Формат 21700 стал новым стандартом в светотехнической отрасли.
Он обеспечивает большую ёмкость, высокий ток и устойчивый световой поток при минимальных потерях.
Для инженеров и производителей фонарей этот формат открывает возможности создания более мощных, долговечных и безопасных решений.
При правильной интеграции 21700 позволяет сократить число ячеек, повысить КПД системы и увеличить ресурс без усложнения конструкции.
