Tři články 21700 z naší nabídky vypadají v e-shopu skoro stejně: kolem 5000mAh a vybíjecí proud 3C. Rozdíly se ukážou až v datasheetech, tedy v technických specifikacích výrobců: kolik energie je zaručeno, jakým proudem se smí nabíjet a co článek snese v teple a v mrazu. Samsung INR21700-53G, EVE INR21700/50E a LG INR21700-M50LT proto srovnáváme jen podle údajů výrobců a spočítáme, kolika článkům 18650 odpovídá jeden 21700.
Formát 21700 a kapacitní články
Číslo 21700 popisuje jen rozměr: průměr zhruba 21 mm a délku zhruba 70 mm. Jde o stejný lithium-iontový článek se stejným napětím jako u menšího formátu 18650 (jmenovitě kolem 3,6V, plně nabito 4,20V), větší válec ale pojme víc aktivního materiálu. Formáty nejsou zaměnitelné, o tom, který použít, rozhoduje vždy zařízení. Základní rozdíly mezi nimi shrnuje článek 18650, nebo 21700? Jak vybrat Li-ion článek.
Všechny tři články v tomto srovnání patří mezi kapacitní (anglicky high-capacity). Jsou stavěné na co nejvíc energie při mírném až středním odběru. Opakem jsou výkonové články (high-drain, doslova „pro velký odběr“), které snesou desítky ampérů, ale mají menší kapacitu. Proud se u článků často udává v násobcích kapacity, tzv. C: u článku 5000mAh odpovídá 1C proudu 5A a 3C proudu 15A.
Kolik energie unese jeden článek 21700 proti 18650
Samotná kapacita v mAh srovnání trochu zkresluje, protože každý typ má jiné jmenovité napětí. Přesnější je energie ve watthodinách, která se spočítá jako jmenovité napětí × kapacita v Ah. Samsung 53G tak má 3,63V × 5,3Ah ≈ 19,2Wh.
| Článek | Formát | Kapacita podle výrobce | Energie |
|---|---|---|---|
| Samsung INR21700-53G | 21700 | typ. 5300mAh, min. 5140mAh | 19,2Wh |
| EVE INR21700/50E | 21700 | typ. 5000mAh, min. 4900mAh | 18,3Wh |
| LG INR21700-M50LT | 21700 | v mAh neuvedena (1C = 4800mA) | 18,2Wh (min. 17,6Wh) |
| LG INR18650-MJ1 | 18650 | jmen. 3500mAh | 12,7Wh |
| Samsung INR18650-35E | 18650 | min. 3350mAh (1C = 3400mA) | 12,2Wh |
| Samsung INR18650-30Q | 18650 | jmen. 3000mAh | 10,8Wh |
| Samsung INR18650-25R | 18650 | min. 2500mAh | 9,0Wh |
Z tabulky plyne jednoduché pravidlo: jeden článek 21700 nese zhruba tolik energie jako jeden a půl kapacitního článku 18650 (LG MJ1, Samsung 35E). Proti univerzálnímu 18650 s 3000mAh je to asi 1,7násobek a proti výkonovému 18650 s 2500mAh zhruba dvojnásobek. Prakticky: deset článků Samsung 53G (asi 192Wh) obsahuje stejnou energii jako patnáct článků LG INR18650-MJ1 (asi 191Wh).
Na kilogram hmotnosti je rozdíl menší, než by se dalo čekat. Z údajů výrobců vychází u všech tří článků 21700 zhruba 260–270Wh/kg, u kapacitních 18650 asi 245–260Wh/kg. Hlavní výhodou formátu 21700 tedy není výrazně lehčí baterie, ale menší počet článků pro stejnou energii.
Samsung 53G, EVE 50E a LG M50LT v číslech
Tabulka shrnuje hodnoty ze specifikací výrobců. Pokud výrobce u hodnoty uvádí podmínku, je v závorce.
| Parametr | Samsung INR21700-53G | EVE INR21700/50E | LG INR21700-M50LT |
|---|---|---|---|
| Kapacita | typ. 5300mAh, min. 5140mAh | typ. 5000mAh, min. 4900mAh | energie jmen. 18,2Wh, min. 17,6Wh (1C = 4800mA) |
| Jmenovité napětí | 3,63V | 3,65V | 3,69V |
| Max. vybíjecí proud | 15,9A (3C), bez záruky životnosti | 15A (3C) trvale | 14,4A (3C) při 10–25 °C; 7,2A při 25–55 °C; 2,4A pod 10 °C |
| Standardní nabíjení | 1749mA (0,33C) do 4,2V | 1A (0,2C) do 4,20V | 1440mA (0,3C) do 4,20V |
| Max. nabíjecí proud | 5,3A, bez záruky životnosti | 2,5A jen do 4,15V; 5A jen do 4,10V | 1440mA při 0–25 °C; 3360mA při 25–45 °C |
| Koncové napětí vybíjení | 2,5V | 2,50V | 2,50V |
| Vnitřní odpor (AC) | ≤ 16mΩ | ≤ 20mΩ | 15 ± 6mΩ |
| Rozměr (průměr × výška) | max. 21,30 × 70,70 mm (s bužírkou) | 21,15 ± 0,10 × 70,15 ± 0,15 mm | 21,44 × 70,65 mm |
| Hmotnost | max. 71,5 g | 69,0 ± 2,0 g | 67,5 ± 1,0 g |
| Teplota nabíjení | 0 až 45 °C | 0 až 55 °C, mimo 15–45 °C jen 0,2C | 0 až 45 °C |
| Teplota vybíjení | −20 až 60 °C | −20 až 60 °C | −20 až 55 °C |
| Životnost | ≥ 80 % po 1000 cyklech (nabíjení do 4,15V, vybíjení 1C do 3,0V) | ≥ 70 % po 1000 cyklech (1A do 4,20V, 1A do 3,00V) | ≥ 80 % energie po 1000 cyklech (do 4,1V, vybíjení 0,5C do 2,85V) |
Specifikace Samsungu 53G (verze 2 z roku 2024) i LG M50LT (2021) jsou podle výrobců předběžné dokumenty. Samsung navíc vede 53G ve dvou provedeních: s bužírkou (verze 2, údaje v tabulce) a bez ní (53G1, 21,15 × 70,00 mm, 70,5 g). Náš Samsung INR21700-53G je podle popisu provedení s bužírkou.
Kde jsou skutečné rozdíly
Zaručená kapacita
Výrobci uvádějí typickou a minimální kapacitu. Typickou má průměrný kus, minimální je zaručená. Samsung 53G má minimum 5140mAh, tedy víc, než je typická hodnota EVE 50E (5000mAh). LG u M50LT kapacitu v mAh výslovně neuvádí. Zaručuje energii nejméně 17,6Wh a proud 1C počítá jako 4800mA, odtud obvyklé označení 4800mAh. Při srovnání různých článků proto porovnávejte minimální hodnoty, ideálně při stejném vybíjecím proudu.
Proud: tři různá „3C“
Všechny tři články mají v popisu 3C, ale každý výrobce za tím skrývá něco jiného:
- EVE 50E uvádí 15A jako maximální trvalý vybíjecí proud v celém rozsahu provozních teplot, bez snižování podle teploty. I při 15A odevzdá nejméně 90 % kapacity naměřené při 1A, při 10A nejméně 93 %.
- Samsung 53G má maximum 15,9A, ale s poznámkou, že při něm výrobce nezaručuje životnost. Deklarovaných 1000 cyklů platí pro vybíjení proudem 5,3A (1C).
- LG M50LT povoluje 14,4A jen při teplotě 10 až 25 °C. Mezi 25 a 55 °C je limit 7,2A, pod 10 °C pouhých 2,4A. Povrch článku přitom nesmí překročit 70 °C.
Pokud zařízení odebírá z jednoho článku trvale víc než asi 5A, má z trojice největší rezervu EVE 50E. Do zhruba 5A na článek vyhoví všechny tři, LG M50LT ale jen při teplotě nad 10 °C. Proč kapacitní článek při vysokém proudu ztrácí výdrž a víc se hřeje, vysvětlujeme v článku Vybíjecí proud a C-rate: high-drain vs. high-capacity.
Nabíjení
Všechny tři se nabíjejí způsobem CC/CV (nejdřív konstantním proudem, potom konstantním napětím) do 4,20V a nikdy pod 0 °C. Liší se povolený proud:
- Samsung 53G: standardně 1749mA (0,33C). Maximum 5,3A výrobce povoluje, ale pro deklarovanou životnost ho nezaručuje.
- EVE 50E: do plných 4,20V jen 1A (0,2C). Rychlejší nabíjení povoluje jen se sníženým koncovým napětím: 2,5A do 4,15V, 5A do 4,10V. Pod 15 °C a nad 45 °C nejvýš 0,2C.
- LG M50LT: standardně 1440mA (0,3C), plné nabití tak trvá asi 4,5 h. Při 0 až 25 °C je to zároveň maximum, při 25 až 45 °C výrobce povoluje až 3360mA.
Běžná nabíječka pro Li-ion nabíjí do 4,20V. Proud kolem 1A na článek je proto v mezích specifikace u všech tří, včetně EVE 50E. Postup a zásady najdete v článku Jak nabíjet Li-ion články 18650 a 21700.
Chlad a teplo
V chladu klesá dostupná kapacita každého Li-ion článku. EVE například u 50E uvádí, že při −20 °C a vybíjení proudem 1A odevzdá zhruba 70 % kapacity, při 55 °C asi 95 %. Vybíjet se smí všechny tři články od −20 °C, nabíjet jen nad 0 °C.
U LG M50LT je v zimě důležitější omezení proudu na 2,4A pod 10 °C. Co znamená přípona LT, datasheet nevysvětluje, a nic v něm nenaznačuje, že by článek do mrazu snesl víc než zbylé dva. Více o chování baterií za nízkých teplot najdete v článku Baterie v zimě: co dělá mráz s Li-ion, Ni-MH a lithiovými články.
Rozměr a hmotnost
Nejužší je EVE 50E (21,15 ± 0,10 mm), Samsung 53G s bužírkou měří až 21,30 mm a LG M50LT až 21,44 mm. V těsném držáku nebo šachtě s malou vůlí proto průměr předem ověřte. Nejlehčí je M50LT (67,5 g), následuje 50E (69 g) a 53G (nejvýš 71,5 g).
Životnost
Všichni tři výrobci deklarují 1000 cyklů, ale za odlišných podmínek, takže čísla nelze porovnat napřímo. Samsung 53G si udrží 80 % kapacity, když se nabíjí jen do 4,15V a vybíjí do 3,0V. LG M50LT si udrží 80 % energie při nabíjení do 4,1V a vybíjení do 2,85V. EVE 50E zaručuje 70 % kapacity, zato při nabíjení do plných 4,20V, ovšem malým proudem 1A. Společné je, že výrobci životnost měří v šetrnějším režimu, než jaký dovolují maximální hodnoty. Při trvalém provozu na hraně specifikace počítejte s kratší životností.
Pro co se který článek hodí
Všechny tři jsou průmyslové články bez ochranné elektroniky. Patří do zařízení nebo bateriové sady, kde napětí, proud a teplotu hlídá řídicí elektronika (BMS, systém řízení baterie). Typicky jde o powerbanky, přenosné a záložní zdroje nebo zařízení napájená sadou článků, u kterých rozhoduje výdrž a odběr je střední.
- Samsung INR21700-53G: nejvíc energie na článek a nejvyšší zaručená kapacita. Volba tam, kde rozhoduje každá watthodina a odběr se drží zhruba do 1C (5,3A), pro který výrobce udává životnost.
- EVE INR21700/50E: největší rezerva v proudu (15A trvale, bez snižování podle teploty) a nejmenší průměr. Hodí se tam, kde odběr občas vyskočí výš nebo je v držáku málo místa. Daní je pomalejší nabíjení do plného napětí.
- LG INR21700-M50LT: nejlehčí z trojice, energií srovnatelný s EVE 50E. Nejlépe slouží při stálém, mírném odběru za pokojové teploty; v chladu i v teple výrobce povolený proud výrazně snižuje.
Kdy nesáhnout ani po jednom
Pro aku nářadí, modely a jiná zařízení s odběrem v desítkách ampérů na článek jsou kapacitní 21700 slabé. Existují výkonové 21700, například EVE INR21700/40P: podle datasheetu 4000mAh a až 50A (s teplotním vypnutím). Za více než trojnásobný proud tedy obětuje asi pětinu kapacity. Ani 40P, ani známý kapacitní Samsung INR21700-50G (podle specifikace verze B min. 4900mAh a 3C = 14,7A do 30 °C) v nabídce nemáme. Výkonové články vedeme ve formátu 18650 v kategorii Li-ion baterie 18650.
Všechny tři články jsou průmyslové, bez vlastní ochranné elektroniky, a výrobci je počítají k zabudování do bateriové sady s ochrannými obvody. LG u M50LT výslovně uvádí, že článek se nemá používat mimo bateriovou sadu. Proto:
- Používejte je jen v zařízení nebo bateriové sadě s ochranou proti přebití, podvybití, zkratu a přehřátí.
- Nabíjejte jen nabíječkou pro Li-ion do 4,20V, při teplotě 0 až 45 °C a pod dohledem.
- Nevybíjejte pod 2,5V a hluboce vybitý článek už nenabíjejte. LG upozorňuje, že pod 2,00V hrozí bezpečnostní riziko.
- Nekombinujte různé typy a výrobce článků ani staré články s novými. Před mícháním typů a výrobců výslovně varuje například EVE.
- Nenoste články volně s klíči nebo mincemi, nepoužívejte je s poškozenou bužírkou a nikdy na ně přímo nepájejte.
- Výměnu článků v bateriové sadě svěřte odborníkovi s odpovídajícím vybavením.
Shrnutí: jak vybrat
- Formát a rozměr: zařízení musí počítat s 21700. U těsných držáků porovnejte maximální průměr (50E 21,15 mm, 53G až 21,30 mm, M50LT až 21,44 mm).
- Nejvíc energie: Samsung 53G, typicky 5300mAh a 19,2Wh, zaručeno nejméně 5140mAh.
- Rezerva v proudu nebo užší článek: EVE 50E, 15A trvale a průměr 21,15 mm.
- Stálý mírný odběr za pokojové teploty: LG M50LT, nejlehčí z trojice.
- Proti 18650: jeden článek 21700 odpovídá energií asi 1,5 kapacitního článku 18650 a zhruba dvěma výkonovým.
Všechny tři články najdete v kategorii Li-ion baterie 21700. Nevíte si rady, který se hodí do vašeho zařízení? Napište nám na obchod@baterie-roznov.cz nebo zavolejte na +420 735 346 075, rádi poradíme.