Hay varias clases de pilas (usar y tirar) / baterías (recargables) en formato AA (14500):
- Alcalinas: son de usar y tirar, a plena carga casi alcanzan 1,6V, cuando se agotan están alrededor de 1,0 V y casi ningún aparato funciona con pilas en ese estado salvo algunas linternas con drivers muy eficaces.
- Las de NI-Mh, casi 1,5V a plena carga y según se descargan baja el voltaje como las alcalinas.
- Las de Litio-ión recargables, 4,2V a plena carga y por debajo de 3V están casi agotadas. Este tipo de baterías pueden resultar peligrosas si se sobregargan por encima de 4,2 V y si se sobredescargan por debajo de 2,5V, ventosean y desprenden gases, y si lo hacen en un medio estanco como el interior de una linterna puede ser muy mala cosa.
Más cosas:
- El driver que alimenta al led tiene un rango de voltaje de entrada, por encima de ese rango lo quemas, por debajo de ese voltaje no se cierra el circuito y no pasa la corriente.
- El datasheet que mencionas es del led, le pasa lo mismo que al driver, tiene un rango de voltajes e intensidades de alimentación, por encima de ese rango lo puedes quemar, por debajo la corriente no circula.
- El fabricante de la linterna ya se ocupa de que el driver y el led se acompasen.
Más cosas:
- No se te ocurra mezclar en serie ni en paralelo baterías de Ni-Mh con Litio-ión porque te cargas unas y otras y las segundas pueden ser peligrosas NI DE COÑA HAGAS ESTO.
- En general, no se te ocurra mezclar, ni para usarlas, ni para cargarlas, pilas de distinta naturaleza. NI DE COÑA.
Más cosas:
Hay linternas pensadas para usar con pilas AA alcalinas que a veces soportan bien (el driver es el que tiene que soportarlo) el uso de litio de 4,2V (3,7V nominales, como tú bien dices), pero no son todas, y suelen ser las linternas que usan una sola pila AA ó AAA. LAS LINTERNAS QUE USAN DOS PILAS AA habitualmente no soportarían el uso de dos baterías de litio en serie, ya que a plena carga éstas arrojan 8,4V y probablemente frian al driver de momento.
Hablando sólo en base al sentido común, la mayoría de leds Cree (XM-L, XP-E, XP-G, XP-L) o Nichia o de otras marcas funcionan bien entre algo menos de 3V y algo más de 3,6V, variando su intensidad de emisión entre ese rango de voltajes, de forma que el driver de tu linterna alimentará sin problemas cualquiera de esos leds (¡Ojo: cada vez hay más leds que van a 6V y a 12V, no olvides mirar eso en los datasheet de cada led!).
El led de tu linterna es "una reliquia"

, ahora hay Cree XP-G2 con bin S3 a S5 que casi doblan el rendimiento de un Q5.
Más cosas:
Las linternas "low cost" normalmente llevan sus diferentes piezas roscadas sin pegamento, por lo que para acceder al driver y al led sólo hay que desenroscar. Las linternas de marca "premium" (y Fenix es la más laureada de las premium) normalmente llevan pegamento del más recalcitrante en cada una de las roscas, es decir, van selladas, para evitar que los manazas linterneros como un servidor accedan a las partes nobles de la linterna. Yo uso gomas (cámaras de rueda de bici) para proteger el anodizado, y alicates, tenazas grip o cualquier otro tipo de tenaza para intentar descabezar las linternas y acceder al led, y lo consigo más o menos en un 60 por 100 de las ocasiones o quizá algo más, y de vez en cuando con algún rallado del anodizado. Unas cuantas de mis Fenix están modificadas, y alguna que otra con perjuicio del tipo "me he cargado el driver".
Una posibilidad que tienes es usar una batería 4,2V de litio y en el espacio de la segunda pila poner un espaciador (lo venden en muchas tiendas), con eso el driver alimentado a 4,2V no te va a fallar y alimentarás bien la linterna todo el proceso de descarga de la batería. Pero deberías asegurarte de que no sobredescargas la batería, porque probablemente el driver de tu Fénix alimente al led incluso cuando la batería arroja menos de 2,5V, y las de litio a esos voltajes se pueden perjudicar en cuanto a su vida útil. Yo en este caso usaría una batería con circuito de protección integrado que impide a la batería descargarse por debajo de 2,7V. Eso sí, con una sola batería tendrás menos tiempo de ejecución, pero de todas formas las baterías de litio tienen más densidad de energía que las alcalinas o Ni-Mh.
Tienes una linterna de marca premium y con un driver que presuponemos bien eficiente como suelen ser todas las Fenix, no te recomiendo que cambies el driver, porque casi cualquiera de los que puedas ver en las tiendas chinas será peor en eficiencia que el que lleva tu linterna, aunque pueda ser más potente.
Como el led está muy desfasado, claramente tu linterna pide un led nuevo, los de última generación dan yo creo que un 75 % más de rendimiento lumínico que un Q5.
Saludos,