Как правильно зарядить li ion аккумулятор: Как заряжать литиевый аккумулятор: виды зарядных устройств

Как заряжать литиевый аккумулятор: виды зарядных устройств

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 11-08-2020

На данный момент, в зависимости от сферы применения, наиболее популярными являются два вида аккумуляторных батарей: литиевые и свинцово-кислотные. Свинцовые аккумуляторы постепенно теряют популярность, так как не отличаются высокой плотностью энергии и длительным ресурсом. Если требуется максимально компактный источник питания, всегда выбор падает именно на литиевые АКБ.

Как и в случае со свинцово-кислотными аналогами, литиевые аккумуляторные батареи делятся на множество типов. Наиболее распространенными являются литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol). Именно они используются в мобильных гаджетах и даже в электрокарах. К примеру, в Tesla model S установлено более 7 тысяч литий-ионных аккумуляторов Panasonic Li-ion NCR18650B.

Большая часть техники, где используются литиевые аккумуляторы, имеют встроенные механизмы зарядки, поэтому пользователю требуется лишь подключиться к электросети.

В иных случаях заряд требуется осуществлять самостоятельно. Чтобы аккумулятор служил долго, его требуется правильно заряжать.

Как заряжать литиевый аккумулятор, чтобы ему не навредить? Несмотря на очевидность, попробуем разобраться, чем заряжать литиевый аккумулятор можно, а чем – нельзя.

 

Что надо знать об аккумуляторе

Процесс заряда всегда зависим от того, какой аккумулятор заряжается. Нельзя одинаковым режимом пополнять заряд разных по характеристикам и типам моделей.

Если обобщить, то приблизительно подобрать правильный режим заряда можно при наличии данных о типе аккумулятора, его емкости и напряжении.

• Тип АКБ. Почему важно знать тип? Достаточно сравнить номинальное напряжение литий-титанатного и литий-ионного аккумулятора. 2,4В и 3,7В соответственно. Нетрудно догадаться, к каким последствиям может привести заряд литий-титанатной батареи неким абстрактным зарядным устройством для литиевого аккумулятора, которое предназначено именно для Li-ion.
• Емкость АКБ. Данный параметр заряжаемого аккумулятора важен из-за того, что ток, как правило, подбирается в процентном соотношении к номинальной емкости. Литий-ионные аккумуляторы, например, не рекомендуется заряжать током выше, чем 0,5С-1С (ток, равный 50% и 100% соответственно по отношению к емкости в ампер-часах). Этот показатель может значительно меняться от модели к модели. Яркий тому пример – литий-титанатные АКБ, некоторые модели которых позволяют зарядку токами, в сотни раз превышающими номинальную емкость.
• Напряжение АКБ. Тип литиевого аккумулятора говорит лишь о напряжении одной ячейки или отдельного элемента питания, состоящего из одной ячейки. Тем не менее, для выбора зарядного устройства или подходящего режима на уже имеющемся ЗУ, надо знать суммарное напряжение всей цепи, так как оно может быть многократно нарощено путем последовательного соединения ячеек. В уже готовых аккумуляторах на основе множества ячеек напряжение всегда указано в маркировке.

Как зарядить АКБ

Нередко пользователи интересуются в сети, как заряжать литиевый аккумулятор мотоцикла. Учитывая, что литиевый АКБ для мотоцикла – это устройство фабричное, а не самодельное, вся важная информация, в том числе и ток заряда, обычно размещена на бирке. Другое дело – это когда имеется элемент питания, собранный из одной или множества ячеек, в том числе из упомянутых ранее аккумуляторов panasonic.

Важно учитывать наличие в аккумуляторе или в схеме защиты в виде BMS. BMS – это контроллер, который выполняет сразу множество функций. Он может защищать элементы питания от опасных значений напряжения и тока, балансировать элементы на последних стадиях заряда, а также осуществлять регулировку подаваемого напряжения. Зарядка литий-ионных аккумуляторов напрямую может представлять опасность для АКБ, особенно если используется кустарное ЗУ. Применять кустарные приспособления как на основе трансформатора с диодным мостом, так и на основе переделанных компьютерных блоков питания не рекомендуется даже для свинцово-кислотных АКБ.

Если по какой-то причине в литиевом аккумуляторе отсутствует BMS, на ЗУ требуется выставить напряжение, являющееся максимальным для данного типа батарей. К примеру, литий-ионные АКБ при полном заряде выдают 4,2В на одну ячейку, а LiFePO4 – 3,65. Если ток, при этом, превышает 0,5С, рекомендуется его ограничить. Если ЗУ не позволяет регулировать ток, понизить его можно путем снижения выходного напряжения. Как только оно будет достигнуто, его можно поднять до конечного показателя, соответствующего полному заряду аккумулятора.

В случае с литиевыми аккумуляторами, оборудованных BMS (к счастью, таких большинство), все куда проще. Контроллер попросту не допустит подачу опасных номиналов тока и напряжения. Единственное исключение – это когда пользователь самостоятельно припаивает BMS к своей сборке батарей. В таком случае нельзя гарантировать, что контроллер настроен верно в соответствии с требованиями, предъявляемыми конкретным блоком аккумуляторов. В принципе, если пользователь делает сборку АКБ и самостоятельно припаивает контроллер – видимо, он знает, что делает.

Как бы там ни было, лучшим способом безопасно и на 100% зарядить аккумуляторную батарею любого типа – это использовать умное зарядное устройство, работающее в автоматическом режиме. Такое устройство не просто выдает постоянный ток с определенным номиналом напряжения, а изменяет режим заряда в зависимости от стадии. Также важным преимуществом являются многочисленные настраиваемые параметры, позволяющие использовать один и тот же прибор с абсолютно разными сборками аккумуляторов.

К выбору зарядного устройства следует относиться максимально серьезно, так как во многом от качества заряда зависит срок службы аккумулятора. И если аккумулятор состоит из множества ячеек с высокой суммарной стоимостью, то даже небольшое увеличение срока службы экономит заметную сумму.

Как заряжать литиевый аккумулятор 5 из 5 на основе 1 оценок.

Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные аккумуляторы сейчас чрезвычайно популярны. Больше 80% всех бытовых аккумуляторов являются литий-ионными. И для того, чтобы эти аккумуляторы служили верой и правдой долгое время, очень важно правильно с ними обращаться и правильно заряжать.

Как правило, литий-ионный аккумулятор представляет собой дуэт – собственно, саму аккумуляторную банку и присоединенную к ней плату защиты. Плата защиты предохраняет аккумулятор от перезарядки или чрезмерной разрядки. Также она ограничивает максимальный ток аккумулятора – следит, чтобы не было короткого замыкания. Все это очень важно, поскольку литий-ионный аккумулятор может очень драматично реагировать на перезарядку или чрезмерный ток (а еще на перегрев) – банально взрываться, нанося совершенно небанальные повреждения.

Тем не менее, вполне могут поставляться аккумуляторы без защиты – только банки. В этом случае подразумевается, что контроль степени заряда и тока будет осуществляться дополнительной электроникой, о которой должен позаботиться сам потребитель.

Литий-ионные аккумуляторы с защитой и без нее

Необходимо всегда обращать внимание на наличие защитной электроники при использовании литий-ионных аккумуляторов. Без схем защиты ни заряжать, ни использовать эти аккумуляторы нельзя! Поскольку в нештатных ситуациях химические процессы в аккумуляторах могут начать протекать чрезмерно бурно. Это может привести к разрыву аккумуляторной банки, воспламенению выделяющихся газов, электролита и, в итоге, к нехилому взрыву с пламенем и разбрасыванием вокруг горящих частей аккумулятора.

Сам процесс правильного заряда аккумулятора – это контролируемый и управляемый процесс. Вначале разряженный аккумулятор заряжается постоянным током 0.2 – 1 С (С – это емкость аккумулятора в ампер/часах). При достижении напряжения 4.0-4.1В (в зависимости от рекомендаций производителя) зарядка продолжается при постоянном напряжении до достижения 4.2В на элемент. Допустимое отклонение напряжения составляет всего +-0.05В. Для соблюдения этих режимов, безусловно, необходима соответствующая электроника.

Как правило, это схемы, собранные на специализированных микросхемах. Хороший выбор – для заряда аккумуляторов использовать специализированные зарядные устройства. Также можно собрать зарядное устройство самостоятельно.

Литий-полимерные аккумуляторы заряжаются также, как и литий-ионные, поскольку по природе своей они очень похожи. В чем их основное различие – читайте в статье “Литий-полимерный аккумулятор – отличие от литий-ионного”.

Лучший вариант – заряжать каждый аккумулятор отдельно. Кроме зарядных устройств, можно приобрести готовые платы-контроллеры для зарядки отдельных аккумуляторов. Например, на базе популярной микросхемы TP4056.

Зарядка одного литий-ионного аккумулятора

Миниатюрная плата (около 20х30 мм) позволяет заряжать литий-ионный аккумулятор от источника постоянного напряжения до 8В. Подойдет, в том числе, компьютерный USB. Два индикатора отображают ход заряда. Плата сама остановит зарядку при достижении напряжения 4. 2В – с ее помощью можно заряжать и аккумуляторы без платы защиты.

Если используется несколько аккумуляторов одновременно, то возможны варианты. Для увеличения емкости при том же выходном напряжении батареи соединяют параллельно – плюс к плюсу, минус к минусу. Например, если взять два аккумулятора емкостью 2500 мАh и соединить их параллельно, то получится батарея емкостью 5000 mAh с выходным напряжением 4.2В. Заряжать такую батарею нужно также, как и отдельный аккумулятор, только это займет в 2 раза больше времени.

Если нужно повысить напряжение при сохранении емкости, аккумуляторы соединяют последовательно. Те же две банки из предыдущего примера, соединенные последовательно, дадут батарею с напряжением 8.4В и емкостью 2500mAh.

Ток зарядки последовательно соединенных аккумуляторов должен быть такой же, как и при зарядке одного аккумулятора, а напряжение соответствовать напряжению всей батареи – 4.2В умножить на количество последовательно соединенных элементов.

Когда аккумуляторы используются в связке, очень важно подбирать совершенно одинаковые банки – одного производителя и модели, одной степени свежести. В идеале – из одной партии. Дело в том, что разные аккумуляторы могут иметь немного отличающиеся емкости, напряжение и другие параметры. Соответственно, работать они будут неравномерно и быстрее выйдут из строя.

Правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы, соединенные последовательно, необходимо устройствами, которые имеют систему балансировки заряда каждого элемента. Строго говоря, и разряжаться такие батареи должны через аналогичные системы балансировки. Суть ее работы состоит в том, чтобы следить за параметрами каждого аккумулятора и останавливать зарядку всей батареи, если один из аккумуляторов будет уже заряжен полностью. Аналогично при разряде: если один из аккумуляторов полностью разрядился – отключается вся батарея. Это позволит избежать перезаряда/переразряда аккумуляторов и продлит срок их службы.

Контроллер заряда/разряда двух последовательно соединенных аккумуляторов может выглядеть так:

Зарядка двух последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Контакты P+ и P- платы служат как для подачи напряжения при зарядке, так и при снятии тока при разрядке батареи. Плата может использоваться с аккумуляторами без плат защиты.

Для зарядки трех последовательно соединенных аккумуляторов может подойти такая схема:

Зарядка трех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Так же как и в предыдущем варианте, контакты Р+ и Р- используются как для подачи напряжения зарядки, так и для снятия питания при работе от аккумуляторов. Плата имеет систему балансировки, защиту от перезаряда/разряда и защиту от короткого замыкания. И также может использоваться с незащищенными аккумуляторами.

Похожая плата зарядки/разрядки имеется и для четырех последовательно соединенных аккумуляторов.

Зарядка четырех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Большее количество последовательно соединенных аккумуляторов встречается достаточно редко. Чаще для увеличения мощности используют последовательно соединенные пары параллельно соединенных аккумуляторов. Например, батареи ноутбуков могут содержать три или четыре пары аккумуляторов.

Правильная зарядка аккумуляторов – совершенно необходимое условие для того, чтобы использование литий-ионных аккумуляторов было долговременным и эффективным. Уделите этому достойное внимание и аккумуляторы будут служить вам верой и правдой.

Заряд Li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

△

▽

07.02.2020

Плюсы и минусы Li-ion АКБ

Литий-ионный аккумулятор – один из самых распространенных видов АКБ, широко используется в большом количестве современной бытовой электроники, электромобилях и всеми любимых портативных гаджетах.
Главные плюсы АКБ данного типа – большой ток отдачи, высокая плотность накапливаемой энергии, малый саморазряд, стабильное напряжение, не требует обслуживания, большой рабочий ресурс (более 1000 циклов заряда и разряда), и относительная неприхотливость.
Но есть и минусы – такие аккумуляторные батареи не любят глубоких разрядов, желательно их заряжать до падения ниже – 10% заряда. Оптимальная температура работы 20-25 градусов Цельсия. В холоде процесс разряда происходит быстрее, так же не рекомендуется заряжать холодные АКБ. Как и во всех остальных типах аккумуляторов – не следует превышать допустимые значения напряжения и тока. При механическом повреждении или замыкании li-ion аккумулятора может произойти возгорание. Но если внимательно относиться к эксплуатационным особенностям, то можно значительно продлить их срок службы.

Типоразмеры li-ion аккумуляторов

Для того что бы определить формат у li-ion АКБ имеется система маркировки:

• Первые две цифры указывают на диаметр АКБ (в мм).
• Следующие две цифры говорят о длине АКБ (в мм).
• Последняя цифра служит ссылкой на форм-фактор элемента питания (для цилиндрических обозначается как 0)

Рассмотрим один из самых популярных форм цилиндрических li-ion АКБ c маркировкой – 18650 (например, данный типоразмер используется в ноутбуках, производстве составных АКБ для автомобилей Tesla и для питания разнообразной портативной электроники. Об этом типоразмере далее и пойдет речь).

1. 18 – диаметр (в мм)
2. 65 – длинна (в мм)
3. 0 – обозначение цилиндрической формы

Заряд li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

У большей части электроники с li-ion АКБ имеются встроенные механизмы для заряда, для подзарядки достаточно просто подключить в сеть через адаптер. В других случаях аккумулятор нужно заряжать самостоятельно.
Номинальное напряжение li-ion АКБ типоразмера 18650 составляет 3,7В.
Напряжение заряда составляет 4,1В

Наиболее правильно заряжать li-ion АКБ в два этапа:

• На первом этапе нужно заряжать АКБ постоянным током, с расчетом 0.5С (где С – емкость батареи в Ач) соответственно если емкость батареи составляет – 3Ач, ток заряда должен составлять 1,5 А. Если емкость батареи указана в мА, то можно пересчитать: 1000 мАч = 1 Ач. Заряд происходит до достижения напряжения на АКБ 4.1 В.
• После достижения напряжения в 4. 1В – заряд идет при постоянном напряжении и постепенном снижении тока.

График заряда

Как только ток заряда уменьшится 0.05-0.01С, заряд можно считать завершенным.
Вымпел–55 может работать в автоматическом режиме, т.е. самостоятельно понижать ток при достижении нужного напряжения.

Порядок действий:

Для зарядки нам понадобится: Вымпел-55 и батарейный отсек 1×18650 (с выводами на + и – , для подключения зажимов)

Батарейный отсек

• Подключаем Вымпел–55 к сети, выставляем в настройках «Алгоритм– 1»
  Подробнее о алгоритмах(видео)
• Далее по инструкции выставляем нужные значения напряжения и тока
• Подключаем зажимы к выводам + и –
• Отключаем зарядное устройство после окончания заряда

Заряд составных батарей 18650

Для заряда более одного элемента с последовательным подключением необходим балансир для выравнивания заряда. У нас в продаже есть зарядное устройство с встроенным балансиром: Вымпел-10

Возврат к списку

Как правильно заряжать аккумуляторы 18650?

В этой статье мы поговорим о максимальном сроке службы и о том, что можно сделать, чтобы продлить срок службы батареи.

Циклом называется одна зарядка и разрядка батареи. Литий-ионные батареи 18650 заряжаются до 4,2 В и разряжаются до значения от 2 до 3 В, в зависимости от технических характеристик элемента для напряжения разрядки.

Никогда не разряжайте батарею до напряжения ниже 3,0 В, если вы не знаете спецификации своего аккумулятора. Разряжать аккумулятор можно, как используя его для питания цепи, так и используя оборудование для тестирования аккумуляторов. Для зарядки 18650 следует использовать специальное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов.

Срок службы определяется разницей в емкости вашего элемента, взятой от ее значения при первом использовании до текущего. Представим, что элемент имел емкость 3000 мА*ч, но в данный момент имеет 2900 мА*ч, тогда элемент имеет 96% от первоначальной емкости.

Когда этот процент достигает 80%, мы говорим, что срок службы закончился (даже если вы можете провести еще несколько тысяч циклов).

Итак, если мы возьмем элемент на 3000 мА*ч, при какой емкости заканчивается срок службы батареи? 80% от 3000 – 2400, поэтому, когда емкость элемента достигает 2400 мА*ч, мы говорим, что его жизненный цикл закончился.

На нашем сайте есть удобный калькулятор, позволяющий вычислить время работы устройства от различных аккумуляторов.

Большинство современных аккумуляторов 18650 имеют типичный срок службы 300-500 циклов. В ситуациях с высоким током разряда или разряда это значение может снизиться до 200 циклов. Если вы превысите максимальный ток разряда (A), срок службы может уменьшиться до 50 циклов.

В оптимальных условиях элементы могут выдержать более 500 циклов. Некоторые химические элементы могут иметь запас в тысячи циклов, прежде чем достигнут 80% от своей емкости.

По возможности используйте меньшее значение тока. В официальных тестах LG, Samsung, Panasonic, Sony и т. д. обычно проводится разряд всего при 0,5 или 0,8 ампер.

Различные химические составы батарей работают по-разному, многие батареи 18650 выдерживают более 1000 циклов в правильных условиях эксплуатации. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) имеет один из самых больших сроков службы.

Как зарядить литий ионный аккумулятор 18650

Батарейки

Литий-ионный аккумулятор – достойная альтернатива одноразовым батарейкам. Его покупка предоставляет шанс не ходить за новыми элементами питания в ближайшие многие месяцы. Вопросом, как правильно зарядить Li-ion аккумулятор, интересуются те, кто уже успел испортить такие, или слышал о том, что их достаточно легко убить.

Разбираемся, как заряжать литий ионный аккумулятор, чтобы он служил долго и исправно.

Содержание статьи:

Характеристики

Li-ion аккумуляторы имеют круглое или прямоугольное сечение, их корпус выполнен из металла или специальной пленки. Размеры и емкость батарей бывают разными. Для 18650 максимальная емкость составляет 3400-3500 мАч. На некоторых батареях можно встретить маркировку свыше 4000 мАч, она свидетельствует о сомнительном качестве и производителе товара. Фактическая мощность не превышает 3400 мАч, зачастую у ненадежных производителей она значительно ниже.

Li-ion аккумуляторы

Маркировка 18650 несет в себе следующую информацию: первые 2 цифры (18) – диаметр в миллиметрах, следующие 2 (65) – длина в мм, последняя (0) указывает на то, что АКБ имеет круглое сечение.

В зависимости от характеристик требуется разная форма зарядных устройств, принцип их работы не зависит от форм и объема литий-ионного аккумулятора.

Общие правила по зарядке:

Li-ion аккумулятор

• убедитесь, что перед Вами именно аккумулятор, а не батарейка, которую нельзя перезарядить; должно быть написано «rechargeable», что значит «перезаряжаемая»;
• устанавливая АКБ в устройство, соблюдайте полярность;
• обеспечьте отключение от сети при достижении 4,2В; автоматический аппарат сам отключит, в противном случае отключите придется вручную; на случай отсутствия индикаторов зарядки ниже описано, сколько времени на нее требуется;
• циклы работы АКБ в пределах 25-90% емкости значительно продлят срок его эксплуатации;
• питание при меньшей силе тока увеличивает срок исправной работы АКБ; какую силу тока выбрать, читайте ниже.

Время зарядки

Зарядка Li-ion аккумулятора

Сколько по времени заряжать Li-ion аккумулятор 18650, зависит от его емкости и силы тока. Точное время составляет отношение емкости АКБ к силе тока. При расчете не забываем, что 1 миллиампер равен 1000 ампер. Так, чтобы зарядить аккумулятор 18650 2600 мАч током силой в 1А, потребуется 2 часа 36 минут. Если сила тока будет меняться, для расчета это требуется принять во внимание.

Предварительный этап зарядки

Существует 3 этапа. Предварительная зарядка с помощью постоянного тока пониженной мощности обеспечивает напряжение до 2,8В, а также предварительно прогревает литий-ионный аккумулятор. Такая мощность позволяет зарядить батареи, разряженные ниже 2,5В, а также в условиях низкой температуры окружающего воздуха. При глубокой разрядке процедура предотвращает перегревание.

Зарядка постоянным током

Величина тока на этом этапе составляет от 20 до 50% емкости АКБ. При ускоренном варианте она может быть от 50 до 100% емкости. Таким образом, заряжать литий ионный аккумулятор 18650 емкостью 3400 мАч на протяжении всего этапа следует током от 680 до 1700 мА, по ускоренной схеме – от 1700 до 3400 мА.

Важно, чтобы величина не менялась от начала до конца этапа.

При достижении напряжения 4,2В емкость АКБ будет набрана на 70-80%. Медленная зарядка обеспечивает более высокий показатель, ускоренная – менее.

Зарядка постоянным напряжением с падающим током

Напряжение держится на уровне 4,2(±0,3)В, значение тока мониторится. Его сила будет снижаться с набором емкости. Зарядка будет окончена при достижении показателя силы тока в 1-5% емкости батареи.

По окончанию зарядки нужно отключить АКБ 18650 от питания, так как длительное пребывание под напряжением вызывает необратимые изменения, емкость батареи снижается.

Выбор зарядного устройства

Описанный принцип питания обеспечивается современными зарядными устройствами брендов, проверенных временем. Прибор сам тестирует уровень заряда в батарее и обеспечивает эффективный процесс его наполнения. В домашних условиях пользователь обычно не знает, каким током заряжать Li-ion аккумулятор 18650. В этом нет необходимости, достаточно иметь надежное оборудование.

Зарядное устройство Имакс

В продаже встречаются устройства, с помощью которых их производители обещают особенно быстро зарядить АКБ. Можно ли назвать предложение заманчивым? Вряд ли. Ускорение происходит за счет увеличения силы тока. Емкость литий-ионной батареи в результате зарядки при этом не высока, батарея быстро разряжается. Повышение напряжения при зарядке существенно сокращает срок службы.

Купив устройство, позволяющее зарядить при напряжении не выше 4,1В, Вы продлите срок эксплуатации батареи. Однако емкость заряда снизится на 10%.

Резюмируя приоритеты при выборе устройства, ищем медленную, плавную зарядку, автоматический контроль процесса, в том числе автоматическое отключение. Предпочтение отдаем известным японским и корейским брендам.

Какими токами заряжать Li-ion?

Аккумулятор li ion 18650 представляет собой батарейку цилиндрической формы. Она мало чем отличается от обычных, элементов питания АА «пальчиковых», но имеют большие размеры. В длину они 66 мм, а в диаметре 18 мм.

Блок: 1/12 | Кол-во символов: 215
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Немного о литий-ионных батареях

Поскольку эта АКБ является разновидностью Li-Ion аккумуляторов, следует упомянуть о том, что срок службы этих элементов сейчас довольно высок. Для литиевых аккумуляторов 18650, так же, как и для других АКБ с литием в составе, характерен высокий уровень емкости и способность длительное время держать заряд.

Кстати, свое популярное в Интернете обозначение этот аккумулятор завоевал благодаря своим параметрам: диаметр его составляет 18 миллиметров, а высота — 65, что довольно удобно и компактно, учитывая его широкие возможности.

Раньше большая часть таких батареек отличалась повышенной взрывоопасностью, в буквальном смысле слова. Причиной были определенного вида химические реакции, протекавшие во время перегрева элементов в условиях высоких температур. Также имело место и механическое замыкание внутри одной или нескольких «банок», приводившее к воспламенению.

Сейчас все аккумуляторы такого типа снабжены специальными устройствами с контроллером в составе схемы, что не позволяет допустить критического перегревания и взрыва. Это устройство можно найти в любой батарейке 18650, если аккуратно вскрыть ее и посмотреть, что находится внутри.

Если такие элементы долго не использовать и оставлять разряженными, они могут быстро терять свои свойства. Поэтому зарядка 18650 должна проводиться регулярно, при этом, должна обязательно соблюдаться определенная схема. Например, нужно знать, каким током заряжать Li-Ion, или же каким напряжением должна проводиться зарядка литий-ионных аккумуляторов 18650, чтобы не произошло их перегрева и преждевременного выхода из строя.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1601
Источник: https://batteryk.com/18650-akkumulyator-kak-zaryazhat

Описание батареи

Литий-ионный аккумулятор – это тип аккумулятора электрического тока, который с 1991 года, после того как на рынок его презентовала компания SONY, приобрел широчайшее распространение в современной бытовой и электронной технике. Как источник питания подобные батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и видеокамерах, как источник тока для электронной сигареты и электромобиля.

Недостатки этого типа батарей начинаются с того, что литий-ионные батареи первого поколения были взрывом на рынке. Не только в прямом, но и в переносном смысле. Эти батареи взрывались.

Объяснялось это тем, что внутри использовался анод из металлического лития. В процессе многочисленных зарядок и разрядок такого аккумулятора, на аноде появлялись пространственные образования, которые приводили к замыканию электродов, а как следствие – к возгоранию или взрыву.

После того, как этот материал заменили графитом, от подобной проблемы удалось избавиться, но могли еще возникать проблем на катоде, который был выполнен из оксида кобальта. При нарушении условий эксплуатации, а точнее перезарядке проблема могла повториться. Исправлено это было с началом использования литий-ферро-фосфатных батарей.

Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегрев и перезаряд, но остается проблема потери заряда при низких температурах пользования приборами.

Среди неоспоримых преимуществ литий-ионных батарей, хотелось бы отметить следующие:

• высокая емкость батареи;
• низкий саморазряд;
• отсутствие необходимости обслуживания.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1557
Источник: https://sigaretishe.ru/komplekt/akkumulyatory/zaryad-18650.html

Как заряжать АКБ 18650

Перед тем как перейти к теме зарядного устройства, нужно обозначить основные принципы зарядки для литиевых аккумуляторов 18650.

«Зарядников» продается всегда много, причем многие из них являются универсальными, однако основные правила для литий-ионных батарей должны быть такими:

• Начало зарядки осуществляется с напряжением 0,05 В, а заканчиваться процесс должен при подъеме U до 4,2 В. Важно помнить о том, что это — допустимый максимум, безопасный для батарей.
• Ток заряда: допускается заряжать аккумулятор при показателях 0,5 А и 1 А. При 1 А процесс будет протекать гораздо быстрее, но, поскольку для любых батарей рекомендован более плавный ток заряда Li, лучший показатель — это 0,5 А. Конечно, если батарейки нужно зарядить срочно, уровень тока можно повысить до 1 А. Но в обычных случаях не следует без особой надобности ускорять ход зарядки.
• Время, в течение которого заряжается батарея, не должно превышать трех часов — чтобы не повредить внутреннюю химическую структуру АКБ, вызвав ее перегрев.
• Если приобретенное устройство снабжено автоматической системой контроля зарядки, оно само «знает» о том, сколько времени следует заряжать аккумулятор.
• На некоторых зарядниках (как покупных, так и самодельных) такого контроля нет, поэтому, в данном случае, придется контролировать весь процесс самостоятельно.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1337
Источник: https://auto-gl.ru/kak-pravil-no-zaryazhat-18650-akkumulyatory/

Аккумуляторы 18650 с защитой

Требования безопасности, предъявляемые к эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей, гласят, что напряжение внутри элементов питания должно находиться в диапазоне 2,5-4,2 вольта. Самостоятельно очень сложно контролировать этот параметр, поэтому специально для этого придумана плата с защитой. Этот элемент предотвращает выход напряжения за указанный диапазон.

Производители припаивают эту плату к выводам, используя стальную или алюминиевую ленту. Крупные заводы питательных элементов редко выпускают подобные защиты. В устройствах, для которых они изготавливаются, имеются контроллеры заряда-разряда. Это батареи для ноутбуков, шуруповертов и других сложных блоков.

Больше всего защищенных литий-ионных батарей 18650 выпускают Китайские производители. На незащищенный аккумулятор припаивают защитную плату и оборачивают в специальный термозащитный материал. Их длина, из-за использования платы, на несколько миллиметров увеличивается.

Все устройства, на которых нет элемента для контроля состояния за батареей, лучше комплектовать защищенными аккумуляторами. В противном случае они могут выйти из строя, разрядившись в ноль или взорваться. При этом защита не сможет предотвратить перегрев элемента питания. Она контролирует состояние напряжения.

Блок: 3/12 | Кол-во символов: 1283
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Зарядка – 5 нюансов

Зарядка

Посмотрите на картинке оригинальное зарядное устройство. Зарядное устройство, предназначающееся для литий-ионных аккумуляторов, очень похоже на свинцово-кислотный тип батареи. Разница заключается в том, что у литий-ионного аккумулятора имеется высокие напряжения на каждой банке и серьезные требования допусков по напряжению.

Это интересно! Аккумулятор называют «банкой» из-за схожести с алюминиевыми банками, в которых выпускают прохладительные напитки.

«Банки»

Самые популярные элементы питания с этой формой — 18650. Это название аккумулятор получил из-за размеров: диаметр — 18 мм, высота — 65 мм. Когда идёт зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов, допускаются небольшие неточности в указаниях напряжений. Но с литий-ионными устройствами всё намного конкретнее. Когда происходит зарядка, и напряжение увеличивается до 4,2 Вольт, напряжение на элемент нужно сразу же прекратить. Погрешность составляет всего 0,5 Вольт.

Китайская зарядка

На рынке встречается большое количество китайских зарядок, рассчитанных на элементы питания разных материалов. Без ущерба работоспособности ионные батареи заряжают током в 0,8 А. Но напряжение в банке придется предельно четко контролировать. Когда величина составит 4,2 Вольт, сразу же прекращаем зарядку. Но в том случае, если в банку встраивается контроллер, тогда не стоит беспокоиться об этом, поскольку аппарат всё сделает самостоятельно.

Зарядки 4,2 Вольт

В качестве зарядника для литий-ионной батареи используют стабилизатор напряжения, ограниченный ток в самом начале зарядки. Использовать необходимо исключительно стабильное напряжение, и ограничение тока в самом начале процесса зарядки. Зарядку следует заканчивать в тот момент, когда стабильное напряжение равняется 4,2 Вольт, отсутствует ток, или его величина очень маленькая — в районе 5-7 мА.

Окисление

Когда в аккумулятор помещают стержень из графита, то напряжение не должно превышать 4,1 В на один элемент. При пренебрежением этим правилом, энергетическая плотность сильно возрастет, начнутся процессы окисления устройства. В итоге аккумулятор выйдет из строя. Чтобы избежать окисления, современные модели оснащаются добавками — графита в чистом виде внутри нет. Но подобные модели все еще можно найти случайно.

Как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы. Параллельное соединение аккумуляторов.

Блок: 4/9 | Кол-во символов: 2332
Источник: https://elektro220v.ru/akkumulyatory/litiy-ionnye-akkumulyatory.html

Шаг 3: Не перезаряжайте аккумулятор (свыше 4,2В) и не давайте ему уйти в глубокий разряд (ниже 4,0В)

Если вы больше заботитесь о сохранении числа циклов, а не о емкости, то вы можете не заряжать батарею до конца.

Вместо этого вы можете заряжать ее методом частичной зарядки – когда вы заряжаете ее, к примеру, до 3,8 В вместо положенных 4,2 В.

Вы заметите, что емкость снизилась, но если снизить и нагрузку, то число циклов вашей батареи возрастет. Перезаряд увеличит емкость батареи, но это опасно, и сократит жизнь вашего аккумулятора.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 539
Источник: https://masterclub.online/topic/15787-kak-zaryazhat-litii-ionnyi-akkumulyator

Как расшифровывается маркировка

В качестве примера можно рассмотреть литий-ионную батарею ICR18650-26F M.

1. Первый символ «I» используется на всех элементах данного типа, которые создаются по одной технологии;
2. Вторая буква позволяет понять, из какого материала выполнен катод. Для литий-ионных батарей это может быть кобальт – С, марганец – М, железофосфат – F;
3. Следующая буква – R – расшифровывается как аккумулятор;
4. Цифры 18650 можно разделить на два блока: 18 и 65. Это длина и диаметр соответственно;
5. Последняя цифра 0 – это форма, то есть цилиндр.

При этом у различных производителей маркировка может сильно отличаться.

Блок: 4/12 | Кол-во символов: 624
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Зарядку для аккумуляторов 18650 своими руками смастерить вполне реально. Главное, знать основные принципы работы электрической цепи и те показатели, при которых можно заряжать АКБ.

Способ №1

Самый простой способ подзарядить батарейку в экстренных условиях — просто воспользоваться стареньким, но работающим зарядным устройством от телефона «Нокиа» или «Самсунг». Благо, параметры тока и напряжения в таких зарядниках не навредят АКБ.

Схема проста, и с ней справится даже школьник:

1. У зарядки нужно освободить провода от связывающей их оболочки, разъединить их на плюсовой и минусовой полюса. Обычно красный проводок — это плюс, а черный — минус, так что, путаницы быть не должно.
2. Теперь нужно просто прикрепить батарейку к оголенным контактам проводков пластилином.
3. Соблюдая полярность, подсоединить устройство к сети, либо компьютеру — и элемент можно спокойно заряжать, время от времени следя за процессом.

На вопрос, сколько держать батарейку на таком «экспресс-заряднике», ответ простой: часа будет вполне достаточно для того, чтобы восстановить параметры ее емкости.

Способ №2

Как сделать зарядку более совершенного типа? Здесь схема может быть немного сложнее, учитывая то, что придется воспользоваться подручными инструментами в виде паяльника, припоя, клея и флюса. Однако самый важный элемент, который понадобится домашнему зарядному устройству, можно приобрести на AliExpress — это плата зарядки. Поэтому собрать такое устройство самостоятельно большого труда не составит.

Схема такова: плата припаивается к заранее подготовленному пластиковому боксу с двумя проводками («плюс» и «минус»). В боксе и будет находиться батарейка во время зарядки. Сам бокс можно достать из любого бытового прибора, вышедшего из строя: это может быть старый зарядник, либо игрушка. Главное, чтобы размеры бокса соответствовали элементам 18650.

С пайкой проблем возникнуть не должно — на плате указаны те места, куда следует припаивать проводки. Кроме того, сама плата уже заранее оснащена двумя светодиодными индикаторами красного и зеленого цвета, которые будут сигнализировать об уровне заряда.

Плату следует аккуратно приклеить на бокс в любое удобное место, затем припаять проводки, не забывая соблюдать полярность. Перед пайкой провода нужно будет слегка зачистить и залудить с помощь канифоли и капнуть на плату немного жидкого флюса (или припоя). Важно следить за тем, чтобы не произошло замыкания проводков между собой.

Такая схема позволяет изготовить простое, но надежное и очень дешевое зарядное устройство в короткое время. Теперь осталось с помощью usb-разъема подсоединить его к компьютеру или сети — и можно заряжать батарейки. Как правильно заряжать их — уже ясно, главное, следить за показаниями индикаторов. Зеленый цвет всегда будет сигналить о заряженном состоянии элементов.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 2841
Источник: https://batteryk.com/18650-akkumulyator-kak-zaryazhat

Где применяются батарейки 18650

Сфера применения элементов питания и частота их использования намного шире, чем кажется многим. Из-за того, что они закрываются в специальную защиту, их не всегда видно.

Устанавливаются в следующие устройства:

• Ноутбуки;
• Фонарики;
• Power Bank;
• Различные гаджеты.

Они применяются везде, где обычные пальчиковые батарейки справиться с задачей не способны. Батарейки li ion 18650 отличаются большей емкостью и напряжением, их можно много раз перезаряжать и использовать заново.

Блок: 5/12 | Кол-во символов: 505
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Шаг 5: Уменьшите разрядный ток (Амперы)

При разрядке телефона, как уже говорилось выше, вы можете установить предельное напряжение. Но вы также можете установить ампераж тока разряда. Чем выше ампераж, тем меньше в итоге емкость.

Разряд большого тока также уменьшит число циклов разряда. Разряжайте аккумулятор на малом токе, когда это возможность. Все крупные компании-производители электроники обычно испытывают тесты разряда при токе всего лишь 0,5-0,8 А.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 460
Источник: https://masterclub.online/topic/15787-kak-zaryazhat-litii-ionnyi-akkumulyator

Как определить плюс и минус

По сравнению с элементами питания АА и ААА, в литий-ионных нет такой заметной внешней разницы между плюсовой и минусовой клеммы, но разобраться достаточно легко:

• На «плюсовой» стороне имеются небольшие отверстия в количестве 3-4 штук.
• «Плюсовая» сторона немного выступает».
• «Минус полностью плоский.

Блок: 6/12 | Кол-во символов: 329
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

3 преимущества батареи

Литий-ионные аккумуляторы имеют ряд положительных моментов из-за чего и приобрели популярность:

1. Очень большая емкость аккумулятора.
2. Маленький саморазряд.
3. Нет необходимости в специальном обслуживании.

Блок: 3/9 | Кол-во символов: 224
Источник: https://elektro220v.ru/akkumulyatory/litiy-ionnye-akkumulyatory.html

Шаг 7: Немного о химическом составе аккумуляторов

Аккумуляторы работают по-разному в зависимости от химического состава. При оптимальных условиях эксплуатации многие банки 18650 типоразмера могут достичь числа циклов 1000 и даже выше.

Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 типа с наибольшим числом циклов разряда имеют формулу LiFePO4 (литий-железо-фосфатные аккумуляторы).

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 382
Источник: https://masterclub.online/topic/15787-kak-zaryazhat-litii-ionnyi-akkumulyator

Как правильно выбрать для себя батарейку 18650

Литий-ионные батареи отличаются друг от друга по некоторым характеристикам. Из-за этого необходимо обращать внимание на их тип и технические характеристики, прежде чем совершать покупку.

При выборе аккумулятора li ion 18650 необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

• Энергоемкость;
• Номинальный ток;
• Напряжение
• Склонность к перегреву.

Если необходимо приобрести батарейки с большей автономностью, то необходимо обращать внимание на емкость, которая измеряется в mAh. Но, чем выше будет показатель емкости, тем меньше будет ток. Поэтому жертвуя одним, можно приобрести другое. Если говорить простым языком, то сила тока влияет на склонность элемента питания перегреваться.

Напряжение аккумуляторной батареи зависит от заряда. Напряжением может быть номинальным, минимальным, максимальным и реальным. Начальное напряжение производитель указывает на упаковке. Важно, чтобы его значение не опускалось ниже 2,4 Вольт, иначе батарею будет крайне сложно реанимировать. При использовании аккумуляторов, которые плохо выдерживают высокую температуру, можно стать свидетелем ее взрыва.

Блок: 8/12 | Кол-во символов: 1140
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Схемы соединения аккумуляторов

К батареям можно приобрести кейсы, с помощью которых несколько элементов соединяются в одну большую. Если соединить несколько таких элементов питания с помощью кейсов параллельно, то емкость увеличится на столько, сколько аккумуляторов будет подсоединено 3600*3=10800 mAh. При этом напряжение будет равно напряжению одной батареи. От емкости зависит длительность их использования.

Параллельное соединение аккумуляторов 18650

Их можно соединить последовательно. В этом случае напряжение сложится, а емкость останется равной одной батареи. Сделать это можно с помощью специального кейса. Соединяя 3 элемента питания по 3,7 v мы получим 11,1 вольтовый аккумулятор 3600 мАh.

Последовательное соединение аккумуляторов 18650

Блок: 9/12 | Кол-во символов: 750
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Как проверить емкость АКБ

Существует несколько эффективных способов узнать емкость любого аккумулятора. Некоторые из них не требует особых затрат или специальной аппаратуры, а только нехитрые математические вычисления.

Точность таких методов не так высока, как при использовании специальных устройств, однако они позволяют узнать приблизительную емкость. Для многих этого будет достаточно.

Итак, для вычисления емкости бесплатным методом необходимо использовать известный ток. В характеристиках аккумулятора имеется информация о токе. Батарея, имеющая емкость 3600 заряжается на протяжении 36 часов током 100 мАч. Это значит, что конечный результат получается за счет перемножения двух составляющих: времени и тока. Поэтому, зная, сколько требуется для полной зарядки, можно узнать емкость.

Для измерения емкости другим способом, необходимо будет потратить деньги. Существует множество интеллектуальных зарядных устройств, с помощью которых можно быстро измерить емкость. Их можно приобрести в специализированном магазине или на aliexpress. Они используются для измерения различных показателей, а не только емкости.

Устройство измеряющее реальную емкость

Для осуществления третьего способа понадобятся такие детали, как АКБ, часы, амперметр с фонариком. Необходимо вставить батарейку в фонарик, включить его на максимальную мощность. Амперметр необходимо для измерения тока. Если фонарик будет светить 20 часов с потреблением тока в 100 мА, то получаем 20*100= 2000 мАч.

Блок: 10/12 | Кол-во символов: 1471
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Как заряжать и каким током

Литий-ионные элементы могут заряжаться различными станциями. Главное, чтобы значение напряжения было 5 В, а тока от 0,5 до 1 от номинальной емкости батареи. Зарядка литиевого элемента, имеющего емкость 2600 мАч, производится током значением от 1,3 до 2,6 ампер.

Весь период зарядки можно разделить на несколько этапов. Сначала блок, используя ток 0,2 от величины емкости, производит зарядку на протяжении часа. При этом значение напряжения варьируется в пределах 4,1-4,2 вольта. Далее напряжение возрастает.

Что бы не забивать себе голову стоит просто купить зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов.

Блок: 11/12 | Кол-во символов: 638
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Как восстановить аккумулятор 18650

Аккумулятор 18650 восстановить можно только в том случае, если он не полностью разрядился. Иногда даже не полностью разряженную батарею реанимировать сложно. Но есть один далеко не всем известный вариант с отключением платы.

Выполняется он так:

• Снимается защита в виде платы.
• С помощью тестера измеряется напряжение на выходах. Его значение должно находиться в диапазоне 2 -2,5 В.
• Используя зарядное устройство регулировкой тока, необходимо подключить к АКБ, выставив 100 мА и 4,2В.

Если батарея начнет заряжаться, значит, она еще жива и ее можно восстановить.

Блок: 12/12 | Кол-во символов: 596
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html

Кол-во блоков: 27 | Общее кол-во символов: 21784
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

1. https://batteryk.com/18650-akkumulyator-kak-zaryazhat: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 4442 (20%)
2. https://auto-gl.ru/kak-pravil-no-zaryazhat-18650-akkumulyatory/: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1337 (6%)
3. https://masterclub.online/topic/15787-kak-zaryazhat-litii-ionnyi-akkumulyator: использовано 6 блоков из 8, кол-во символов 4341 (20%)
4. https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/18650.html: использовано 10 блоков из 12, кол-во символов 7551 (35%)
5. https://elektro220v.ru/akkumulyatory/litiy-ionnye-akkumulyatory.html: использовано 2 блоков из 9, кол-во символов 2556 (12%)
6. https://sigaretishe.ru/komplekt/akkumulyatory/zaryad-18650.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1557 (7%)

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: Загрузка…

Батарея смартфона. Часть 1. Как она работает и как правильно заряжать свой телефон

Оценка этой статьи по мнению читателей:

Этой статьей мы начинаем серию увлекательных материалов, посвященных аккумулятору смартфона. На первый взгляд слова «увлекательный» и «аккумулятор» не имеют логической связи. Однако, прочитав эту статью до конца, вы убедитесь в обратном!

Проблема с подобного рода статьями заключается в том, что советы по поводу «правильной» зарядки дает каждый второй пользователь смартфона и нередко можно увидеть прямо противоположную информацию.

Кто-то говорит, что можно без проблем оставлять смартфон на зарядке на всю ночь или разряжать телефон до нуля, ведь система управления питанием не допустит критического падения или превышения напряжения внутри аккумулятора. Другие с этим в корне не согласны, приводя в качестве аргументов личный печальный опыт.

В этой серии мы затронем все вопросы, начиная от принципа работы аккумулятора и заканчивая быстрыми и беспроводными зарядками. В первой части поговорим о том, как вообще работает аккумулятор, откуда там появляется ток и куда он девается, а также ответим на некоторые важные практические вопросы.

Загадочная «баночка с энергией» или как работает аккумулятор смартфона

Многие люди представляют себе аккумулятор телефона в виде небольшой баночки, в которую по проводу из розетки «заливается» ток. Набрали полную батарейку электронов — теперь можем в течение дня расходовать эту энергию на подпитку дисплея, динамиков, процессора и других компонентов смартфона. Закончились электроны в батарейке — телефон разрядился и нужна новая порция электронов.

Выглядит эта картина вполне логично, но не совсем верно. В реальности аккумулятор больше похож на закрытые песочные часы, только вместо песка у нас «засыпаны» электроны:

Когда верхний «сосуд» с электронами опустошится, нужно будет зарядить смартфон, то есть, как-то перевернуть часы, чтобы электроны снова посыпались вниз. Зарядка «переворачивает часы», забирая «песок» с нижней части аккумулятора и пересыпая его в «верхнюю» чашу, чтобы электроны снова могли двигаться в нужном направлении.

Мы все прекрасно понимаем, почему песок сыпется вниз. Это происходит под действием силы тяжести. Если бы часы лежали на боку, песок не пересыпался бы с одного сосуда в другой. Теперь представим, что часы лежат на столе (для простоты уберем лишние детали), но электроны «часов» почему-то продолжают «пересыпаться» с одной части в другую:

Движение электронов показано красными стрелками

Как это происходит!? Для ответа на этот вопрос давайте вспомним, что вообще такое электрон. Всё, что нас окружает, состоит из атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из ядра, вокруг которого, словно планеты вокруг солнца, вращаются электроны (на самом деле, это примитивная и устаревшая модель, так как электроны не летают по орбитам, да и орбит никаких нет, но для нашего разговора такая модель сгодится):

Электроны (синие шарики со знаком минус) — это отрицательно заряженные частицы, а внутри ядра находятся положительно заряженные (протоны) и нейтрально заряженные (нейтроны) частицы. Опять

Если количество электронов (-) и протонов (+) одинаково, атом считается электрически нейтральным. Если больше электронов (-), тогда атом обладает отрицательным зарядом, а если больше протонов (+), тогда атом обладает положительным зарядом.

Так вот, разноименные заряды (плюс и минус) всегда притягиваются друг ко другу, а одноименные (плюс-плюс или минус-минус) — отталкиваются. И не нужно пугаться слов «положительный» и «отрицательный» заряд. Это просто названия, не имеющие под собой никакого основания. Раньше такие заряды назывались «стеклянными» и «смоляными». Затем их решили называть «положительными» и «отрицательными». Главный смысл — показать, что заряды бывают двух типов и они между собой как-то взаимодействуют.

Теперь немножко подправим наши часы, сделав их более похожими на батарейку смартфона. Для этого изолируем две чаши и в одну из них поместим отрицательные заряды, а в другую — положительные:

Слева находится множество отрицательных электронов, а справа — положительных ионов. Ион — это просто другое название для атома, который потерял или получил электрон. В нашем случае, он потерял электрон («минус») и заряжен положительно. Получается, слева избыток электронов, а справа — их недостаток.

Но в природе все стремится к равновесию, атомы «хотят» быть нейтральными. То есть, количество положительных зарядов должно соответствовать количеству отрицательных зарядов. Если мы соединим обе чаши проводником (проводом), электроны слева моментально начнут движение по этому проводу в правую чашу:

И в этот момент в проводе возникнет электрический ток, так как ток — это и есть движение электронов в одном направлении. Теперь можно этот провод провести через все компоненты смартфона. Электроны, проходя от отрицательной «чаши» к положительной, будут давать электрический ток. Соответственно, будет работать экран, динамики и другие компоненты.

Теперь представьте, что чаша слева — это одна сторона аккумулятора (минус), а чаша справа — другая (плюс) и ток течет от отрицательной стороны батарейки к положительной. Но наступит момент, когда количество электронов выровняется. Больше нет «плюса» и «минуса», так как атомы везде стали нейтральными, все лишние электроны присоединились к ионам и телефон полностью разрядился.

Если бы это была обычная батарейка, толку от нее больше не было бы. Но так как это аккумулятор, можно попытаться снова разделить атомы на положительные ионы и отрицательные электроны, собрав «минусы» на одной стороне аккумулятора, а «плюсы» — на другой. И весь процесс запустится по кругу.

Что такое амперы и вольты?

Вернемся к потоку электронов. Чем большее их количество протекает по проводу за 1 секунду, тем выше сила тока, то есть, тем больше ампер выдает аккумулятор. Заряд одного электрона ничтожно мал, соответственно, нужно очень много электронов, чтобы силы тока было достаточно для питания смартфона. Амперы — это и есть наш ток. Если не будет ампер, значит, нет и электронов, которые бы двигались в одном направлении. Соответственно, нет и электричества. Если говорить точно, тогда 1 ампер — это поток из 6240 квадриллионов электронов, протекающих за 1 секунду.

Теперь возьмем батарейку смартфона, на одной стороне которой собралось много отрицательных частиц (со знаком «минус»), а на другой — положительных (со знаком «плюс»). В результате мы получаем два потенциала, один из которых «хочет» избавиться от лишних электронов. Их слишком много, им мало места, они выталкивают друг друга (электроны с одинаковым зарядом отталкиваются). А на втором конце наблюдается сильная недостача электронов и атомы пытаются их притянуть. Так вот, разница между такими потенциалами («плюс» и «минус») называется напряжением и измеряется в вольтах. Чем больше с одной стороны свободных электронов и сильнее их недостача с другой стороны, тем выше напряжение.

Если сравнить течение тока с водой в трубке, тогда сила тока (амперы) — это количество воды в трубке, а напряжение (вольты) — это давление, с которым мы толкаем воду. Соответственно, сколько бы воды не было в трубке, если мы не можем ее протолкнуть — никакого тока не будет. Верно и обратное — если воды очень и очень мало, то с каким бы давлением мы не пытались ее вытолкнуть, большой мощности не будет. То есть, эта вода будет бесполезной, так как она не сможет сделать никакой полезной работы, например, вращать водяную мельницу. Нужно не только много воды, но и хорошее давление.

Итак, только что мы рассмотрели базовый принцип работы батарейки. Электроны из одной части аккумулятора по проводам перетекают в другую часть. Только на нашей картинке обе части находились на расстоянии друг от друга, а внутри смартфона — это цельная конструкция. Просто электроны не могут попасть с одной стороны (минус) на другую (плюс) напрямую, так как между ними стоит «барьер». Соответственно, нужно между этими частями «проложить мостик», по которому электроны моментально начнут движение. Таким мостиком является проводка внутри смартфона.

Принцип работы литий-ионного (Li-ion) аккумулятора

Все смартфоны уже давно используют исключительно один тип аккумуляторов — это литий-ионные батареи (Li-Ion). О них и поговорим подробнее.

Кто-то может возразить и сказать, что в его смартфоне установлен литий-полимерный (Li-Po или LiPo) аккумулятор, который гораздо лучше литий-ионного. В доказательство можно привести тысячи статей на всевозможных сайтах, включая самые авторитетные. Однако в реальности, «литий-полимерный» аккумулятор — это не более, чем маркетинговая уловка, не имеющая никакого отношения к твердотелым аккумуляторам. Подробнее об этом я упомяну чуть позже. На этом этапе будет непонятной разница между литий-ионной и литий-полимерной батарейкой.

Итак, главным действующим лицом в литий-ионных аккумуляторах, как следует из названия, является литий, а точнее, его ионы. У лития всего 1 электрон на внешней оболочке атома (то есть, на самой дальней и нестабильной орбите). Соответственно, такой электрон очень легко может оторваться, превратив атом в положительно заряженный ион (вспоминаем, электрон — это отрицательная частица и если ее оторвать, атом станет положительным). По этой причине литий в чистом виде легко вступает в реакцию.

Но если атом лития станет частью оксида металла (соединение химических элементов), тогда он будет достаточно стабильным. Схематически это можно отобразить так:

Иллюстрация © Learn Engineering

Свободные атомы лития (зеленые шарики) очень нестабильные и могут вступать в реакцию, теряя электрон, а те, что в структуре оксида металла (в основном используется кобальт) — достаточно стабильные. Когда атом лития нестабилен, он, как и все мы, стремится к стабильности, возвращаясь на место в оксид металла.

Теперь вспоминаем устройство батарейки. Литий-ионный аккумулятор состоит из двух «камер» или частей. Одна из них будет отрицательной (называется Анод), а вторая положительной — Катод. Как и в нашем примере, электроны из Анода (-) должны попасть в Катод (+). Но сделать это напрямую внутри аккумулятора они не могут, так как между анодом и катодом находится жидкий электролит (переносчик положительных зарядов).

В современных аккумуляторах, кажется, что нет никакой жидкости внутри. Но это только так кажется. Многие современные аккумуляторы используют полимер, смоченный электролитом или же специальный пористый разделитель (сепаратор) из полимера, пропитанного электролитом. Но это всё тот же жидкий электролит, просто немного в другом виде. А существуют настоящие литий-полимерные аккумуляторы, у которых сам полимер проводит литий, то есть, там вообще нет никакого жидкого электролита. Такие аккумуляторы не используются в смартфонах.

Итак, посмотрим на схему нашего аккумулятора:

Мы видим здесь две части батареи: минус (слева) и плюс (справа). Они разделены по центру сепаратором, пропитанным электролитом. В левой части (в аноде) между слоями графита размещаются атомы лития. Кристаллическая решетка графита позволяет легко задерживать атомы лития между слоями. То есть, литий в нем, как бы, «застревает» (это явление называется интеркаляцией). Сам графит не вступает ни в какие реакции, он просто служит своеобразными «полочками», на которых можно удобно разместить все ионы.

Справа от электролита (в катоде) находится оксид кобальта, который вступает в реакцию с литием.

Разрядка телефона

Атомы кобальта на катоде (плюсе) из-за химической реакции потеряли электроны и их заряд стал еще более положительным. В результате они хотят вернуть свои электроны, чтобы нейтрализовать заряд. А как мы помним, на аноде (минусе) в графите «застряло» много лития, который без проблем отдаст свой электрон.

Но эти электроны не могут пройти через электролит, чтобы соединиться с кобальтом (оксидом металла).

Аккумулятор подключается плюсом и минусом к контактам смартфона. Дорожка от одного контакта (-) проходит через все компоненты смартфона и доходит до второго контакта (+). Она и соединяет две части батареи.

Как только между анодом и катодом появляется путь, электроны на аноде отрываются от лития и устремляются по нему, чтобы примкнуть к положительно заряженному кобальту. А литий в это же время свободно проходит через электролит и встраивается в оксид кобальта.

По дороге электроны «заходят» во все компоненты смартфона, которые встречаются им по пути и заставляют их работать.

Еще раз хочу обратить внимание на то, что электроны не «тратятся», как, например, топливо. Электрон вышел из точки А и пришел в точку Б, а если по пути встретилась лампочка, то еще и ее «зажег», но сам при этом никуда не испарился.

Зарядка телефона

Когда весь литий перейдет через электролит от анода к катоду, больше не останется электронов, которые бы могли путешествовать по внешнему проводу (по электрической цепи). Теперь нам нужно провернуть обратный процесс, а именно, «перетянуть» литий из катода в анод.

Для этого мы прикладываем внешний источник питания «плюсом» к катоду батарейки (+) и «минусом» к аноду батарейки (-). Так как напряжение внешнего источника выше напряжения батарейки, происходит химическая реакция. От кобальта отрываются электроны и уходят в «розетку». При этом атомы лития также вылетают из оксида металла.

В то же время от блока питания на «минус» батарейки залетают электроны и эта часть аккумулятора становится всё более и более отрицательно заряженной. В результате положительные ионы лития проходят через электролит и на аноде (в графите) встречаются с электронами.

Теперь весь литий снова на аноде и когда зарядка будет прекращена, начнется обратный процесс — электроны устремятся к положительному кобальту через весь смартфон, а литий следом — через электролит:

На этой иллюстрации вместо буквы А в кружочке и находятся компоненты нашего смартфона. Также на анимации не показан электролит по центру. Оранжевые кружочки — это положительные ионы лития, а белые кружочки — это электроны.

Так можно ли полностью разряжать свой смартфон или оставлять его на зарядке на всю ночь?

Вы можете делать все, что вашей душе угодно. Но стоит помнить, что у любого действия есть свои последствия. Это может прозвучать очевидно, но именно заряд/разряд смартфона и сокращает его емкость. По этой причине существует такое понятие как цикл разряда/заряда.

Я думаю, вы не раз слышали о том, что смартфоны рассчитаны на определенное количество циклов заряда/разряда, например, 500 полных циклов. Apple на своем сайте заявляет, что если полностью зарядить iPhone до 100%, после чего разрядить его до 0%, тогда через 500 таких зарядок/разрядок, емкость аккумулятора снизится до 80%. В случае с Apple Watch количество циклов увеличено до 1000.

Многие пользователи знают об этом и всё пытаются понять, как злобный производитель подсчитывает эти циклы, снижая емкость их аккумулятора. Кто-то старается выяснить, что считается полным циклом и как можно обмануть смартфон, разряжая его не совсем до нуля или заряжая не совсем до 100%.

На самом же деле, никто не считает циклы, чтобы специально испортить батарейку. Понятие полных/неполных циклов заряда введено для удобства. А портит батарейку именно заряд/разряд.

Понимая все, что мы разобрали в статье, посмотрим, кто же портит наш аккумулятор. Итак, при зарядке литий проходит через электролит от плюса к минусу, то есть, от катода к аноду.

Теперь, когда начинается разрядка смартфона, обратно вернутся не все ионы лития. Кто-то из них погибнет по пути домой. Возвращаясь через электролит, на внешней границе происходит реакция, в которой участвуют органические вещества электролита, сам литий и его электроны. В результате такой реакции образуется тонкая пленочка на аноде под названием SEI (Solid Electrolyte Interface).

С одной стороны, она и защищает слой электролита от бомбардировки электронами, которые стремятся пройти через электролит вслед за ионами лития, но не могут. С другой же стороны, на ее образование уходит часть атомов лития. То есть, самого лития становится меньше. А значит, уменьшается и емкость батарейки. И с каждым новым циклом заряда/разряда этот слой (SEI) становится все толще. Рано или поздно это приведет к созданию барьера, через который литий уже не сможет переходить к графиту анода.

На катоде тоже происходит реакция — окисление электролита. Чем выше напряжение — тем быстрее это происходит. Соответственно, собирать большое количество лития на одном из полюсов и держать его в таком состоянии, приводит к более быстрой деградации аккумулятора.

Получается, когда вы ставите смартфон на ночь на зарядку, конечно же, BMS (система управления батареей) не позволит аккумулятору «перезарядиться», то есть, получить большее напряжение, чем он способен выдержать. И проблема совершенно не в этом.

Всю ночь аккумулятор вашего смартфона будет находиться в состоянии, при котором деградация батареи будет максимально ускоряться. То же касается и падения заряда ниже 15-20%. В этом случае, мы получаем ту же ситуацию, что и с полностью заряженным аккумулятором, только наоборот. На ускорение вредных процессов влияет также и температура батареи.

Таким образом, для максимального срока службы литий-ионного аккумулятора нужно не только не оставлять свой смартфон на зарядке на всю ночь, но и не заряжать его вовсе до 100%, как и не разряжать ниже 20%. Гораздо лучше для батареи зарядить смартфон дважды в день (от 30 до 80%), нежели один раз в сутки ставить его на зарядку на всю ночь. Аккумулятор прослужит дольше, даже если вы будете заряжать его 4 раза в день от 40 до 70%, нежели проходить полный цикл заряда/разряда.

К слову, бывают случаи, когда человек использует свое устройство очень редко, например, зеркальную камеру. И в связи с этим хочет максимально эффективно хранить батарейку, чтобы она не теряла емкость. В таком случае, лучше всего разрядить аккумулятор до 40% и поместить его в полиэтиленовый пакет. А сам пакет с батареей хранить в холодильнике (не морозилке) при температуре от 0 до 3°C.

Ниже в таблице вы можете увидеть зависимость деградации аккумулятора от уровня его заряда и температуры хранения через 1 год:

Температура	40%-уровень заряда	100%-уровень заряда
0°C	98%	94%
25°C	96%	80%
40°C	85%	65%
60°C	75%	60% через 3 мес.

Надеюсь, вам понравилась первая часть из нашей новой серии, а во второй мы поговорим о беспроводной зарядке.

Алексей, главный редактор Deep-Review

 

P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!

 

Зарядка литиевых батарей: основы

Маркетинг 19 марта 2021 г.

При покупке в нашей компании процесс зарядки литиевых батарей становится повседневной частью рутины, и мы понимаем, что существует много информации о наших продуктах. Будь то то, как технология принимает зарядку, или передовые методы зарядки, мы здесь, чтобы изложить основы. Будь то передовые методы зарядки литиевых аккумуляторов, чтобы получить дополнительную информацию о том, как они работают и можно ли заряжать, чтобы ваша аккумуляторная система работала эффективно, наша команда всегда готова помочь.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4?

Наша команда получает этот вопрос ежедневно, и у нас есть сообщение в блоге о зарядке аккумуляторов LiFePO4, которое помогает решить эту тему. Существует три основных способа зарядки системы: от солнечной энергии, от генератора и от берега.

Battle Born Batteries продает аксессуары только тех брендов, которые, как мы знаем, производят качественную продукцию. Одна из таких компаний – Victron Energy. Battle Born – главный продавец компонентов Victron, потому что они надежны и хорошо сконструированы.Они даже предлагают телефонное приложение Victron Connect, в котором вы можете просматривать все сведения о своих устройствах с поддержкой Bluetooth.

Наша команда также рекомендует компоненты от Progressive Dynamics и Magnum. У нас есть много вещей для покупки, так что загляните в наш магазин, если вам нужно больше мощности!

Один из компонентов, который мы часто рекомендуем, – это контроллеры заряда Victron Energy SmartSolar MPPT для систем, оборудованных солнечной батареей. Для контроллеров заряда от солнечных батарей мы рекомендуем следующие настройки:

• насыпная и абсорбционная: 14.2-14,6 В (рекомендуется 14,4 В)
• , поплавок: 13.6

Мы также часто предлагаем интеллектуальное зарядное устройство Victron IP-65 Blue Smart Charger, поскольку оно водонепроницаемо, совместимо с Bluetooth и имеет профиль зарядки для литиевых аккумуляторов и аккумуляторов другого химического состава. Это устройство подключается напрямую к аккумулятору и предназначено для зарядки от одного аккумулятора. Он отлично подходит для тех, кто работает с троллинговыми двигателями или у которых последовательно соединены аккумуляторные системы.

Для зарядки генератора мы часто рекомендуем использовать зарядное устройство постоянного тока или зарядное устройство для переключения между батареями.Изолированное зарядное устройство Victron Orion-TR Smart DC-DC представляет собой адаптивное трехступенчатое зарядное устройство с алгоритмами для опций накопления, поглощения и поплавка.

Вы также можете безопасно смешивать химические составы батарей с этим устройством, например пусковую батарею AGM с домашним литиевым банком. Стремитесь к диапазону от 14,2 В до 14,6 В с объемной ступенью и ступенью абсорбции, а для плавающей ступени лучше всего подходит 13,6 В.

Хотя литиевые батареи технически не требуют плавающего заряда, подавляющее большинство устройств все еще имеют режим плавающего заряда.Батареи, естественно, имеют напряжение 13,6 В, но достижение 14,6 В является идеальным и должно произойти, чтобы задействовать механизмы балансировки.

Нужно ли покупать специальное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?

Обращаясь к этому вопросу, наш главный операционный директор Шон подчеркивает, что комплект для модернизации от Progressive Dynamics с системой преобразователя имеет возможность зарядки литиевой батареи. Еще одно зарядное устройство, которое мы рекомендуем, – это Progressive Dynamics Inteli-Power 9100 из-за того, что их легко включить и установить в вашу систему в дополнение к любому компоненту Victron.

Могу ли я заряжать литиевые батареи от генератора?

Зарядка от генератора – это распространенный метод подзарядки литиевых батарей. Зарядка от генератора – отличный вариант, однако вам понадобится дополнительное оборудование, например, диспетчер изоляции аккумулятора (BIM).

Хорошо известный в отрасли инструмент, этот компонент специально запрограммирован для работы с нашими батареями. Он помогает одновременно контролировать дом и стартовый блок и имеет высокое внутреннее сопротивление.Он, безусловно, может потреблять больше энергии от генератора по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.

BIM обеспечивает дополнительный уровень безопасности, чтобы не повредить систему из трех или более литиевых батарей при зарядке от генератора во время длительной поездки. Если в вашей системе менее трех наших аккумуляторов, BIM не требуется, и вместо этого вы можете использовать стандартный изолятор. Они могут регулировать ток до 220 ампер и предотвращать выход из строя генератора при длительной поездке.

Sterling Устройства защиты генератора переменного тока (APD) также доступны в нашем магазине, чтобы предотвратить повреждение от скачков напряжения. Эти устройства включаются при небольшой резистивной нагрузке в миллиампер-часах, чтобы снизить возможное повышение напряжения из-за обрыва кабеля или любых других проблем. Если увеличение будет чрезмерно резким, это может привести к серьезному повреждению APD, но ваш генератор, батареи и регуляторы были защищены.

Цикл зарядки литиевой батареи: плавать или не плавать?

Наши литиевые батареи не нуждаются в подзарядке.

Что касается цикла зарядки и наших аккумуляторов, им не нужно плавать. Когда вы полностью зарядите литиевые батареи, вы можете отключить зарядное устройство и оставить их на хранение. Учтите, что со временем батареи немного разряжаются, но это не повредит батарею. Может потребоваться долить их при извлечении из хранилища. Нет необходимости подзаряжать ваши Battle Born аккумуляторы.

Однако, если у вас есть фургон с батареей, подключенной к берегу, вам следует избегать работы ваших приборов с батареей.Если вы не используете выключатель в своей системе, у вас нет выбора, откуда поступать 12 В. Наша команда рекомендует, если у вас есть преобразователь выходного напряжения с фиксированным выходным напряжением, лучше всего использовать выключатель, чтобы вынуть батареи из цепи и дать им отдохнуть.

Если у вас есть многоступенчатое зарядное устройство или преобразователь, вы можете оставить батареи в цепи, потому что они смогут оставаться при приемлемом напряжении на последней стадии заряда.

При зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов есть три основных этапа: накопление, абсорбция и всплытие.Иногда для свинцово-кислотных аккумуляторов также требуются этапы выравнивания и техобслуживания. Это существенно отличается от зарядки литиевых батарей и их ступени постоянного тока и ступени постоянного напряжения. На этапе постоянного тока он будет поддерживать его в стабильном состоянии, пока батарея берет основную часть заряда. Как только будет достигнуто максимальное напряжение, зарядное устройство будет удерживать это напряжение, и ток начнет падать по мере того, как батарея будет заряжена.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов эта стадия постоянного напряжения обычно называется абсорбцией, и поскольку свинцово-кислотная батарея имеет более высокое сопротивление, зарядное устройство задействует стадию более высокой абсорбции в середине цикла зарядки.Вы можете выполнять массовую зарядку на максимальном токе в течение нескольких часов, а затем вам придется подождать еще 2-3 часа, пока батарея будет заряжаться. Напротив, наши батареи будут оставаться в режиме постоянного тока или в течение почти всего цикла зарядки.

После достижения максимального напряжения 14,4 В аккумулятор в основном заряжается. Теперь мы просим вас удерживать это напряжение в течение 15-20 минут на каждой батарее. Батарея необязательно должна быть полностью заряжена, но это помогает сбалансировать ее.Напряжение ячейки начинает отделяться при максимальном напряжении. Как только это разделение напряжений произойдет, мы сможем сказать, какая ячейка заряжена больше, чем другие.

Как только мы это узнаем, тогда система управления батареями (BMS) может инициировать цикл балансировки, в котором самые заряженные батареи обескровливаются через резистор, а затем все они могут вернуться к одному и тому же состоянию заряда. Хотя для нашей батареи не требуется абсорбции, мы используем стадию абсорбции в обычных зарядных устройствах для балансировки ячеек.

Все о мультибанковской зарядке:

Зарядка с несколькими банками – отличный способ сбалансировать последовательно соединенные аккумуляторные системы. Подключив положительный полюс к отрицательному для создания системы 24 В, важно следить за тем, чтобы батареи были сбалансированы. Первая разрядившаяся батарея перейдет в режим отключения при низком напряжении, что приведет к срабатыванию другой батареи. В итоге вы получите систему с меньшей производительностью, чем вы думаете.

Это также применимо, когда в вашей системе происходит отключение из-за высокого напряжения, поэтому выполнение этих шагов защитит вашу систему в любой из этих экстремальных ситуаций.Если вы будете часто заряжать их, они с большей вероятностью останутся в балансе, потому что BMS будет внутренне балансировать систему. В этом многоблочном зарядном устройстве выходные провода электрически изолированы и по-прежнему могут подключать каждый отдельный вывод к каждой батарее, не прерывая зарядки. Оба они будут готовы к разрядке и будут полностью заряжены.

Если вы хотите приобрести собственное зарядное устройство для нескольких банков, мы рекомендуем зарядное устройство Dual Pro Professional Series для вашей системы.Это также популярный выбор среди любителей ловли окуня. Он имеет специальный алгоритм для наших батарей и предлагается с 2 или 4 вариантами выхода.

Какое правильное напряжение зарядки для литиевых батарей 12 В, 24 В и 48 В?

Параметры зарядки нашего Battle Born Battery следующие:

• Объем / поглощение = 14,2–14,6 В.
• Float = 13,6 В или ниже.
• Нет эквалайзера (или, если возможно, установите его на 14,4 В).
• Нет температурной компенсации.
• Время поглощения заряда составляет примерно 20 минут на одну батарею, если это возможно.

Для системы 12 В мы действительно хотим сделать акцент на достижении 14,2–14,6 В для объемного и абсорбционного и плавающего значений 13,6 В или ниже.

Для системы на 24 В мы предлагаем объемную скорость и скорость поглощения 28,4–29,2 В с плавающей точкой до 27,2 В или ниже. Никакого выравнивания не требуется, но, если это возможно, мы рекомендуем 28,8 В. Температурная компенсация также не требуется, и время поглощения составляет примерно 20 минут на одну батарею, если это возможно.

Для системы 48 В мы рекомендуем объемную скорость и скорость поглощения 57,4 В и плавающую с 56,5 В до 57 В. Иногда одна из батарей может вызвать отключение высокого напряжения в вашей системе. Внутренняя BMS батареи поможет справиться с отключением высокого напряжения. Наша команда хочет подчеркнуть, что в целом нет ничего плохого в том, чтобы поиграться со ставками оплаты для оптимизации вашей системы.

Сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?

Один из наших наиболее часто задаваемых вопросов – «сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?»

Наши специалисты отмечают, что время зарядки зависит от конкретного зарядного устройства в вашей системе.Литий-ионные батареи имеют низкое внутреннее сопротивление, поэтому они принимают на себя весь ток, подаваемый в текущем цикле зарядки. Например, если у вас есть зарядное устройство на 50 ампер и одна батарея на 100 ампер-час, разделите 100 ампер на 50, чтобы получить время зарядки 2 часа.

Другой пример: у вас есть пять аккумуляторов на 100 Ач (ампер-час), всего 500 Ач и зарядное устройство на 100 ампер. Зарядка с нуля до 100 процентов займет около 5 часов с учетом времени, достаточного для балансировки цикла зарядки.Мы не рекомендуем вам превышать эту скорость зарядки, так как это может привести к сокращению срока службы батареи. В экстренной ситуации аккумулятор можно заряжать быстрее, но мы не рекомендуем вам делать экстренную зарядку аккумулятора привычкой.

Если у вас есть дополнительные вопросы по зарядке литиевых батарей, наш канал YouTube и раздел часто задаваемых вопросов на нашем веб-сайте предлагают обширную информацию. Нужна дополнительная помощь? Направляйте свои вопросы нашим специалистам по продажам и техническим вопросам, позвонив им по телефону 855-292-2831 или отправив электронное письмо на адрес [адрес электронной почты защищен].

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может оказаться сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы и литий-железо-фосфатные элементы, включая зарядные устройства для литиевых аккумуляторов.

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Basics

Эти примечания в равной степени относятся и к литию. ионные и литий-полимерные аккумуляторы.Химия в основном такая же для два типа аккумуляторов, поэтому методы зарядки литий-полимерных аккумуляторов могут использоваться для литий-ионных аккумуляторов.
Зарядка лития фосфата железа 3,2 вольт ячейки идентичны, но фаза постоянного напряжения ограничена до 3,65 вольт.

Литий-ионный аккумулятор легко заряжается. Безопасная зарядка – это труднее. Базовый алгоритм – зарядка при постоянном токе (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от производителя), пока батарея не достигнет 4.2 Vpc (вольт на ячейке), и удерживайте напряжение на уровне 4,2 В, пока ток заряда не упадет. до 10% от первоначальной ставки начисления. Условием прекращения является падение ток заряда до 10%. Максимальное напряжение зарядки и ток завершения незначительно варьируется в зависимости от производителя.

Однако таймер заряда должен быть включены для безопасности.

Заряд не может быть прекращен напряжением. В емкость, достигнутая при 4,2 В на элемент, составляет всего от 40 до 70% полной емкости если не заряжается очень медленно.По этой причине вам нужно продолжать заряжать до тех пор, пока ток не упадет, и прекратить работу на низком токе.

Это Важно отметить, что непрерывная зарядка неприемлема для литиевых аккумуляторов. батареи. Литий-ионная химия не может допустить перезарядку, не вызывая повреждение элемента, возможно, отслоение металлического лития и превращение опасно.

Плавающая зарядка, тем не менее, является полезным вариантом. Проблема безопасности с поддержанием постоянного заряда аккумулятора – это то, что если зарядное устройство должно как-то сойти с ума и подать более высокое напряжение могут быть проблемы.И так по логике, чем короче включается зарядное устройство, тем меньше вероятность заряда при подключении к аккумулятору выйдет из строя. Однако есть еще один Метод безопасности, плата защиты аккумулятора, которая должна быть включена либо на аккумулятор или в другой цепи между аккумулятором и зарядным устройством. BPB (также известная как PCB для «платы защиты») или другое управление батареей. цепь остановит заряд, если напряжение станет слишком высоким.

Иногда возникает вопрос “Каков эффект от зарядки ниже 4,2 вольт?” В отличие от других батарей химии аккумулятор будет заряжаться, но никогда не достигнет полной зарядки, это будет взиматься только частичная плата. Причина этого в том, что ионы помещаются в анодные или катодные кристаллы требуют большего напряжения, чем простой напряжение электрохимической ячейки. Чем выше напряжение, тем больше ионов может быть вставлен. Ссылка на эту страницу содержит наши исследования и некоторые количественные данные. от относительной емкости заряженных литий-ионных аккумуляторов ниже 4.2 вольт. Преимущество зарядки при более низком напряжении состоит в том, что срок ее службы сокращается. резко вверх.

Эта ссылка показывает, как литиевое железо Емкость фосфатных аккумуляторов изменяется в зависимости от напряжения заряда. Напряжение заряда эксперименты с литий-железо-фосфатными батареями, показывающие, как меняется емкость с зарядным напряжением.

Медленная зарядка ионно-литиевых батарей

Когда скорость заряда во время фазы постоянного тока низкая, процесс зарядки будет тратить меньше времени во время хвоста постоянного напряжения.Если вы заряжаете ниже около 0,18 ° C, при достижении 4,2 вольта ячейка практически заполнена. Этот может использоваться как альтернативный алгоритм начисления. Просто зарядите ниже 0,18C постоянный ток и прекратить заряд, когда напряжение достигнет 4,2 вольт на ячейку.

Безопасность

Каждый литий-ионный аккумулятор должен иметь метод поддержания баланса клеток и предотвращения их чрезмерно разряжены. Обычно это делается с помощью доски безопасности, которая контролирует зарядка и разрядка пакета и предотвращение опасных вещей.Технические характеристики этих досок безопасности продиктованы производителем ячейки, и может включать в себя следующее:

• Защита от обратной полярности
• Температура зарядки – нельзя заряжать при температуре выше ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
• Зарядный ток не должен быть слишком большим, обычно ниже 0,7. С.
• Защита от тока разряда для предотвращения повреждений из-за короткого замыкания. схемы.
• Напряжение заряда – постоянный предохранитель размыкается при слишком высоком напряжении. прикладывается к клеммам АКБ
• Защита от перезарядки – останавливает заряд при напряжении на ячейку поднимается выше 4,30 вольт.
• Защита от чрезмерной разрядки – прекращает разрядку, когда аккумулятор напряжение падает ниже 2,3 В на элемент (зависит от производителя).
Предохранитель
• A срабатывает, если аккумулятор когда-либо подвергается воздействию высоких температур. выше 100 ° С.

Способы зарядки литий-ионных аккумуляторов

Для большинства электронных устройств, работающих от аккумуляторов, выбирают литий-ионный аккумулятор. Узнайте, что нужно для их правильной зарядки.

Опубликовано 11 марта 2020 г. Джон Тил

Литий-ионный аккумулятор

– это аккумулятор, который чаще всего используется в бытовой электронике. Из других типов, которые использовались ранее, никель-кадмиевые батареи для использования в электронном оборудовании были запрещены в ЕС, поэтому общий спрос на эти типы упал.

Никель-металлогидридные батареи

все еще используются, но их более низкая удельная энергия и соотношение цены и качества делают их непривлекательными.

Работа и конструкция литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные батареи считаются вторичными батареями , что означает, что они перезаряжаемые. Наиболее распространенный тип состоит из анода, состоящего из слоя графита, нанесенного на медную подложку, или токоприемника, и катода из покрытия из оксида лития-кобальта на алюминиевой подложке.

Сепаратор обычно представляет собой тонкую полиэтиленовую или полипропиленовую пленку, которая электрически разделяет два электрода, но позволяет переносить через нее ионы лития.Это расположение показано на рисунке 1.

Также используются различные другие типы анодных и катодных материалов, наиболее распространенные катоды обычно дают свои имена для описания типа батареи.

Таким образом, катодные элементы из оксида лития-кобальта известны как ячейки LCO. Типы оксида лития, никеля, марганца и кобальта называются типами NMC, а элементы с катодами из фосфата лития-железа известны как ячейки LFP.

Рисунок 1 – Основные компоненты типичного литий-ионного элемента

В реальном литий-ионном элементе эти слои обычно плотно скручены друг с другом, а электролита, хотя и жидкого, едва хватает для смачивания электродов, и внутри нет плескания жидкости.

Это устройство показано на рисунке 2, который изображает реальную внутреннюю конструкцию призматической или прямоугольной металлической ячейки. Другими популярными типами корпусов являются цилиндрические и мешочные (обычно называемые полимерными ячейками).

На этом рисунке не показаны металлические выступы, прикрепленные к каждому токосъемнику. Эти выступы являются электрическими соединениями с батареей, в основном клеммами батареи.

Рисунок 2 – Типичная внутренняя конструкция призматического литий-ионного элемента

Зарядка литий-ионного элемента включает использование внешнего источника энергии для переноса положительно заряженных ионов лития от катода к анодному электроду.Таким образом, катод становится отрицательно заряженным, а анод – положительно заряженным.

Внешне зарядка включает движение электронов от анодной стороны к источнику заряда, и такое же количество электронов проталкивается в катод. Это направление противоположно внутреннему потоку ионов лития.

Во время разряда к клеммам аккумулятора подключается внешняя нагрузка. Ионы лития, которые накапливались в аноде, возвращаются на катод. Внешне это связано с движением электронов от катода к аноду.Таким образом, через нагрузку протекает электрический ток.

Вкратце, то, что происходит внутри элемента во время зарядки, например, заключается в том, что на стороне катода оксид лития-кобальта отдает часть своих ионов лития, превращаясь в соединение с меньшим содержанием лития, которое все еще остается химически стабильным.

Со стороны анода эти ионы лития внедряются или интеркалируются в межузельные пространства молекулярной решетки графита.

При зарядке и разрядке необходимо учитывать несколько моментов.Внутри литий-ионные ионы должны пересекать несколько границ раздела во время зарядки и разрядки. Например, во время зарядки ионы лития должны переноситься из объема катода на катод к границе раздела электролита.

Оттуда он должен пройти через электролит через сепаратор к границе раздела между электролитом и анодом. Наконец, он должен диффундировать с этой границы раздела в основную часть анодного материала.

Скорость переноса заряда через каждую из этих различных сред определяется ее ионной подвижностью.На это, в свою очередь, влияют такие факторы, как температура и концентрация ионов.

На практике это означает, что во время зарядки и разрядки необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы гарантировать, что эти ограничения не будут превышены.

Рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов

Зарядка литий-ионных аккумуляторов требует особого алгоритма зарядки. Это осуществляется в несколько этапов, описанных ниже:

Капельный заряд (предварительная зарядка)

Если уровень заряда аккумулятора очень низкий, то он заряжается с пониженной скоростью постоянного тока, которая обычно составляет около 1/10 полной скорости зарядки, описанной ниже.

В это время напряжение аккумулятора увеличивается, и когда оно достигает заданного порога, скорость заряда увеличивается до полной скорости заряда.

Обратите внимание, что некоторые зарядные устройства разделяют этот этап непрерывной зарядки на две части: предварительная зарядка и постоянная зарядка, в зависимости от того, насколько низкое напряжение батареи изначально.

Полная стоимость

Если напряжение батареи изначально достаточно высокое, или если батарея заряжена до этого момента, то запускается этап полной скорости заряда.

Это также этап зарядки постоянным током, и на этом этапе напряжение аккумулятора продолжает медленно расти.

Конический заряд

Когда напряжение аккумулятора поднимается до максимального зарядного напряжения, начинается стадия постепенного заряда. На этом этапе зарядное напряжение поддерживается постоянным.

Это важно, поскольку литий-ионные аккумуляторы катастрофически выйдут из строя, если их зарядить при более высоком напряжении, чем их максимальное напряжение. Если это зарядное напряжение поддерживается постоянным на этом максимальном значении, то зарядный ток будет медленно уменьшаться.

Отключение / прекращение

Когда зарядный ток снизился до достаточно низкого значения, зарядное устройство отключается от аккумулятора. Это значение обычно составляет 1/10 или 1/20 от полного зарядного тока.

Важно не допускать постоянной зарядки литий-ионных аккумуляторов, так как это снизит производительность и надежность аккумулятора в долгосрочной перспективе.

Хотя в предыдущем разделе описаны различные этапы зарядки, конкретные пороговые значения для различных этапов не были предоставлены.Начиная с напряжения, каждый тип литий-ионного аккумулятора имеет собственное напряжение на клеммах полного заряда.

Для наиболее распространенных типов LCO и NCM это 4,20 В. Есть некоторые с 4,35 В и 4,45 В.

Для типов LFP это 3,65 В. Пороговое значение непрерывного заряда до полного заряда составляет около 3,0 и 2,6 для типов LCO / NMC и LFP соответственно.

Зарядное устройство, предназначенное для зарядки литий-ионных аккумуляторов одного типа, например LCO, не может использоваться для зарядки аккумулятора другого типа, например аккумулятора LFP.

Обратите внимание, однако, что существуют зарядные устройства, которые можно настроить для зарядки нескольких типов. Обычно для этого требуются разные значения компонентов в конструкции зарядного устройства, чтобы соответствовать каждому типу аккумуляторов.

Что касается зарядного тока, то здесь требуется небольшое пояснение. Емкость литий-ионного аккумулятора традиционно указывается как мАч, или миллиампер-час, или Ач. Сама по себе эта единица не является единицей накопления энергии. Чтобы получить реальную энергоемкость, необходимо учитывать напряжение аккумулятора.

На рисунке 3 показана типичная кривая разрядки литий-ионной батареи типа LCO. Поскольку напряжение разряда имеет наклон, среднее напряжение батареи на всей кривой разряда принимается за напряжение батареи.

Это значение обычно составляет от 3,7 до 3,85 В для типов LCO и 2,6 В для типов LFP. Умножив значение мАч на среднее напряжение батареи, мы получим мВтч, или емкость накопления энергии, данной батареи.

Ток зарядки аккумулятора указан в единицах C-rate, где 1C численно совпадает с емкостью аккумулятора в мА.Таким образом, батарея емкостью 1000 мАч имеет значение C 1000 мА. По разным причинам максимально допустимая скорость зарядки литий-ионного аккумулятора обычно составляет от 0,5 ° C до 1 ° C для типов LCO и 3 ° C или более для типов LFP.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Батарея, конечно, может состоять минимум из одной ячейки, но может состоять из многих ячеек в комбинации последовательно соединенных групп параллельно соединенных ячеек.

Сценарий, приведенный ранее, применим к одноэлементным батареям. В случаях, когда батарея состоит из нескольких ячеек, необходимо масштабировать зарядное напряжение и зарядный ток, чтобы они соответствовали друг другу.

Таким образом, зарядное напряжение умножается на количество последовательно соединенных ячеек или группы ячеек, и, аналогично, зарядный ток умножается на количество параллельно подключенных ячеек в каждой последовательно соединенной группе.

Рисунок 3 – Типичная кривая разрядки батареи типа LCO

Еще одним очень важным дополнительным фактором, который необходимо учитывать при зарядке литий-ионных аккумуляторов, является температура.Литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при низких или высоких температурах.

При низких температурах ионы лития движутся медленно. Это может вызвать скопление ионов лития на поверхности анода, где они в конечном итоге превратятся в металлический литий. Поскольку это образование металлического лития принимает форму дендритов, оно может пробить сепаратор, вызывая внутренние короткие замыкания.

В верхнем диапазоне температур проблема заключается в избыточном тепловыделении. Зарядка аккумулятора не на 100% эффективна, и во время зарядки выделяется тепло.Если внутренняя температура сердечника становится слишком высокой, электролит может частично разложиться и превратиться в газообразные побочные продукты. Это вызывает необратимое уменьшение емкости аккумулятора, а также его вздутие.

Типичный диапазон температур для зарядки литий-ионных аккумуляторов составляет от 0 ° C до 45 ° C для высококачественных аккумуляторов или от 8 ° C до 45 ° C для более дешевых аккумуляторов. Некоторые батареи также позволяют заряжаться при более высоких температурах, примерно до 60 ° C, но с пониженной скоростью зарядки.

Все эти соображения обычно выполняются специальными микросхемами зарядного устройства, и настоятельно рекомендуется использовать такие микросхемы независимо от фактического источника зарядки.

Зарядные устройства Li-ion

Литий-ионные зарядные устройства

можно разделить на две основные категории: линейные и переключаемые зарядные устройства. Оба типа могут соответствовать ранее заявленным требованиям относительно правильной зарядки литий-ионных аккумуляторов. Однако у каждого из них есть свои преимущества и недостатки.

Достоинством линейного зарядного устройства является его относительная простота. Однако главный его недостаток – неэффективность. Например, если напряжение питания составляет 5 В, напряжение аккумулятора составляет 3 В, а зарядный ток составляет 1 А, линейное зарядное устройство будет рассеивать 2 Вт.

Если это зарядное устройство встроено в продукт, необходимо отвести много тепла. Именно поэтому линейные зарядные устройства чаще всего используются в тех случаях, когда максимальный зарядный ток составляет около 1А.

Для больших аккумуляторов предпочтительны переключаемые зарядные устройства. В некоторых случаях они могут иметь КПД до 90%. Недостатками являются его более высокая стоимость и несколько большие требования к площади схемы из-за использования индукторов в ее конструкции.

Рассмотрение источника заряда

Различные приложения могут использовать разные источники зарядки.Например, это может быть прямой адаптер переменного тока с выходом постоянного тока или блок питания. Это также может быть USB-порт от настольного компьютера или аналогичных устройств. Это также может быть сборка солнечных батарей.

Из-за возможности доставки энергии этими различными источниками необходимо дополнительно рассмотреть конструкцию реальной схемы зарядного устройства, помимо простого выбора линейного или переключаемого зарядного устройства.

Самый простой случай – это когда источник зарядки обеспечивает регулируемый выход постоянного тока, такой как адаптер переменного тока или блок питания.Единственное требование – выбрать ток зарядки, который не превышает максимальной скорости зарядки аккумулятора или мощности источника питания.

Зарядка от USB-источника требует немного большего внимания. Если порт USB относится к типу USB 2.0, он будет соответствовать стандарту зарядки аккумулятора USB 1.2 или BC 1.2.

Это требует, чтобы любая нагрузка, в данном случае зарядное устройство, не потребляла более 100 мА, если только нагрузка не указана в источнике. В этом случае допускается принимать 500 мА при 5 В.

Если порт USB – USB 3.1, то он может следовать за USB BC1.2, или в конструкцию может быть включена активная схема контроллера для согласования большей мощности по протоколу USB Power Delivery или USB PD.

Солнечные элементы в качестве источника зарядки представляют собой еще один набор проблем. Напряжение-ток солнечного элемента, или VI, чем-то похож на обычный диод. Обычный диод не будет проводить заметного тока ниже минимального значения прямого напряжения, а затем может пропускать гораздо больший ток при лишь небольшом увеличении прямого напряжения.

С другой стороны, солнечный элемент может подавать ток до определенного максимума при относительно ровном напряжении. При превышении этого значения тока напряжение резко падает.

Итак, солнечное зарядное устройство должно иметь схему управления питанием, которая модулирует ток, потребляемый от солнечного элемента, чтобы не снижать выходное напряжение.

К счастью, существуют микросхемы, такие как TI BQ2407x, BQ24295 и другие, которые могут работать с одним или несколькими из перечисленных выше источников.

Настоятельно рекомендуется потратить время на поиск подходящего зарядного чипа, а не на создание зарядного устройства с нуля.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатный PDF-файл : Ultimate Guide to Develop and Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

Зарядка литиевых (LiFePO4) батарей | RELiON

Все, что вам нужно знать о зарядке литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4)

Замена может быть сложной даже при переходе со свинцово-кислотной батареи на литиево-железо-фосфатную.Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение и напрямую влияет на производительность и срок службы аккумулятора. Узнайте, как зарядить аккумулятор RELiON LiFePO4, чтобы получить максимальную прибыль.

Условия зарядки

Как и ваш мобильный телефон, вы можете заряжать литий-железо-фосфатные батареи в любое время. Если вы дадите им полностью разрядиться, вы не сможете использовать их, пока они не зарядятся. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-железо-фосфатные аккумуляторы не повреждаются, если оставить их в частично заряженном состоянии, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, чтобы зарядить их сразу после использования.У них также нет эффекта памяти, поэтому вам не нужно полностью их разряжать перед зарядкой.

Аккумуляторы

RELiON LiFePO4 можно безопасно заряжать при температуре от -4 ° F до 131 ° F (0 ° C – 55 ° C), однако мы рекомендуем заряжать при температуре выше 32 ° F (0 ° C). Если вы все-таки заряжаете при температурах ниже нуля, вы должны убедиться, что ток заряда составляет 5-10% от емкости аккумулятора.

Как зарядить LiFePO4 аккумулятор

Идеальный способ зарядить аккумулятор LiFePO4 – использовать зарядное устройство для литий-железо-фосфатного аккумулятора, так как оно будет запрограммировано с соответствующими ограничениями напряжения.Большинство зарядных устройств для свинцово-кислотных аккумуляторов прекрасно справятся с этой задачей. Профили заряда AGM и GEL обычно находятся в пределах напряжения литий-железо-фосфатной батареи. Зарядные устройства для влажных свинцово-кислотных аккумуляторов, как правило, имеют более высокий предел напряжения, что может привести к переходу системы управления батареями (BMS) в режим защиты. Это не повредит батарею; однако это может привести к появлению кодов неисправностей на дисплее зарядного устройства.

Параллельная зарядка аккумуляторов Best Practices

При параллельном подключении литиевых батарей лучше заряжать каждую батарею по отдельности, прежде чем выполнять параллельное (ые) соединение (я).Если у вас есть вольтметр, проверьте напряжение через пару часов после завершения зарядки и убедитесь, что они находятся в пределах 50 мВ (0,05 В) друг от друга, прежде чем подключать их параллельно. Это минимизирует вероятность дисбаланса между батареями и максимизирует производительность системы. Если со временем вы заметите, что емкость вашей аккумуляторной батареи уменьшилась, отключите параллельные соединения и зарядите каждую батарею по отдельности, а затем снова подключите.

Последовательная зарядка аккумуляторов Передовой опыт

Последовательное соединение литиевых батарей во многом похоже на их параллельное соединение, лучше всего заряжать каждую батарею по отдельности, проверять напряжение и следить за тем, чтобы оно находилось в пределах 50 мВ (0.05V) друг на друга перед последовательным подключением.

Настоятельно рекомендуется заряжать литиевые батареи последовательно с помощью универсального зарядного устройства. Это означает, что каждая батарея заряжается одновременно, но полностью независимо от другой. В некоторых приложениях это непрактично, поэтому RELiON предлагает батареи на 24 В и 48 В, чтобы уменьшить потребность в нескольких батареях, подключенных последовательно.

Что насчет хранения?

Литий-железо-фосфатные батареи намного проще хранить, чем свинцово-кислотные.Для кратковременного хранения от 3 до 6 месяцев ничего делать не нужно. В идеале перед хранением оставьте их заряженными примерно на 50%. Для длительного хранения лучше всего хранить их с уровнем заряда 50%, а затем циклически их разряжать, заряжать и затем частично разряжать примерно до 50% каждые 6-12 месяцев.

Ключевые различия между литий-железо-фосфатными и свинцово-кислотными аккумуляторами, когда дело доходит до зарядки

Литиевые батареи

могут заряжаться при гораздо более высоком токе, и они заряжаются более эффективно, чем свинцово-кислотные, что означает, что их можно заряжать быстрее.Литиевые батареи не нужно заряжать, если они частично разряжены. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые при частичном заряде сульфатируются, что резко снижает производительность и срок службы.

Литиевые батареи

RELiON поставляются с внутренней системой управления батареями (BMS), которая защищает батарею от перезарядки, тогда как свинцово-кислотные батареи могут быть перезаряжены, что увеличивает скорость коррозии сети и сокращает срок службы батареи.

Для получения более подробной информации о зарядке литиевых батарей RELiON, ознакомьтесь с нашими инструкциями по зарядке и , свяжитесь с нами , если у вас есть какие-либо вопросы.

---

Об авторе:

Кристина Федорова – вице-президент по управлению продуктами и стратегии в RELiON Battery. Обладая более чем 23-летним опытом работы с аккумуляторами глубокого цикла, в том числе свинцово-кислотными и AGM, а также литиевыми аккумуляторами, Кристина является инженером с опытом тестирования аккумуляторов, разработки продуктов и управления ими, а также технической поддержки. Следите за Кристин в LinkedIn здесь.

Зарядка литиевой батареи | RELiON

Время зарядки лития vs.Свинцово-кислотный

В этом видео мы рассмотрим общий вопрос о том, сколько времени требуется для зарядки литиевой батареи. Кроме того, мы затронем вопрос о том, можно ли использовать имеющееся свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи и как это сделать правильно.

Глубина разряда (DOD) и состояние заряда (SOC)

В этом техническом вторник Саймон обсуждает глубину разряда, или DOD, состояние заряда, или SOC, и то, как это влияет на литиевую батарею.Кроме того, мы расскажем, как влияет скорость разряда литиевых и свинцово-кислотных аккумуляторов.

Зарядка от генератора

Нас часто спрашивают, можно ли заряжать наши литиевые батареи от генератора. Короче говоря, да, они могут быть, но важно убедиться, что у вас есть качественный генератор переменного тока для достижения наилучших результатов. В этом видео мы расскажем все, что вам нужно знать.

Параметры напряжения при зарядке

Спецификации литиевых аккумуляторов

RELiON требуют, чтобы наши аккумуляторы заряжались до 14–14,6 В для объемной зарядки и поддерживали аккумулятор при 13,8 В. Многие клиенты спрашивают, насколько строго им нужно соблюдать эти ограничения. В этом видео мы отвечаем на этот распространенный вопрос и обсуждаем, почему.

Рекомендуемые зарядные устройства

Вы хотите знать, какое зарядное устройство лучше всего подходит для вашей литиевой батареи RELiON? Практически любое зарядное устройство подойдет, но вот лучшие бренды, которые мы предлагаем и видим чаще всего.

Литий-полимерный заряд / разряд и информация по безопасности

Рекомендации по безопасности для литий-полимерных аккумуляторов: Литий-полимерные (LiPo) элементы – это огромный шаг вперед в технологии батарей для RC, Использование БПЛА, БПЛА, дронов и робототехники. Однако из-за химического состава литиевых элементов существует вероятность возгорания, если не должным образом заряжен и ухожен. Это ничем не отличается от многих вещей, которые мы используем в повседневной жизни – ножей, бензина, кухни. чистящие средства, автомобили, для нескольких примеров – которые, хотя по своей сути опасны, можно безопасно использовать, придерживаясь нескольких простые правила и меры предосторожности.

• Батареи НИКОГДА нельзя оставлять без присмотра во время зарядки.
• Обязательно убедитесь, что настройки зарядного устройства для литий-полимерного аккумулятора соответствуют заряжаемому аккумулятору – настройки как напряжения, так и тока.
Литий-полимерный
• необходимо ЗАРЯДИВАТЬ и ХРАНИТЬ в пожаробезопасном контейнере, таком как Lipo Sack.
• Не заряжайте батареи рядом с легковоспламеняющимися предметами или жидкостями.
• Держите поблизости сухой огнетушитель или большое ведро с сухим песком – дешевый и эффективный огнетушитель.
• Никогда не заряжайте в автомобиле, даже если он припаркован.
• НЕ ДОПУСКАЙТЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ от детей и домашних животных.

Подключение: Убедитесь, что соблюдается правильная полярность при подключении аккумуляторных блоков к зарядному устройству или ESC.

КРАСНЫЙ = ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ (+)
ЧЕРНЫЙ = ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ (-)

Зарядка / разрядка: Уровень заряда нового аккумулятора составляет 30-60%, в зависимости от того, как он был доставлен.Перед первым использованием полностью зарядите аккумулятор. Заряжайте аккумулятор LiPo при температуре 5 ° C или ниже только при настройке LiPo. Вы должны использовать балансовую систему зарядки, аналогичную предлагаемым зарядным устройствам Hyperion, Hitec, EV-Peak или Graupner. здесь, в MaxAmps. В противном случае вы рискуете со временем серьезно разбалансировать ваш рюкзак, что уменьшить продолжительность жизни.

Пример: если батарея LiPo емкостью 4000 мАч заряжается при 1С, вы будете заряжать ее при 4 А.
Пример: если сбалансированная зарядка LiPo-аккумулятора емкостью 4000 мАч при 5C, вы будете заряжать его при 20 А.

Пожалуйста, обратитесь к руководству пользователя относительно рекомендуемого напряжения отключения ESC для вашего конкретного перед первым использованием, чтобы избежать случайной чрезмерной разрядки аккумуляторов.

Заряжайте аккумуляторы LiPo НЕ с помощью зарядного устройства NIMH / NICD. Ваше зарядное устройство должно быть разработано для аккумуляторов LiPo.Не заряжайте батарею выше 4,2 В и не разряжайте батарею ниже 3 В. Никогда не оставляйте аккумуляторы LiPo без присмотра во время зарядки или после аварии в автомобиле. Не оставляйте аккумулятор подключенным к автомобилю, пока в использовании. Пакет все еще может разрядиться до опасного уровня и повредить пакет, даже если все компоненты выключены.

Опасно потреблять больше мощности, чем рассчитано на батарею.Это аннулирует любую гарантию на упаковку. а также может вызвать возгорание аккумуляторной батареи. Температура упаковки никогда не должна превышать 140 градусов по Фаренгейту. Если это так, вам может понадобиться пакет, рассчитанный на большую мощность.

Порядок хранения: Если LiPo / Li-Ion аккумулятор не используется, храните его при температуре прибл. 60% от рейтинга пачки емкость при комнатной температуре. Обязательно используйте или периодически меняйте свои пакеты не реже одного раза в месяц с момента отъезда. их хранение на полке в течение длительного периода времени может привести к серьезному нарушению баланса упаковок, вздутию / вздутию или даже сдохни.

Балансировочные краны на LiPo / Li-Ion блоках: Все блоки MaxAmps LiPo / Li-Ion стандартно поставляются с JST-XH балансировочный кран (белый разъем), совместимый с большинством стандартных балансировочных зарядных устройств. Всегда балансируйте заряд батареи перед каждым использованием, так как это «соответствует» напряжению каждой ячейки, чтобы дать вам высочайшая производительность и самый долгий срок службы.

Меры предосторожности при обращении:

• Никогда не оставляйте батареи в горячей машине, гараже или любом другом месте, где температура может превышать 140F / 60C.
• Литий-полимерные элементы, хотя и являются экологически чистыми, перед утилизацией необходимо ПОЛНОСТЬЮ разрядить. Использовать установка резистора (например, лампочки) для этого, чтобы избежать короткого замыкания. пожар после утилизации.
• Немедленно прекратите использование поврежденных батарей и утилизируйте / утилизируйте соответственно.
• Не кладите незакрепленные элементы в карман, сумку или ящик, где они могут вызвать короткое замыкание на другие предметы. или язычки батареи могут быть прижаты друг к другу.
• Не кладите незакрепленные элементы на токопроводящие поверхности, например на стол с металлической крышкой.
• Мы рекомендуем покупать предварительно собранные пакеты, а не собирать пакеты из отдельных ячеек.
• Следите за тем, чтобы клетки не были проколоты, особенно металлическими предметами, такими как ножи для хобби.
• Если электролит в элементах попал на кожу, тщательно промойте водой с мылом. Если в глаза тщательно промыть прохладной водой.Немедленно обратитесь за медицинской помощью по этому поводу или при ожогах.
• Несмотря на то, что наши батареи теперь герметичны, мы не рекомендуем погружать их в воду на длительный срок. периоды времени. Аккумуляторы будут защищены при нормальных условиях RC.

Все литий-полимерные батареи, которые мы перевозим, одобрены для использования только в радиоуправлении и не могут использоваться в каких-либо других целях. Разрядка аккумуляторов, зарядка, электродвигатели, вращающиеся винты и летающие модели – все это имеет потенциал. за серьезные телесные повреждения и материальный ущерб.Приобретая эти продукты, пользователь соглашается принять ответственность за все такие риски, а не возлагать на производителя аккумуляторов, дистрибьюторов или розничных продавцов – (все, включая владельцев и сотрудников) – несут ответственность за любые несчастные случаи, травмы людей или материальный ущерб.

Использование литий-полимерных батарей в радиоуправляемых моделях следует считать экспериментальным, и нет гарантия, выраженная или подразумеваемая, со стороны производителя, дистрибьюторов или розничных продавцов в отношении замены транспортных средств, зарядных устройств или повреждения имущества или людей, а также любое другое использование или аспект, если не указано иное.

Устройства для подогрева LiPo аккумуляторов / «выпрямляющие» пакеты LiPo:

Ни при каких обстоятельствах не пытайтесь «нагреть» аккумуляторы или увеличить напряжение батареи, указанной выше. 4,2 В на ячейку при использовании этих устройств или методов. Некоторые коварные розничные торговцы / дистрибьюторы литий-полимерных материалов предложили использовать эти устройства и методы для повышения производительности вашего литиевого полимера пакеты. ЭТО НЕ БЕЗОПАСНО И ИГРАЕТ БУКВАЛЬНО С ОГНЕМ!

Представленные на рынке устройства, нагревающие литий-полимерные батареи, могут увеличить риск возгорания.Производители литий-полимерных элементов предполагают, что превышение 140 градусов НЕ является безопасной температурой. для литий-полимерного элемента. При 140 градусах рюкзак может стать неустойчивым и очень опасным. Небольшое увеличение производительности не стоит риска возгорания. ПОЖАЛУЙСТА, ОСТАВАЙТЕСЬ УМНЫМ И БЕЗОПАСНЫМ НЕ ИСПОЛЬЗУЯ ДАННЫЕ ПРОДУКТЫ!

Некоторые розничные продавцы / дистрибьюторы литий-полимерных батарей других марок предложили чтобы их клиенты и гонщики «повышали» напряжение своих аккумуляторов, используя другие настройки. чем литий-полимерный, установленный на их зарядном устройстве.Производители литиевого полимера ячейки предполагают диапазон напряжения 3–4,2 В. Повышение напряжения выше 4,2 В на ячейку недопустимо. безопасно. Никогда не пытайтесь заряжать батареи сверх установленного напряжения для лития. полимерные пакеты на вашем литий-полимерном зарядном устройстве. Использование других настроек батареи для «увеличения» напряжение выше 4,2 В на элемент может привести к пожару и травмам. Небольшое увеличение производительность не стоит риска возгорания.ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭТИ МЕТОДЫ!

18650 Литий-ионные предупреждения и советы по безопасности:

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ – Пользователь должен хорошо понимать потенциальные опасности, связанные с ИОННО-ЛИТИЕВЫМИ БАТАРЕЯМИ. перед покупкой и использованием. Отсутствие явных или подразумеваемых гарантий совместимости, пригодности или пригодности для любой конкретной цели или устройства могут быть изготовлены. Эта батарея производится и продается за предполагаемое использование системной интеграции с надлежащими схемами защиты или аккумуляторных батарей с BMS (система управления батареями) или PCB (печатная плата / модуль).Этот аккумулятор не предназначен для предназначен для использования с незащищенной ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТОЙ, ИСПАРИТЕЛЕМ или аналогичным устройством.

ИСПОЛЬЗУЕТЕ ДАННУЮ АККУМУЛЯТОР НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ РИСК!

НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ С НЕЗАЩИЩЕННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТОЙ, ИСПАРИТЕЛЕМ ИЛИ ПОДОБНЫМ УСТРОЙСТВОМ.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ хранить в кармане, кошельке и т. Д. ВСЕГДА ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЗАЩИТНЫЙ КОРПУС ИЛИ КОРОБКУ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ.
АККУМУЛЯТОРЫ МОГУТ ВЗРЫВАТЬСЯ, ГОРЕНИТЬ ИЛИ ВЫЗВАТЬ ПОЖАР ПРИ НЕПРАВИЛЬНОМ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
ТОЛЬКО использовать с надлежащей схемой защиты
НЕ допускайте короткого замыкания намеренно или непреднамеренно
НЕ приближайтесь к металлическим / проводящим предметам, чтобы предотвратить короткое замыкание. НЕ используйте, если аккумулятор, обертка или изолятор клемм повреждены или порваны. НЕ перезаряжайте или заряжайте выше максимального номинального напряжения
ЗАПРЕЩАЕТСЯ чрезмерно разряжать или превышать номинальные значения непрерывного разряда. НЕ модифицируйте, не разбирайте, не прокалывайте, не разрезайте, не раздавливайте или не сжигайте. НЕ подвергайте воздействию жидкостей или высоких температур.
ИЗБЕГАЙТЕ от домашних животных и детей
ВСЕГДА заряжайте в огнеупорной поверхности или на ней и никогда не оставляйте зарядку аккумуляторов без присмотра. Используйте ТОЛЬКО интеллектуальное зарядное устройство, предназначенное для этого конкретного типа аккумулятора.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ смешивать и сочетать бренды и модели, старые и новые, использованные и неиспользованные батареи.
Немедленно ОСТАНОВИТЕСЬ, если во время зарядки / хранения / использования аккумулятора он издает необычный запах, становится горячим, меняет цвет или форму или выглядит ненормальным
Вы несете ответственность за проверку правильности работы зарядного устройства или устройства.
При контакте с аккумуляторным электролитом немедленно промойте водой и / или немедленно обратитесь к врачу или в службу экстренной помощи.
НЕ выбрасывать в мусор; обратитесь в местную юрисдикцию для надлежащей переработки или утилизации.

Щелкните здесь, чтобы загрузить Lipo Care в формате PDF

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

требует точного определения напряжения.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы

набирают популярность в портативных системах из-за их увеличенной емкости при тех же размерах и весе, что и у более старых никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов.Например, портативный компьютер с литий-ионным аккумулятором может работать дольше, чем аналогичный компьютер с никель-металлгидридным аккумулятором. Однако разработка системы для литий-ионных аккумуляторов требует особого внимания к схеме зарядки, чтобы обеспечить быструю, безопасную и полную зарядку аккумулятора.

Новая микросхема для зарядки аккумуляторов, ADP3810, разработана специально для управления зарядом литий-ионных аккумуляторов с 1-4 элементами. Четыре высокоточных фиксированных варианта конечного напряжения батареи (4.2 В, 8,4 В, 12,6 В и 16,8 В); они гарантируют конечное напряжение батареи ± 1%, что так важно при зарядке литий-ионных батарей. Сопутствующее устройство, ADP3811, похоже на ADP3810, но его конечное напряжение батареи программируется пользователем для работы с другими типами батарей. Обе микросхемы точно контролируют зарядный ток, чтобы обеспечить быструю зарядку при токах 1 ампер и более. Вдобавок они оба имеют прецизионный источник опорного напряжения 2,0 В и прямой выход привода оптопары для изолированных приложений.

Литий-ионная зарядка: Литий-ионные батареи обычно требуют алгоритма зарядки с постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Другими словами, литий-ионная батарея должна заряжаться при заданном уровне тока (обычно от 1 до 1,5 ампер), пока не достигнет своего конечного напряжения. В этот момент схема зарядного устройства должна переключиться в режим постоянного напряжения и обеспечивать ток, необходимый для удержания батареи при этом конечном напряжении (обычно 4,2 В на элемент). Таким образом, зарядное устройство должно обеспечивать стабильные контуры управления для поддержания постоянное значение тока или напряжения, в зависимости от состояния батареи.

Основная задача при зарядке литий-ионного аккумулятора – реализовать полную емкость аккумулятора без его перезарядки, что может привести к катастрофическому отказу. Возможна небольшая погрешность, всего ± 1%. Избыточная зарядка более чем на + 1% может привести к выходу батареи из строя, а недостаточная зарядка более чем на 1% приводит к снижению емкости. Например, недозаряд литий-ионного аккумулятора всего на 100 мВ (-2,4% для литий-ионного элемента на 4,2 В) приводит к потере емкости примерно на 10%. Поскольку возможность ошибки настолько мала, требуется высокая точность схемы управления зарядкой.Для достижения этой точности контроллер должен иметь прецизионный источник опорного напряжения, усилитель обратной связи с высоким коэффициентом усиления и малым смещением, а также точно согласованный резистивный делитель. Суммарные погрешности всех этих компонентов должны приводить к общей погрешности менее ± 1%. ADP3810, сочетающий эти элементы, гарантирует общую точность ± 1%, что делает его отличным выбором для зарядки литий-ионных аккумуляторов.

ADP3810 и ADP3811: На рисунке 1 показана функциональная схема ADP3810 / 3811 в упрощенной схеме зарядного устройства CCCV.Два усилителя “ г _м ” (вход напряжения, выход тока) являются ключевыми для производительности ИС. GM1 определяет и управляет током заряда через шунтирующее сопротивление, R _CS и GM2 измеряют и контролируют напряжение конечной батареи . Их выходы соединены в аналоговой конфигурации «ИЛИ», и оба спроектированы таким образом, что их выходы может только подтянуть общий узел COMP. Таким образом, либо усилитель тока, либо усилитель напряжения контролируют контур зарядки в любой момент времени.Узел COMP буферизирован выходным каскадом « g _m » (GM3), выходной ток которого напрямую управляет входом управления преобразователем постоянного тока (через оптопару в изолированных приложениях).

Рис. 1. Блок-схема ADP3810 / 3811 в упрощенной схеме зарядки аккумулятора.

ADP3810 включает прецизионные тонкопленочные резисторы для точного деления напряжения батареи и сравнения его с внутренним эталонным напряжением 2,0 В. ADP3811 не включает эти резисторы, поэтому разработчик может запрограммировать любое конечное напряжение батареи с помощью пары внешних резисторов в соответствии с приведенной ниже формулой.Буферный усилитель обеспечивает вход с высоким импедансом для программирования зарядного тока с использованием входа VCTRL, а схема блокировки при пониженном напряжении (UVLO) обеспечивает плавный запуск.

Чтобы понять конфигурацию «ИЛИ», предположим, что полностью разряженный аккумулятор вставлен в зарядное устройство. Напряжение аккумулятора значительно ниже конечного напряжения заряда, поэтому на входе VSENSE GM2 (подключенном к аккумулятору) положительный вход GM2 значительно ниже внутреннего опорного напряжения 2,0 В. В этом случае GM2 хочет вывести узел COMP на низкий уровень, но он может только подтянуть, поэтому он не имеет никакого эффекта на узле COMP.Поскольку батарея разряжена, зарядное устройство начинает увеличивать ток заряда, и токовая петля берет на себя управление. Ток заряда создает отрицательное напряжение на резисторе токового шунта (RCS) с сопротивлением 0,25 Ом. Это напряжение измеряется GM1 через резистор 20 кОм (R3). В состоянии равновесия ( I _CHARGE R _CS ) / R ₃ = -V _CTRL /80 кОм. Таким образом, ток заряда поддерживается на уровне

.

Если ток заряда имеет тенденцию превышать запрограммированный уровень, вход V _CS GM1 принудительно становится отрицательным, что приводит к высокому уровню на выходе GM1.Это, в свою очередь, подтягивает узел COMP, увеличивая ток с выходного каскада, уменьшая мощность блока преобразователя постоянного / постоянного тока (который может быть реализован с различными топологиями, такими как обратный ход, понижающий или линейный каскад), и, наконец, уменьшение зарядного тока. Эта отрицательная обратная связь завершает контур управления зарядным током.

Когда батарея приближается к своему конечному напряжению, входы GM2 приходят в равновесие. Теперь GM2 устанавливает высокий уровень на узле COMP, и выходной ток увеличивается, в результате чего ток заряда уменьшается, поддерживая одинаковые значения V _SENSE и V _REF .Управление зарядным контуром изменено с GM1 на GM2. Поскольку коэффициент усиления двух усилителей очень высок, переходная область от регулирования тока к напряжению очень резкая, как показано на Рисунке 2. Эти данные были измерены на 10-вольтовой версии автономного зарядного устройства, показанном на Рисунке 3.

Рис. 2. Изменение тока / напряжения зарядного устройства ADP3810 CCCV

Полное автономное литий-ионное зарядное устройство: На рис. 3 показана полная система зарядки с использованием ADP3810 / 3811. В этом автономном зарядном устройстве используется классическая архитектура с обратным ходом для создания компактной и недорогой конструкции.Три основных участка этой схемы – это контроллер первичной стороны, силовой полевой транзистор и трансформатор обратного хода, а также контроллер вторичной стороны. В этой конструкции используется ADP3810, напрямую подключенный к батарее, для зарядки двухэлементной литий-ионной батареи. до 8,4 В при программируемом токе заряда от 0,1 до 1 А. Входной диапазон от 70 до 220 В переменного тока – для универсальной работы. Используемый здесь широтно-импульсный модулятор первичной стороны – промышленный стандарт 3845, но могут использоваться и другие компоненты ШИМ. . Фактические выходные характеристики зарядного устройства контролируются ADP3810 / 3811, что гарантирует конечное напряжение в пределах ± 1%.

Рисунок 3. Полное автономное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

Токовый привод управляющего выхода ADP3810 / 3811 напрямую подключается к фотодиоду оптопары без дополнительных схем. Его выходной ток 4 мА может управлять различными оптопарами – здесь используется MOC8103. Ток фототранзистора протекает через R _F , устанавливая напряжение на выводе COMP 3845 и, таким образом, управляя рабочим циклом ШИМ. Контролируемый импульсный стабилизатор спроектирован таким образом, что повышенный ток светодиода от оптопары снижает рабочий цикл преобразователя.

В то время как сигнал от ADP3810 / 3811 управляет средним зарядным током , первичная сторона должна иметь циклическое ограничение тока переключения. Этот предел тока должен быть спроектирован таким образом, чтобы при отказе или неисправности вторичной цепи или оптопары или во время запуска компоненты первичной силовой цепи (полевой транзистор и трансформатор) не подвергались перенапряжению. Когда напряжение вторичной обмотки V _CC превышает 2,7 В, ADP3810 / 3811 берет на себя управление и контролирует средний ток.Предел тока первичной стороны устанавливается резистором считывания тока 1,6 Ом, подключенным между силовым транзистором NMOS, IRFBC30 и землей.

ADP3810 / 3811, ядро ​​вторичной стороны, устанавливает общую точность зарядного устройства. Для выпрямления требуется только один диод (MURD320), и никакой катушки индуктивности фильтра не требуется. Диод также предотвращает обратный запуск зарядного устройства при отключении входного питания. Конденсатор емкостью 1000 мкФ (CF1) поддерживает стабильность при отсутствии батареи .RCS определяет средний ток (см. Выше), и ADP3810 подключается напрямую (или ADP3811 через делитель) к батарее, чтобы определять и контролировать ее напряжение.

С этой схемой реализовано полностью автономное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Топология обратного хода объединяет преобразователь переменного тока в постоянный со схемой зарядного устройства, что дает компактный и недорогой дизайн. Точность этой системы зависит от контроллера вторичной стороны, ADP3810 / 3811. Архитектура устройства также хорошо работает в других схемах зарядки аккумуляторов.Например, стандартное зарядное устройство постоянного тока понижающего типа может быть легко сконструировано путем объединения ADP3810 и ADP1148.