Как зарядить литиевый аккумулятор: Схемы самодельных зарядок для литий-ионных аккумуляторов (18650, 14500 li-ion), как правильно заряжать литий-полимерные АКБ

Содержание

Тяговый литиевый аккумулятор на катере

Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте.  От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует

Содержание статьи

LiFePO4 аккумулятор на катере

Компоненты тягового литиевого аккумулятора — четыре последовательно соединенных ячейки и плата управления, приложенная к одной из них

Тяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи.

Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений

В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.

Литиевый аккумулятор и генератор

LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт

Спецификация типичного тягового литиевого аккумулятора:

00″ data-percent-format=»10.00%» data-date-format=»DD.MM.YYYY» data-time-format=»HH:mm» data-features=»["after_table_loaded_script"]» data-search-value=»» data-lightbox-img=»» data-head-rows-count=»1″ data-pagination-length=»50,100,All» data-auto-index=»off» data-searching-settings=»{"columnSearchPosition":"bottom","minChars":"0"}» data-lang=»default» data-override=»{"emptyTable":"","info":"","infoEmpty":"","infoFiltered":"","lengthMenu":"","search":"","zeroRecords":"","exportLabel":"","file":"default"}» data-merged=»[]» data-responsive-mode=»0″ data-from-history=»0″>
Характеристика Значение
Номинальная емкость, Ач
125
Минимальная емкость, Ач 119
Электрическая энергия, кВтч
1,6
Номинальное напряжение, В 12,8
Выходное напряжение, В >12,8
Внутреннее сопротивление, мОм
Последовательное/параллельное соединение
Параллельно не ограничено» data-order=»Последовательно до 4 аккумуляторов. Параллельно не ограничено»> Последовательно до 4 аккумуляторов. Параллельно не ограничено
Максимальное напряжение зарядки, В
14,6 ± 0,1
Поддерживающее напряжение, В 13,8± 0,2
Стандартный зарядный ток, А
60
Максимальный зарядный ток, А 80
Стандартный разрядный ток, А
80
Максимальный разрядный ток, А 100 в течении 30 минут
Габариты, мм (Д х Ш х В)
318 х 165 х 215
Вес, кг 14,7
00″ data-percent-format=»10.00%» data-date-format=»DD.MM.YYYY» data-time-format=»HH:mm» data-features=»["after_table_loaded_script"]» data-search-value=»» data-lightbox-img=»» data-head-rows-count=»1″ data-pagination-length=»50,100,All» data-auto-index=»off» data-searching-settings=»{"columnSearchPosition":"bottom","minChars":"0"}» data-lang=»Russian» data-override=»{"emptyTable":"","info":"","infoEmpty":"","infoFiltered":"","lengthMenu":"","search":"","zeroRecords":"","exportLabel":"","file":"Russian"}» data-translation=»{ "processing": "Подождите…", "search": "Поиск:", "lengthMenu": "Показать _MENU_ записей", "info": "Записи с _START_ до _END_ из _TOTAL_ записей", "infoEmpty": "Записи с 0 до 0 из 0 записей", "infoFiltered": "(отфильтровано из _MAX_ записей)", "infoPostFix": "", "loadingRecords": "Загрузка записей. ..", "zeroRecords": "Записи отсутствуют.", "emptyTable": "В таблице отсутствуют данные", "paginate": { "first": "Первая", "previous": "Предыдущая", "next": "Следующая", "last": "Последняя" }, "aria": { "sortAscending": ": активировать для сортировки столбца по возрастанию", "sortDescending": ": активировать для сортировки столбца по убыванию" } }» data-merged=»[]» data-responsive-mode=»0″ data-from-history=»0″>
Характеристика Значение
Защитное напряжение при перезаряде, В/яч 3,8± 0,025
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 3,6± 0,025
Порядок отключения защиты Напряжение ниже порогового
Защитное напряжение при переразряде, В/яч 2,0± 0,08
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 2,3± 0,1
Порядок отключения защиты Зарядка выше порогового напряжения
Защита от перегрузки по току, А 350
Задержка срабатывания защиты, с 0,5-1,5
Порядок отключения защиты Сброс нагрузки до допустимого значения
Защита от перегрева, С 65± 5
Сброс защиты при перегреве, С 50± 10
Напряжение генератора лодочного двигателя 14,0 — 14,4 В.   Регулятор генератора не может снизить это напряжение даже после того как аккумулятор зарядится до 100%.  Поэтому в течении всего времени работы двигателя через литиевые ячейки будет течь ток, который постепенно нагреет их. Даже если температура элементов и не достигнет критического для BMS значения, регулярное перенапряжение постепенно уменьшит их емкость и сократит срок службы

BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.

Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.

Ток зарядки

Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.

Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%.  Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается

Стандартный генератор автомобильного типа плохо приспособлен для зарядки тяговых аккумуляторов. Если аккумулятор потребляет ток в течении продолжительного времени, а охлаждение недостаточное, температура генератора вырастет и он может сгореть.

КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора.   Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается

Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно

Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.

Ограничение нагрузки на генератор

Устройства Sterling Power APD12 защищают генератор от повреждения при сбросе нагрузки во время работы двигателя

Ток в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.

Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен

Дополнительная защита аккумулятора

Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов для зарядки от генератора. Вверху изображена панель зарядного конвертера. Датчик, соединенный с устройством, отслеживает температуру аккумуляторной батареи. Выводы BMS (1) и BMS (2) служат для соединения с системой управления аккумулятором. В случае возникновения аварийной ситуации, BMS генерирует сигнал высокого (низкого) напряжения. Получив этот сигнал конвертер прекращает работу и снимает напряжение с аккумулятора. Работа автоматически возобновляется после того , как неисправность ликвидирована

BMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй —  плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:

Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.

DC-DC устройство Sterling Power BBW предназначено для зарядки 6 типов тяговых аккумуляторов, в том числе литиевых, от генератора двигателя. На фотографии представлена модель с входным и выходным напряжением 12 Вольт. Выпускаются варианты 12->12, 12->24, 12->36, 12->48, 24->24. Устройство имеет класс защиты IP68 (полностью водонепроницаемое), поэтому входные и выходные кабеля с предохранителями предустановлены изготовителем. Регулировка и настройка выполняется магнитным ключом

Устройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С.  Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.

Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С

Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек

Зарядные конвертеры

Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:

ПроблемаПоследствия
Напряжение генератора не соответствует рекомендуемому напряжению зарядки литиевого аккумулятора

 

Аккумулятор заряжается медленно. Заряженный аккумулятор остается под повышенным напряжением. Срок службы аккумулятора сокращается
Непрерывная нагрузка может оказаться слишком высокой для генератораГенератор перегревается и выходит из строя
Резервная защита аккумулятора отсутствует

 

Отказ BMS или ее компонентов приводит к перезарядке аккумулятора. В крайнем случае аккумулятор разрушится или станет причиной пожара

Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.

Схема подключения DC-DC конвертеров для зарядки тяговых аккумуляторных батарей. В системе установлено два литиевых аккумулятора — один 12 вольтовый, другой 24-вольтовый. Конвертеры получают от генератора 14 Вольт и преобразуют это напряжение в подходящий для каждого аккумулятора зарядный профиль

В системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства

Преимущества зарядных конвертеров:

  • Sterling Power BB1260

    Входное напряжение 11-20 Вольт

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт

  • Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Есть режим 50% мощности

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp

    9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль

  • — &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP21

  • Sterling Power BB1230

  • 12->12 Вольт

  • Максимальный ток 30 А

  • Быстрая зарядка постоянным током &nbsp&nbsp&nbsp

    Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Sterling Power BBW12120

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1

  • Максимальный ток 120 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Регулировка мощности с шагом 10%. Необходим пульт. Приобретается дополнительно

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Водонепроницаемое &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP68. Сменный охлаждающий вентилятор — IP55

  • Преобразует фиксированное выходное напряжение генератора в профиль, состоящий из 4-5 участков разного уровня. Приложенное к тяговому аккумулятору напряжение больше не зависит от генератора, а определяется текущим состоянием самой аккумуляторной батареи
  • Заряжает аккумулятор быстрее, чем генератор напрямую. Понижает выходное напряжение после того как зарядит аккумулятор до 100%. Защищает литиевый аккумулятор от перезарядки
  • Ограничивает ток в цепи, так что он никогда не превышает номинал устройства. Благодаря этому нагрузка на генератор и зарядный ток аккумуляторной батареи всегда остаются в допустимых пределах
  • Прекращает зарядку по сигналу от BMS и уменьшает напряжение с ростом температуры аккумуляторной батареи. Обеспечивает дополнительный уровень защиты литиевого аккумулятора

Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов | DIM565.RU

Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов

Владельцы различных устройств иногда испытывают определённые трудности при поиске информации о правильной эксплуатации аккумуляторов. Этому вопросу и посвящена данная статья.

Все современные телефоны, смартфоны и КПК снабжены аккумуляторами на литиевой основе: литий-ионными или литий-полимерными, поэтому в дальнейшем речь будет идти именно о них. Такие аккумуляторы имеют замечательную ёмкость и сроки службы, но требуют очень жёсткого следования определённым правилам эксплуатации. Эти правила можно разделить на две группы:

1. Не зависящие от пользователя
2. Зависящие от пользователя.

В первую группу входят основополагающие правила заряда и разряда аккумуляторов, которые контролируются встроенным в аккумулятор устройством (контроллером), а также иногда дополнительным контроллером, располагающимся в самом устройстве. Эти правила просты:

Аккумулятор всю свою жизнь должен находиться в состоянии, при котором его напряжение не превышает 4.2 вольта и не опускается ниже 2.7 вольта. Эти напряжения являются показателями соответственно максимального (100%) и минимального (0%) заряда. Минимальное напряжение, указанное выше, применимо к аккумуляторам с электродами, выполненными из кокса, однако большинство современных аккумуляторов имеет электроды из графита. Для них минимальное напряжение равно 3 вольта.
Количество энергии, отдаваемой аккумулятором при изменении его заряда от 100% до 0%, — это его ёмкость. Некоторые производители ограничивают максимальное напряжение 4.1 вольтами, при этом аккумулятор живёт подольше, но его ёмкость снижается примерно на 10%. Также иногда нижний порог повышается до 3.0-3.3 вольт, в зависимости от материала электродов, с такими же последствиями.

Наибольшая долговечность аккумулятора достигается при примерно 45-процентном заряде, а при увеличении или уменьшении степени заряда срок жизни аккумулятора уменьшается. Если заряд находится в пределах, которые обеспечивает контроллер аккумулятора (см. выше), изменение долговечности не значительно.

Если в силу обстоятельств напряжение на аккумуляторе выходит за пределы, указанные выше, даже на непродолжительное время, срок его жизни драматически уменьшается. Такие состояния называются перезаряд и переразряд и являются очень опасными для аккумулятора.

Контроллеры аккумуляторов, предназначенные для разных устройств, если они (контроллеры) изготовлены с надлежащим качеством, никогда не позволяют напряжению на аккумуляторе во время заряда стать больше 4. 2 вольта, но, в зависимости от предназначения батареи, могут по-разному ограничивать минимальное напряжение при разряде. Так, в аккумуляторе, предназначенном для, скажем, шуруповёрта или моторчика модели автомобиля, минимальное напряжение, скорее всего, будет действительно минимально допустимым, а для КПК или смартфона — повыше, ибо минимального напряжения в 2.7-3.0 вольт может просто не хватить для работы электроники девайса. Поэтому в сложных устройствах типа телефонов, КПК и т.п. работу контроллера, встроенного в сам аккумулятор, дополняет контроллер в самом устройстве.

Поговорим о процессе заряда литиевых аккумуляторов. Зарядное устройство любого литиевого аккумулятора представляет собой источник постоянного напряжения в 5 вольт, способный отдавать для заряда ток, равный примерно 0.5-1.0 емкости аккумулятора. Так, если емкость аккумулятора равна 1000 mA•h, зарядное устройство должно обеспечить ток заряда не менее 500 mA, а номинально — 1 ампер.

Существует несколько режимов заряда литиевых аккумуляторов.

Начнём с режима, являющегося стандартным в компании Sony. Этот режим требует длительного времени заряда, сложного контроллера, но обеспечивает наиболее полный заряд аккумулятора. На представленном графике синим цветом обозначен ток заряда, красным — напряжение на аккумуляторе, розовым — степень заряженности аккумулятора в процентах.

На первом этапе зарядки, длящемся приблизительно 1 час, аккумулятор заряжается током постоянной величины до достижения напряжения в 4.2 вольта на аккумуляторе. После этого начинается второй этап, длящийся также около часа, во время которого контроллер, поддерживая напряжение на аккумуляторе ровно в 4.2 вольта, постепенно уменьшает зарядный ток. При уменьшении зарядного тока до определённой величины (порядка 0.2 от ёмкости аккумулятора) начинается третий этап зарядки, в течение которого зарядный ток продолжает уменьшаться, а напряжение на клеммах аккумулятора сохраняется на прежнем уровне — 4.2 вольта. Третий этап, в отличие от первых двух, имеет строго определенную длительность, определяемую встроенным в контроллер таймером, — 1 час. По истечении третьего этапа контроллер полностью отключает аккумулятор от зарядного устройства.

Степень заряженности аккумулятора в конце первого этапа равна 70%, в конце второго — 90%, а в конце третьего — 100%.

Многие компании, стремясь к удешевлению своих устройств, используют упрощенные режимы заряда аккумуляторов, например, прекращая заряд при достижении напряжения на аккумуляторе 4.2 вольта, то есть используя только первый этап зарядки. В этом случае аккумулятор заряжается быстро, но, увы, только до 70% своей реальной емкости. Определить, что в вашем устройстве именно такой, упрощенный контроллер нетрудно, — для полноценной зарядки требуется примерно 3 часа, не меньше.

Во вторую группу входят правила эксплуатации, на которые мы с вами можем влиять, тем самым значительно увеличивая или уменьшая срок жизни аккумулятора.

Эти правила следующие:

нужно стараться не доводить аккумулятор до минимального заряда и, тем более, до состояния, когда машинка сама выключается, ну, а если так случилось, то нужно зарядить аккумулятор как можно скорее.

не нужно бояться частых подзарядок, в том числе и частичных, когда полный заряд не достигается — аккумулятору это не вредит.

вопреки сложившемуся у многих пользователей мнению, перезаряд вредит литиевым аккумуляторам не меньше, а даже больше, чем глубокий разряд. Контроллер, конечно, ограничивает максимальный уровень заряда, но есть одна тонкость. Хорошо известно, что ёмкость аккумуляторов зависит от температуры. Так, если, например, мы зарядили аккумулятор при комнатной температуре и получили заряд 100%, то при выходе на мороз и остывании машинки степень заряженности аккумулятора может снизиться до 80% и ниже. Но может быть и обратная ситуация. Аккумулятор, заряженный при комнатной температуре до 100%, будучи немножко нагрет, станет заряженным, скажем, до 105%, а это для него очень и очень неблагоприятно. Такие ситуации встречаются при эксплуатации машинки, длительное время находящейся в кредле. Во время работы температура девайса и вместе с ним аккумулятора повышается, а ведь заряд уже полный…

В связи с этим правило гласит: если Вам необходимо работать в кредле, сначала отсоедините машинку от зарядки, поработайте на ней, а когда она выйдет на “боевой” температурный режим, подключайте зарядку.
Кстати, это правило также касается владельцев ноутбуков и прочих гаджетов.
Идеальные условия для длительного хранения аккумулятора — это нахождение вне девайса с зарядом примерно 50%. Исправный аккумулятор при этом не требует заботы о себе месяцами (порядка полугода).

И напоследок еще немного информации:

— Вопреки сложившемуся мнению, литиевые аккумуляторы, в отличие от никелевых, почти не обладают “эффектом памяти”, поэтому, так называемая, “тренировка” нового литиевого аккумулятора практически не имеет смысла. Для собственного успокоения достаточно один-два раза полностью зарядить-разрядить новый аккумулятор. Это нужно для калибровки дополнительного контроллера.
— Владельцы устройств знают, что можно заряжать батарею как от зарядного устройства, так и от USB. При этом зачастую вызывает недоумение невозможность зарядки от USB. Дело в том, что по “закону” USB-контроллер должен отдавать периферийным устройствам, подключенным к нему, ток около 500 mA. Однако бывают ситуации, когда либо сам контроллер не может обеспечить такой ток, либо устройство подключают к USB контроллеру, на котором уже висит какая-то периферия, потребляющая часть мощности. Вот и не хватает тока для зарядки, особенно если аккумулятор разряжен слишком сильно.

— Литий-содержащие аккумуляторы ОЧЕНЬ НЕ ЛЮБЯТ ЗАМОРАЖИВАНИЕ. Всегда старайтесь избегать пользования машинкой на сильном морозе — увлечетесь, и аккумулятор придётся менять. Конечно, если Вы достали машинку из тёплого внутреннего кармана куртки и сделали пару заметок или звонков, а потом положили зверька обратно, проблем не будет.

— Практика показывает, что литиевые батареи (не только аккумуляторы) снижают свою ёмкость при уменьшении атмосферного давления (в высокогорье, в самолете). Вреда батареям это не приносит, но знать об этом следует.

— Бывает, что после приобретения аккумулятора повышенной ёмкости (скажем, 2200 mA•h вместо штатных 1100 mA•h) машинка через пару дней пользования новым аккумулятором начинает странно себя вести: виснет, отключается, зарядка аккумулятора, вроде, происходит, но как-то странно, и т. п. Не исключено, что ваше зарядное устройство, которое с успехом работает на “родном” аккумуляторе, просто не в состоянии обеспечить достаточный ток зарядки аккумулятора большой ёмкости. Выход — приобретение зарядного устройства с большим отдаваемым током (скажем, 2 ампера вместо прежнего 1 ампера).

Автор статьи: slimest
По материалам сайта 4pda.ru

Как зарядить литиевый аккумулятор железо фосфатные lifepo4

Чтобы правильно зарядить любой литиевый аккумулятор, в первую очередь, необходимо знать рекомендации производителя. Вся информация о режимах эксплуатации прописана в спецификации (Datasheet) к конкретной модели. Правильная эксплуатация, в том числе и правильный заряд, это залог долгого срока службы любой АКБ. Существует множество видов химии и технологий изготовления, поэтому разным моделям аккумуляторов предписаны разные режимы зарядки. Если сравнивать со свинцовой АКБ, которая при перезаряде начинает “кипеть” и это безболезненно для ней некоторое время, то литиевому аккумулятору это категорически противопоказано.

Зарядка аккумулятора в устройстве.

В любом устройстве, работающем на литиевых аккумуляторах (телефон, шуруповерт итд.) за процесс заряда отвечает встроенный контроллер BMS. Он специально обучен для работы со своим аккумулятором. Контроллер регулирует ток и напряжение заряда и вовремя прекратит зарядку при нужном напряжении. В этом случае просто напросто для заряда нужно использовать оригинальное или со схожими характеристиками зарядное устройство . Важный момент для тех кто не дочитает статью до конца-заряжать большинство литиевых аккумуляторов нельзя при отрицательной температуре.

Зарядка аккумулятора вне устройства.

В случае с отдельным аккумулятором или аккумуляторной сборкой, нужно знать рекомендации по заряду (Datasheet) производителя. Каким током и до какого напряжения заряжать. При обычной зарядке практически всех литиевых аккумуляторов применяется метод заряда CC-CV. Контролируется зарядный ток и напряжение на аккумуляторе. Первый этап СС (Constant Current-стабилизированный ток) – поддерживается постоянный ток до достижения напряжения на аккумуляторе близкого к максимальному. Затем CV ( Constant Voltage – стабилизированное напряжение) – поддерживается постоянное напряжение. В итоге, при верхнем уровне напряжения заряда, зарядный ток упадет до нескольких мА и процесс заряда считается завершенным.

При зарядке недопустимо превышать максимальный ток и напряжение, при котором нужно остановить процесс. Иначе, при превышении тока заряда аккумулятор будет нагреваться. В результате это очень плохо отразится на его “здоровье”. Может потерять ресурс, выйти из строя или взорваться (зависит от степени превышения тока и типа химии аккумулятора). При превышении напряжения заряда то же самое, не стоит пренебрегать этими правилами. Одна из основных причин возгорания аккумулятора- переЗАРЯД. Током меньшим, чем рекомендуемый, заряжать можно, просто это займет больше времени. Обычно максимальное напряжение для одной банки LiPo и Li Ion составляет 4,25 В. Для Lifepo4 3,65 В.

Рекомендуемый ток заряда обычно соответствует показателю половины емкости – С/2. Если емкость аккумулятора, С=3000 мА/ч, ток заряда нужен 1500 мА). В таком режиме аккумулятор от 0 до 100% зарядится примерно за 2,5 часа. Но есть модели допускающие более быструю зарядку токами, превышающими показатель 1С.

Зарядные устройства

Существует множество моделей специальных зарядных устройств способных зарядить отдельный литиевый аккумулятор. Они автоматически остановят заряд при достижении нужного напряжения. Другими словами, полностью контролируют процесс заряда. Некоторые модели имеют возможность регулировать зарядный ток, измерить ёмкость и внутреннее сопротивление аккумулятора. Перейти на страницу с зарядными устройствами. Некоторые зарядные устройства могутКак зарядить литиевый аккумулятор, так и разрядить его, чтобы узнать его реальную ёмкость.

Пример Datasheet литий ионного аккумулятора Boston Power Swing 5300:

Boston Power Swing 5300

В даташите видим следующую информацию:

  • Номинальная емкость, С 5300 мА/ч
  • Номинальная запасаемая энергия 19,3 Вт/ч
  • Номинальное напряжение 3,65 В
  • Плотность запасаемой энергии по весу 207 Вт/кг, по объёму 490 Вт/литр
  • Номинальное внутреннее сопротивление 15,5 мОм
  • Номинальное количество циклов заряд- разряд при 23 град. С при глубине разряда 100%, 90%, 80%
  • Максимально допустимый ток РАЗРЯДки от 0% до 100% 13 А
  • Допустимый десятисекундный импульс отдаваемой мощности до 1000 Вт/кг
  • Далее режим стандартной зарядки – сначала заряжать стабилизированным током 3,7 А до напряжения 4,2 В. Затем поддерживая это напряжение заряжать до тех пор пока ток не упадет до 50 мА
  • Максимально допустимый ток ЗАРЯДки 10,6 А
  • Номинальная масса 93,5 г
  • Диапазоны температур ЗАРЯДки -20 +60°С
  • Диапазоны температур РАЗРЯДки -40 +70°С
  • Температура хранения -40 +60°С
  • График остаточной запасаемой емкости при разряде током С/2 до напряжения 2,75 В, температуре 23°С

Такой аккумулятор в нормальном режиме можно зарядить током 3,7 А. Зарядка при этом займет 5300 мА/ч/3700 мА = 1,5 часа.

В ускоренном режиме при токе зарядки 10,6 А достаточно менее часа. 5300мА/ч /10600мА =0,5 часа на режим СС и также на режим CV около 10 минут.

При ускоренной зарядке аккумулятор будет греться. Важно следить, чтобы его температура не превысила максимальную рекомендуемую температуру зарядки 60°С !

Зарядка при низких температурах.

Для большинства моделей зарядка при минусовой температуре вообще недопустима. Зарядка при отрицательной температуре вызывает осаждение металлического лития на анодном материале. Растут так называемые дендриты- кристаллы металлического лития. Это мешает здоровой работе и понижает срок эксплуатации. В итоге они могут прорости через сепаратор и замкнуть на катод. В этом случае возможно возгорание.

На сегодняшний день все литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при отрицательной температуре. Некоторые модели литий-железо-фосфатных аккумуляторов и все литий-титанатные можно заряжать при отрицательной температуре.

Зарядка при высокой температуре.

По примеру Datasheet на Boston Power Swing видно, что максимальная температура заряжаемого аккумулятора не должна превышать +60°С. Учитывая то, что при зарядке аккумулятор сам по себе разогревается. Поэтому, даже при температуре окружающей среды в +50 градусов уже нежелательно его заряжать. Такая ситуация может быть в солнечный летний день внутри автомобиля, если телефон находится под прямыми солнечными лучами. На этот случай в контроллере аккумулятора предусмотрен датчик температуры. Телефон прекратит брать зарядку.

Частая дозарядка при неполном разряде.

Делать это можно и очень рекомендуется. При этом увеличивается количество циклов перезаряда. По сравнению с никель кадмиевыми (NiCd) и никель металл-гидридными (NiMH) у литиевых нет “эффекта памяти”. Частые подзарядки они воспринимают совершенно нормально. Старайтесь, по возможности, поддерживать уровень заряда от 20% до 80%. Не высаживайте аккумулятор “в ноль” и не держите долго полностью заряженным. Если этого не требуют особые обстоятельства.

Быстрая зарядка.

При быстрой зарядке зарядный ток выше номинального в 2 и более раз. В результате, полный заряд проходит менее чем за час. Такие режимы зарядки для обычных массовых аккумуляторов приводит к уменьшению ресурса. Возникает риск осаждения металлического лития на аноде. К тому же, повышенный ток разогревает аккумулятор. Если есть выбор между обычной и быстрой зарядкой, пользуйтесь быстрой в исключительных случаях.

А вот для литий титанатных (LTO) аккумуляторов быстрая зарядка безопасна благодаря особенным свойствам анода. Они способны заряжаться от 0 до 100% за несколько минут.


Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов: правила зарядки li-ion АКБ

Литий-ионный, или LiIon, аккумулятор необходим для поддержания бесперебойной работы самой разной техники. На этих аккумуляторных батареях работают смартфоны, планшеты, ноутбуки, дрели, фонари и пуско-зарядные АКБ. Такое широко распространение этих моделей объясняется высокой энергоемкостью и небольшими размерами данных элементов. Кроме того, Li-Ion аккумуляторы рассчитаны на работу 300-400 циклов. В современных устройствах этот показатель составляет до 600 подобных циклов.

Основные формы литий-ионных аккумуляторов

Но в некоторых случаях батареи выходят из строя намного быстрее, основной причиной данного явления считается неправильный режим использования. Поэтому так важно знать, как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор, и что собой представляет это устройство.

Особенности работы

Обычно Li-Ion батарея представляет собой призматический или цилиндрический корпус из алюминия или стали. Внутри находится пакет электродов, и расположены сепараторы. Катодом является какой-либо из оксидов лития: никелат лития (LiNiO2) или кобальтат (LiCoO2). Для этих целей может использоваться феррофосфат лития (iFePO4) и литий-марганцевая шпинель (LiMn2O4). Анод выполняется из графита, графена и других углеродистых соединений.

Как работает Li-ion аккумулятор

Процесс зарядки и разрядки аккумулятора идет по принципу кресла качалки. В ходе работы происходит перенос из одного электрода в другой ионов лития. Во время разрядки на отрицательном электроде идет извлечение или деинтеркаляция из углеродного материала лития и интеркаляция его в оксид на положительном электроде. Когда батареи заряжаются, все происходит в обратном порядке. В призматическом корпусе электроды и сепараторы складываются в виде прямоугольных пластин, что обеспечивает повышенную плотность упаковки. В цилиндрических батарейках содержимое свернуто в рулон. Еще один вариант – сворачивание в эллиптическую спираль. Это дает возможность объединить обе модификации.

Хотя многие батареи могут функционировать в диапазоне от -40°C до +50°, следует помнить, что емкость и эффективность работы зависят от температуры окружающей среды. На морозе емкость падает, и батарея может разрядиться. Повышение температур приводит к снижению ресурса и характеристик устройства. Поэтому не следует хранить аккумуляторы на солнце, вблизи от электрообогревателей и других источников тепла.

Обратите внимание! Все литиевые аккумуляторы не имеют общей системы стандартизации. Модели с одними и теми же характеристиками могут отличаться. Поэтому использование устройствами ионных аккумуляторов сторонних брендов может вывести из строя как саму батарею, так и все оборудование.

Схема работы зарядного устройства для батареи может быть разной. В одном оборудовании элемент, обеспечивающий саму зарядку li-ion аккумуляторов, встроен в батарею, в другом – у прибора нет подобного гаджета. В первом случае предусмотренный сетевой адаптер необходим для понижения напряжение и выпрямления тока. Так заряжаются многие мобильные устройства. Если же речь идет о цифровых фотокамерах, то здесь литиевый аккумулятор питается от внешнего зарядника. Использование неподходящего адаптера в лучшем случае просто не зарядит батарею, а в худшем – выведет из строя и фотокамеру, и батарею.

От чего зависит зарядка аккумулятора

Некоторые варианты аккумуляторов снабжены контролирующими элементами, не позволяющими переходить критические значения заряду. Если значение выше, элемент отключит поступление тока, а если ниже, перестанет питать оборудование. Это позволяет избежать излишнего разогрева и короткого замыкания. Если питание смартфона или планшета показывает 10-20 процентов, то устройство следует поставить на зарядку. После того, как показатели дошли до максимальных ста процентов, нужно оставить технику на зарядке еще на полтора или даже два часа. Иначе устройство будет фактически заряжено только на 70-80 процентов.

Но правила говорят, что все время заряжать батареи по максимуму не следует. Производители не зря устанавливают максимальные показатели на уровне 80 процентов. Это связано с тем, что при перезаряде на катоде более активно выделяется кислород, а на углеродистой части образуется мшистый осадок металлического лития с высокой способностью к электролиту. Это повышает вероятность теплового разгона, последующего увеличения давления и, как следствие, разрушения и даже возгорания батареи.

Зарядка Li-ion батареи у смартфона

Конечно, последнее происходит довольно редко, но снижение ресурса аккумулятора при постоянном перезаряде неизбежно. Если не доводить оборудование до полного разряжения, количество циклов работы может возрасти в полутора тысяч.

Обратите внимание! Единственный вариант, при котором снижение ресурса работы при максимальной зарядке не происходит, – это Li-ion аккумуляторные батареи с марганцем. Добавление марганца приводит к значительному замедлению реакции выделения кислорода и металлизации анода. В таких устройствах контроллеры не предусмотрены.

С другой стороны, для увеличения срока работы батареи иногда следует доводить аккумулятор до полного разряжения. Это связано с тем, что постоянно следить за состоянием заряда довольно сложно. Отсутствие периодичности зарядки приводит к тому, что сбиваются показания минимального и максимального заряда, которые изначально заложены в контролере. Постепенно устройство начинает получать недостоверные данные о количестве заряда. Доведение аккумулятора до полного разряжение приведет к обнулению контроллеров и фиксированию минимального значения. Далее следует заряжать оборудование как можно дольше, примерно от 8 до 12 часов. За это время контроллер обновит максимальное значение, и работа батареи стабилизируется.

Если планируется не использовать аккумулятор длительное время, то следует:

  • зарядить прибор на 30-50%;
  • обеспечить температуру хранения приблизительно в 150С;
  • поместить оборудование в сухое помещение.

Полностью разряженные аккумуляторы при длительном простое теряют свои эксплуатационные характеристики и перестают работать. Если поместить на хранение батарею со стопроцентной зарядкой, то в процессе существенная часть емкости будет потеряна.

Внимание! Кобальт представляет опасность для окружающей среды и человека, поэтому отслужившие аккумуляторы подлежат утилизации.

Зарядка АКБ через ЗУ

Общие правила зарядки

Если необходимо провести зарядку АКБ в автомобиле, то нужно использовать специальные зарядные устройства. Плюс соединяют с положительной клеммой, а минус – с отрицательной. Регулятор ставят на минимум и оставляют на несколько часов. Полный заряд соответствует показателям «0» или зеленому индикатору.

Выделим основные принципы того, как правильно и без вреда для работы заряжать и использовать литий-ионные аккумуляторы:

  1. Не следует постоянно дожидаться полного разряда аккумулятора;
  2. В обычном режиме заряжать Li-ion батарею следует при 10-20% зарядки;
  3. Необходимо использовать только штатное зарядное устройство;
  4. Цикл от полного до максимального заряда следует проводить 1 раз в 2-3 месяца;
  5. Хранить батареи нужно частично заряженными;
  6. Следует избегать перегрева и значительного охлаждения оборудования.

Рассмотрим, как зарядить по USB-проводу от компьютера, ведь в поставке со смартфоном часто предлагают USB-переходник. Здесь важно учесть, что скорость зарядки будет отличаться от привычного. Это связано с тем, что зарядка через порт по ПК ограничена силой тока в 0,5 ампера.

Если зарядка происходит через переходник от прикуривателя в автомобиле, следует внимательно сравнить характеристики штатного адаптера и нового. Обычно для смартфонов значение составляет 1 ампер, а для планшетов требуется 2 ампера.

Видео

Оцените статью:

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы автомобильной зарядкой

Заряжаем литий ионный аккумулятор правильно

Зарядное устройство для литий ионных аккумуляторов очень похоже на зарядное для свинцово- кислотных, за тем лишь исключением, что у Li-ion аккумуляторов значительно выше напряжение на каждой банке и более жёсткие требования к допускам по напряжению.

Банкой называют литий ионные элементы питания за из схожесть по форме на алюминиевую банку из-под прохладительных напитков (напр. coca-cola) Самым распространенным элементом такой формы является банка формата 18650. То есть 18 мм в диаметре и 65 мм в высоту.

В то время, когда для свинцово-кислотных аккумуляторов возможны некоторые неточности в установке граничных напряжений при зарядке, с литий-ионными все гораздо жёстче. Во врем заряда, когда напряжение на элементе возрастает до 4,2 вольта, должно прекращаться подача напряжения на элемент питания. Разрешенный допуск в напряжении всего 0,05 вольт.

Средний литий-ионный аккумулятор заряжается около 3 часов. Однако точное время зарядки, все же зависит от ёмкости аккумулятора.

Итак приведём несколько основных правил, используя которые можно продлить срок использования li-ion аккумулятора в разы.

Использование оригинальных зарядных устройств

При изготовлении литий ионных аккумуляторов, их производители довольно серьёзно относятся к зарядным устройствам. Никто не даст вам гарантии, что зарядные устройства сомнительного происхождения не погубят Ваши аккумуляторы. Оригинальные же зарядки 100% выдают только необходимое напряжение и правильно заканчивают зарядку каждого элемента питания. Ведь, если в конце процесса зарядки напряжение будет затухать со значительным опозданием, это может привести к перезарядке элемента, что в свою очередь скажется весьма негативно на химической системе литий-ионного аккумулятора и будет потеряна часть емкости.

Хранить аккумуляторы лучше с малым зарядом (30-50%)

Если Вам приходится оставлять li-ion аккумуляторы на продолжительное время бездействовать, то лучше их вынуть из устройства (фонаря, Р/У машинки и т.д.).

Очень вероятно, что полностью заряженный аккумулятор при продолжительном хранении потеряет часть своей ёмкости. Полностью разряженный или при минимальном уровне, хранящийся аккумулятор, может «умереть» навсегда. Т.е. восстановить его так и не удастся после длительной спячки. Исходя из этого и рекомендуется держать 50% заряд у хранящихся, длительное время li-ion аккумуляторов.

Не допускайте перезаряда и полного разряда аккумулятора.

Учитывая химическую особенность литийевых аккумуляторов, весьма не рекомендуют, как полностью разряжать, так и чрезмерно перезаряжать такие аккумуляторы.

Как известно, у li-ion аккумуляторов, полностью отсутствует «эффект памяти«, исходя из этого рекомендуется разряжать аккумулятор до 10-20% а заряжать до 80-90, дабы не повредить химическую систему элемента.

Эффект памяти, в основном свойствен только Никель-Кадмиевым аккумуляторам.

А означает он некую потерю емкости аккумулятора после неправильного режима зарядки, в частности дозарядки при не полностью разрядившемся аккумуляторе. Проще говоря Ni-Cd нельзя начинать заряжать, до того, как он разрядится до допустимо низкого уровня. Нарушая данное правило, емкосли никель кадмиевого аккумулятора несколько уменьшается.

Литий ионные аккумуляторы, лучше начинать заряжать не дожидаясь их полного разряда. Таким образом можно значительно продлить срок жизни элемента питания.

Вышеуказанное правило относится только к незащищённым аккумуляторам. Литиевые аккумуляторы с защитой не страдают от пере или недозаряда. Встроенная плата защиты, отсекает чрезмерное напряжение (более 3,7 вольт на банку) при зарядке и отключает аккумулятор, если уровень заряда упал до минимального, обычно до 2,4 вольт.

Li-Ion аккумулятор не любит холода и жары.

Оптимальной температурой для литиевых аккумуляторов, является от +10°С до +25°С. Li-ion аккумуляторы чувствительны к большим перепадам температур. При отрицательной температуре, время работы аккумулятора сильно сокращается, хим. система элемента может сильно пострадать и даже разрушиться. Наверняка, вы замечали, как заряд мобильного телефона, на морозе резко начинает стремиться к минимуму, хотя ранее, в тепле, заряд был полным.

Нужно заметить, что литий-ионные аккумуляторы, весьма неприхотливы. При должном уходе, они проживут от 3 до 5 лет исправной службы хозяину. Так же нужно знать что такие аккумуляторы имеют свой срок использования от даты производства, а это значит, что заранее покупать запасные аккумуляторы не всегда хорошая идея. Обычно считается нормальным покупать литий-ионки не позднее 2-х лет после производства.

По поводу ёмкости литий ионных аккумуляторов. Банки самого распространенного формата 18650, могут иметь реальную емкость до 3500 мАч. При цене не менее 3-4 долларов за шт. Аккумуляторы, ёмкостью в 9900 мАч по цене $2 за шт. — это как минимум смешно. В действительности там будет 3000 мАч. если повезет.

Бренд против Нонейма

Стоит сказать несколько слов о производителях литий ионных аккумуляторов.

Практически все аккумуляторы имеют название (Бренд изготовителя), но это может быть «Panasonic» в котором реальная емкость будет меньше на 50 мАч из 3000 мАч или какой ни-будь «ХуньСюньПродакшн», в котором не хватает 1900 мАч из 3000 мАч. И это не смешно, а реальные цифры.

Так вот нормальными (честными) брендами среди аккумуляторов без защиты, считаются:

Напротив, такие бренды, как:

имеют далеко не точную указанную емкость, зато стоят в 2 — 3 раза дешевле.

Среди достойных установщиков защиты на литий-ионки стоит отметить:

Купить литий ионные аккумуляторы, например, формата 18650 можно как в местных интернет магазинах, так и у китайцев на прямую.

И пожалуйста не обольщайтесь на низкую цену и банки аккумуляторов в прозрачной термо-усадке. Из опыта, могу сказать, что в таком варианте используются в основном оригинальные банки но совсем никудышние платы защиты.

Как правильно заряжать полимерный аккумулятор

Литий полимерный отличается от литий ионного аккумулятора только лишь консистенцией электролита. Более подробнее читайте здесь. В остальном же, литий-полимерный поддается тем же правилам, что и литий-ионный аккумулятор.

Похожие записи:

Комментариев: 6 на “ Заряжаем литий ионный аккумулятор правильно ”

Нашёл эту тему, как раз занят решением проблемы питания фотоаппарата, батарейки дорого, 1,2вольтовые работают некоректно, при просадке до 1,1 вольт аппарат отказывается работать, хотя в батарее полно энергии, покупка более ёмких аккумов , проблемы координально не решает.
Решил использовать 3,7 вольтовые LC (Li-ion кобальтовые)
3,7 вольта это условное обозначение, по сути рабочее напряжение от 4,2 до 3 ( + — 0,5В)
Существует проблема заряда, напряжение заряда не более 4,2 вольт иначе кирдык батарее.
Ввиду отсутствия специальной «умной» зарядки решил использовать в качестве зарядки сотовый телефон , под рукой был Fly за 800 руб, вывел с контактов проводки, подсоединил зарядку, сначало было 3,7 вольт , по мульту прослеживалась пульсация 0,1 вольт , те напряжение пульсировало от3,7, до 3,8 и так постепенно нарастало , примерно на 4 В пульса не стало, потом возрасло до 4,18 и так долго держалось.
потом на телефоне показало полную зарядку , на контактах было 4,2 вольта, вот тут не понятно, толи это от батарее , то ли от зарядки.
Вообщем вот такая идея использовать телефон для зарядки, что думаете по этому поводу, ответы типа «да нах этот гемор» не канают .

Вариант вполне нормальный. Отсоедините батарею от телефона-зарядки и замеряйте напряжение батареи.

фуфло,а не статья! зарядка литиевых аккумуляторов не как не похожа на свинцовые! Так как литиевые боятся перезарядки,то при достижении на выводах аккумулятора 4.2 в,заряд прекращается.И боятся глубокого разряда. И хранить при низком уровне заряда,не хорошо.Так как саморазряд присутствует! Можно получить глубокий разряд.

Виктор сделал всё правильно.

Отличная статья спасибо.

А где же , собственно, полезная информация? Галиматью о свойствах и ценах на литиевые источники можно встретить повсеместно.

Как правильно заряжать и эксплуатировать литий─ионный (Li─Ion) аккумулятор?

Человека в современной жизни окружает множество электронных помощников. В быту мы используем планшеты, мобильные телефоны, ноутбуки и т. п. На работе используются шуруповёрты, портативные дрели, фонарики, power bank и пуско-зарядные аккумуляторы для автомобиля. Во всех этих устройствах используются разные типы аккумуляторных батарей. Но больше всего распространены литий─ионные аккумуляторы. Они стали популярными благодаря небольшим размерам и массе в сочетании с высокой энергоёмкостью. При разумной стоимости они имеют приличный срок эксплуатации (300─400 циклов заряд-разряд). Поскольку эти АКБ широко используются в разных устройствах, которые нас окружают, надо понимать, как их правильно заряжать. Поэтому сегодняшний материал посвящён зарядке Li─Ion аккумуляторов.

Что представляет собой литий─ионный аккумулятор?

Поскольку многие пользователи имеют смутное представление о том, что такое литий─ионная аккумуляторная батарея, скажем пару слов о её устройстве. Если смотреть на примере аккумулятора мобильного телефона, то аккумулятор там имеет следующую конструкцию.

Конструкция литий─ионного аккумулятора

АКБ мобильного телефона в абсолютном большинстве случаев имеет в своей конструкции один аккумуляторный элемент, который часто называют банкой. Номинальное напряжение банки обычно составляет 3,7 вольта. В АКБ ноутбуков таких элементов может быть от 2 до 12. Но там они не прямоугольной, а цилиндрической формы (тип 18650). Также в составе аккумулятора есть контроллер, который представляет собой плату с распаянной на ней управляющей микросхемой. Она управляет процессом заряда и разряда банки, не допуская её перезаряда или глубокого разряда.

Таким образом, производители аккумуляторов уже позаботились о том, чтобы избежать внештатных ситуаций при зарядке и разрядке батареи. А пользователю остаётся только соблюдать некоторые правила эксплуатации, о которых будет сказано ниже.
Если вам интересно, то можете прочитать подробный материал про литий-ионный аккумулятор в статье по ссылке.

Как правильно заряжать литий─ионный аккумулятор?

При зарядке Li─Ion аккумулятора нужно помнить о том, что лучше всего поддерживать заряд батареи на уровне 20─80% от полной ёмкости. Литий─ионные АКБ не любят перезаряд. Как говорилось выше, контроллер контролирует степень заряженности аккумуляторного элемента или элементов, если их несколько. Он не допустит их перезарядки. Но это не значит, что аккумулятор можно сутками держать на зарядке. Это совершенно ни к чему.

Телефон и зарядное устройство

В любом случае контроллер не допускает перезаряда и глубокого разряда банки. Он просто отключает банку от внешнего мира. Кроме того, во многих литий─ионных аккумуляторных батареях имеется встроенная защита от перегрева.

Теперь перечислим несколько вариантов, как заряжать Li─Ion аккумулятор.

  • Штатное зарядное устройство. Это самый лучший и рекомендуемый вариант. С помощью штатной зарядки рекомендуется заряжать Li─Ion аккумулятор. Это безопасно и максимально быстро;
  • От USB разъёма компьютера. Вариант также безопасный, но довольно длительный. Дело в том, что в случае порта USB ток ограничен значением 0,5 ампера;
  • От прикуривателя в автомобиле. Если это стандартный переходник на USB, то процесс также может затянуться. Но сейчас в продаже довольно устройств, имеющий набор портов USB с различной силой тока. Есть даже модели, которые позволяют заряжать аккумуляторы ноутбуков с номинальным напряжением 19 вольт током 4 ампера. Узнать максимально допустимый ток для зарядки аккумуляторной батареи своего устройства можно узнать из документации или посмотреть на штатной зарядке. Для АКБ смартфонов обычно 1, а для планшетов – 2 ампера;
  • «Лягушка». Так называют универсальные зарядные устройства. Обычно они используются для зарядки литиевых АКБ для мобильных телефонов. Одна из таких «лягушек» показана на изображении ниже. Конструкция включает в себя док для установки батареи и контакты, регулируемые по ширине для различных моделей. Для информирования об окончании зарядки имеется светодиодная индикация.

Зарядное устройство «лягушка»

Эксплуатация Li─Ion батарей

Теперь коротко расскажем об основных правилах эксплуатации литий─ионных аккумуляторов.

Калибровка

Эту процедуру следует проводить раз в 3 месяца. Она заключается в полной разрядке и последующей полной зарядке АКБ. Это необходимо делать, чтобы контроллер аккумулятора «откалибровал» границы заряда и разряда батареи.

Калибровка литий─ионного аккумулятора

Для калибровки также можно использовать утилиты, которые существуют для iOS и Андроид.

Хранение

Перед тем как отправить литий─ионную АКБ на хранение, её также нужно заряжать. Но уровень заряда должен быть около 50 процентов. Это считается оптимальным значением. Температура хранения батареи в идеале должна составлять 15 градусов Цельсия. В таких условиях литиевый аккумулятор лучше всего сохраняет ёмкость. Чем выше температура хранения, тем больше будут потери ёмкости при хранении.

При длительном хранении раз в три месяца проводите полный заряд-разряд аккумулятора и снова заряжайте его до 50%.

Li-Ion аккумуляторы – правда и мифы.

2.5 В Li-Ion аккумулятор начинает очень быстро деградировать, и даже одна такая разрядка может существенно (до 10%!) уменьшить его емкость. К тому же при разряде до такого напряжение штатным зарядником зарядить его уже не получится – при падении напряжения ячейки аккумулятора ниже

3 В “умный” контроллер отключит ее как поврежденную, а если такие ячейки все – аккумулятор можно нести на помойку.
Но тут есть одно очень важное но, о котором все забывают: в телефонах, планшетах и других мобильных устройствах рабочий диапазон напряжений на аккумуляторе это 3.5-4.2 В. При опускании напряжения ниже 3.5 В индикатор показывает ноль процентов заряда и аппарат выключается, но до “критических” 2.5 В еще очень далеко. Это подтверждается тем что если подсоединить к такому “разряженному” аккумулятору светодиод то он может гореть еще долгое время (может кто-то помнит что раньше продавались телефоны с фонариками, которые включались кнопкой независимо от системы. Так вот там лампочка продолжала гореть и после разрядки и выключения телефона). То есть как видно при штатном использовании разрядки до 2.5 В не происходит, а значит разряжать акум до нуля процентов вполне можно.

Миф второй. При повреждении Li-Ion аккумуляторы взрываются.
Все мы помним “взрывной” Samsung Galaxy Note 7. Однако это скорее исключение из правил – да, литий очень активный металл, и взорвать его в воздухе нетрудно ( а в воде он и сам очень ярко горит). Однако в современных аккумуляторах используется не литий, а его ионы, которые куда менее активны. Так что чтобы произошел взрыв нужно сильно постараться – или повредить заряжающийся аккумулятор физически (устроить короткое замыкание), или заряжать очень высоким напряжением (тогда он сам повредится, однако скорее всего контроллер банально сгорит сам и не даст заряжать аккумулятор). Поэтому если у вас вдруг в руках оказался поврежденный или дымящийся аккумулятор – не стоит бросать его на стол и убегать из комнаты с криками “мы все умрем” – просто положите его в металлическую тару и вынесите на балкон (чтобы не дышать химией) – аккумулятор будет тлеть какое-то время и потом потухнет. Главное – не заливать водой, ионы конечно менее активные чем литий, но все же какое-то количество водорода при реакции с водой так же выделится (а он любит взрываться).

Миф третий. При достижении на Li-Ion аккумуляторе 300(500/700/1000/100500) циклов он становится небезопасен и его нужно срочно менять.
Миф, к счастью все меньше и меньше гуляющий по форумам и не имеющий под собой вообще никакого физического или химического объяснения. Да, во время эксплуатации электроды окисляются и коррозируют, что уменьшает емкость аккумулятора, но ничем кроме меньшего времени автономной работы и нестабильного поведения на 10-20% заряда это вам не грозит.

Миф четвертый. С Li-Ion аккумуляторами нельзя работать на морозе.
Это скорее рекомендация, чем запрет. Многие производители запрещают использовать телефоны при отрицательное температуре, да и многие сталкивались с быстрым разрядом и вообще отключением телефонов на холоде. Объяснение этому очень простое: электролит – это водосодержащий гель, а что происходит с водой при отрицательных температурах все знают (да, она замерзает если что), тем самым выводя некоторую область аккумулятора из работы. Это приводит к падениею напряжения, а контроллер начинает считать это разрядкой. Аккумулятору это не полезно, но и не смертельно (после нагрева емкость вернется), так что если вам позарез нужно пользоваться телефоном в мороз (именно пользоваться – достать из теплого кармана, посмотреть время и спрятать назад не считается) то лучше зарядите его на 100% и включите любой процесс, нагружающий процессор – так охлаждение будет происходить медленнее.

Миф пятый. Вздувшийся Li-Ion аккумулятор опасен, его нужно срочно выкинуть.
Это не совсем миф, скорее предосторожность – вздувшийся аккумулятор может банально лопнуть. С химической точки зрения все просто: при процессе интеркаляции происходит разложение электродов и электролита, в результате чего выделяется газ(так же он может выделяться и при перезарядке, но об этом чуть ниже). Но его выделяется крайне мало, и чтобы аккумулятор казался вздутым должно пройти несколько тсотен (если не тысяч) циклов перезарядки (если конечно он не бракованный). Проблем избавиться от газа нет – достаточно проткнуть клапан (в некоторых аккумуляторах он сам открывается при избыточном давлении) и стравить его (дышать им не рекомендую), после чего можно замазать дырку эпоксидной смолой. Конечно былую емкость это аккумулятору не вернет, но хотя бы теперь он точно не лопнет.

Миф шестой. Li-Ion аккумуляторам вреден перезаряд.
А вот это уже не миф, а суровая реальность – при перезарядке велик шанс что аккумулятор вздуется, лопнет и загорится – поверьте, мало удовольствия быть забрызганным кипящим электролитом. Поэтому во всех аккумуляторах стоят контроллеры, банально не дающие зарядить аккумулятор выше определенного напряжения. Но тут надо быть крайне осторожным в выборе аккумулятора – контроллеры китайских поделок зачастую могут сбоить, а фейерверк из телефона в 3 часа ночи думаю вас не обрадует. Разумеется, такая же проблема есть и в брендовых аккумуляторах, но во-первых там такое случается гораздо реже, а во-вторых вам по гарантии поменяют весь телефон. Обычно этот миф порождает следующий:

Миф седьмой. При достижении 100% нужно снимать телефон с зарядки.
Из шестого мифа это кажется разумным, но на деле нет смысла вставать посреди ночи и снимать устройство с зарядки: во-первых сбои контроллера крайне редки, а во-вторых даже при достижении 100% на индикаторе аккумулятор еще некоторое время дозаряжается до самого-самого максимума низкими токами, что добавляет еще 1-3% емкости. Так что на деле не стоит так сильно перестраховываться.

  • Миф восемь. Заряжать устройство можно только оригинальным зарядником.
    Миф имеет место быть по причине некачественности китайских зарядников – при нормальном напряжении в 5 +- 5% вольт они могут выдавать и 6, и 7 – контроллер, конечно, какое-то время будет сглаживать такое напряжение, однако в будущем оно в лучшем случае приведет к сгоранию контроллера, в худшем – к взрыву и (или) выходу из строя материнской платы. Бывает и обратное – под нагрузкой китайский зарядник выдает 3-4 вольта: это приведет к тому что аккумулятор не сможет зарядиться полностью.
  • Как видно из целой кучи заблуждений далеко не все имеют под собой научное объяснение, и еще меньше реально ухудшают характеристики аккумуляторов. Но это не значит что после прочтения моей статьи нужно бежать сломя голову и покупать дешевые китайские аккумуляторы за пару баксов – все-же для долговечности лучше взять или оригинальные, или качественные копии оригинальных.

    Робот-пылесос Roomba работает от аккумулятора. Если обращаться с аккумулятором надлежащим образом, срока его службы хватает на сотни циклов уборки. Перед зарядкой Roomba необходимо извлечь язычок блокировки аккумулятора. Перед первым запуском робота Roomba необходимо зарядить аккумулятор в течение ночи. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов.

    Если у вас литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор, поместите Roomba на док-станцию Home Base®, чтобы он проснулся, после чего его можно использовать сразу. Инструкцию по определению типа аккумулятора см. на странице Литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор.

    Время уборки

    Перед началом каждого цикла уборки аккумулятор должен быть полностью заряжен. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов. При полном заряде аккумулятора индикатор будет светиться зеленым. Заряда хватит как минимум на один полный цикл уборки. При полном заряде аккумулятора Roomba может вести уборку в течение около 60 минут.

    Срок службы аккумулятора

    В целях увеличения срока службы аккумулятора рекомендуется постоянно держать робот Roomba в заряженном состоянии. Дополнительная информация доступна в советах по обслуживанию аккумулятора.

    • По окончании уборки аккумулятор робота Roomba следует подзарядить как можно скорее. Если не заряжать аккумулятор в течение нескольких дней, он может прийти в негодность.

    • Если вы не планируете использовать робот Roomba в течение нескольких недель, извлеките аккумулятор и храните его в прохладном сухом месте. Для обеспечения оптимальной производительности следует полностью заряжать аккумулятор как минимум раз в шесть месяцев. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов.

      Для длительного хранения робота с аккумулятором NiMH извлеките из робота аккумулятор и поместите его в сухое прохладное место. Аккумуляторы типа NiMH следует хранить в полностью заряженном состоянии. Когда потребуется вновь использовать робот Roomba, установите аккумулятор и полностью зарядите его. Емкость аккумуляторов NiMH может снижаться сама по себе даже при хранении отдельно от робота Roomba.

    16-часовой режим обновления заряда

    Если робот Roomba в течение длительного времени не находился на док-станции Home Base, то при установке на док-станцию робот автоматически войдет в специальный режим 16-часовой зарядки. Эта усиленная зарядка освежает аккумулятор и продлевает срок его службы. Во время зарядки индикатор заряда аккумулятора будет быстро мигать. В некоторых моделях все индикаторы выключаются через 1 минуту зарядки. Это нормальное поведение для экономии энергии. Не следует прерывать процесс обновляющей зарядки. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов.

    Не применяется для литий-ионных аккумуляторов.

    Зарядка аккумулятора робота-пылесоса Roomba

    Чтобы зарядить аккумулятор робота Roomba, необходимо включить сетевой шнур док-станции Home Base в розетку, после чего установить робот на док-станцию. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов.

    Когда Roomba находится на док-станции Home Base, индикатор питания на док-станции или выключится через 4 секунды, или будет постоянно светиться во время всего процесса зарядки.

    Индикаторы

    В некоторых моделях все индикаторы на роботе выключаются через 1 минуту зарядки. Это нормальное поведение для экономии энергии. После нажатия кнопки CLEAN робот проснется, продолжит зарядку и отобразит состояние аккумулятора. Ниже изложена справочная информация, позволяющая определить состояние аккумулятора.

    • Красный – светится постоянно: Аккумулятор разряжен. Пожалуйста, зарядите робот Roomba.
    • Красный – мигает: Заряда аккумулятора недостаточно для начала уборки. Пожалуйста, зарядите робот Roomba.
    • Янтарный – мигающий: Roomba заряжается
    • Зеленый – светится постоянно: Roomba полностью заряжен.
    • Янтарный – часто мигающий: Roomba в режиме 16-часового обновления заряда.

    Чтобы приобрести аккумулятор, посетите Интернет-магазин iRobot — Детали и принадлежности, обратитесь в Сервисную службу iRobot или воспользуйтесь услугами авторизованного дилера.

    Зарядка для Li-Ion 7.4/3.7V | LeonidS blog

    Сверх-компактная зарядка для литиевых аккумуляторов как 1S (3.7В/4.2В), так и 2S (7.4/8.4В) — в первую очередь, для всевозможной фото-видео техники и разных фонариков, не имеющих своей собственной встроенной в «тушку» зарядки (а также для зарядки дополнительных аккумуляторов). Диапазон входных рабочих напряжений 5-18В (требуется, чтобы на входе напряжение было минимум на 1В выше, чем напряжение на заряжаемом аккумуляторе).

    Ток заряда:

    • для 3.7В — 0.75А
    • для 7.4В — 1А

    Эти токи заряда оптимально-универсальны (а главное, безопасны!!!) для подавляющего большинства аккумуляторов всяких фото-видео камер.

    Для оценки габаритов на фотографии лежит рублевая монета 🙂

    Влагозащищенное исполнение. Защита от короткого замыкания и перепутки полярности (реально работает — я сам проверял! 🙂

    Для «подлезания» к контактам аккумулятора используются настраиваемые зажимные контакты от «кетайской лягушки». Есть возможность (при затрудненном «подлезании» из-за конструкции аккумулятора) поменять местами плюс и минус контактов «лягушки».

    Ну и, естественно, всегда остаются варианты подключиться к контактам аккумулятора «альтернативно», например, зафиксировав проводники с помощью резинки или изоленты 🙂

    Для аккумуляторов с «очень хитросделанными» контактами (а это, как правило, аккумуляторы Sony) дополнительно прилагается разъемчик с проводками для того, чтобы слегка «модернизировать» исходное зарядное устройство — подпаять этот разъем к выводным контактам оригинальной зарядки.

    Переключение между 3.7В и 7.4В делается размыканием или замыканием проводочка (см. фото). Состояние замкнуто — 7.4В, разомкнуто — 3.7В (эта информация также «нарисована» на плате, для забывчивых 🙂

    Выходной разъем  с платы (который к аккумулятору) сделан мною совместимым со всем семейством универсальных зарядников типа iMax (разъем «папа» типа DEANS, он же T-Plug) — т.е. можно в домашних условиях (и в машине) использовать iMax (с теми же «лягушечными» и прочими контактами), а в чисто походных — для легкости и компактности, просто взять эту платку вместо iMax, размером чуть больше рублевой монетки 🙂

    Важное примечание:

    У этой платы зарядника есть одна особенность (это, скорее, не «баг», а «фича» — но таки нужно учитывать) — у нее ОЧЕНЬ медленная самая заключительная часть зарядки (CV — Constant Voltage). Грубо говоря, примерно до 98% емкости аккумулятора зарядка идет вполне шустренько (в рамках обозначенных токов), а вот финальная «добивка» — происходит уж оооочень медленно! Т. е. от того момента, когда аккумулятор по факту уже заряжен, и до загорания светодиодного индикатора, сигнализирующего о конце заряда, может пройти весьма много времени!

    А в некоторых случаях (в основном, это касается аккумуляторов 7.4В от фото-видео) можно и вообще не дождаться загорания светодиода — как, например, в аккумуляторе моей пентаксовской зеркалки… Дело в том, что в ее аккумуляторе стоит плата балансировки, «стравливающая» напряжение до 8.3В — в то время, как плата зарядки дожидается установления 8.4В 🙂 И в итоге, она так его и не дожидается… 🙂

    Как с этим бороться? Да очень легко!

    Во-первых, можно просто прикинуть время зарядки (а ток зарядки нам известен, емкость аккумулятора тоже — на нем написано). Например, заряжаем аккумулятор напряжением 7.4В (обозначения 7.2В или 8.4В — это все тоже самое 🙂 и емкостью 1600mAh. Соответственно, при токе зарядки около 1А, аккумулятор можно считать заряженным примерно через полтора часа.

    Во-вторых, можно просто прикоснуться пальцем к дросселю на плате зарядника (это такая большая квадратно-круглая деталь на плате, самая крупная из всех деталюшек 🙂 Если он тепленький на ощупь, значит еще продолжается активная зарядка. А вот если его температура мало отличается от общей температуры всей платы (пальцем явно не ощущается), значит активная зарядка закончилась, и можно смело отсоединять аккумулятор.

    Здесь главное помнить простую истину: небольшой недозаряд для литий-ионных аккумуляторов не только никак не вреден, но все обстоит ровно наоборот, он весьма полезен для увеличения их срока службы!!! Так что ничуть не бойтесь литиевые аккумуляторы недозаряжать, опасайтесь только перезаряда (к счастью, эта плата зарядки такое не позволит сделать 🙂

    Также по теме:

    Модульность на примере зарядки аккумуляторов
    Пустячок — а приятно!
    Универсальный зарядник B6S+ Mini
    Много букв об универсальных зарядниках 🙂

    Зарядка аккумуляторов LiFePO4 | Батареи Born

    Шон 5 апреля 2017 г.

    Каждый день мы получаем вопросы о зарядке LiFePO4 аккумуляторов. Мы рассмотрели продукты, которые хорошо работают с нашими батареями Battle Born LiFePO4. Чтобы начать серию, мы обсудим основы зарядки аккумуляторов, а продукты будут рассмотрены в других сегментах.

    Зарядка батареи LiFePO4 в основном означает приложение внешнего напряжения для передачи тока от анода к катоду батареи.Зарядное устройство действует как насос — перекачивает ток вверх по потоку, противоположный нормальному направлению тока, когда батарея разряжается. Когда приложенное к зарядному устройству напряжение выше, чем напряжение батареи разомкнутой цепи, течет зарядный ток. Во время этого процесса напряжение холостого хода аккумулятора увеличивается, приближаясь к приложенному напряжению зарядного устройства.

    Зарядное устройство может вести себя по-разному в процессе зарядки. Во-первых, зарядное устройство может постоянно увеличивать свое напряжение, чтобы поддерживать постоянный ток.Это первый этап процесса зарядки, обычно называемый этапом «объемной» зарядки. На этом этапе зарядное устройство регулирует свое приложенное напряжение для подачи максимального тока в аккумулятор. Например, зарядное устройство на 10 ампер будет выдавать максимум 10 ампер во время этой стадии объемной зарядки, а приложенное напряжение увеличится до максимального напряжения или «объемного напряжения».

    Когда достигается объемное напряжение, зарядное устройство переходит на второй этап, называемый этапом «абсорбционной» зарядки.Во время поглощения зарядное устройство прикладывает постоянное напряжение, называемое «напряжением поглощения». Когда напряжение холостого хода батареи приближается к напряжению поглощения, ток постепенно уменьшается до нуля.

    На этом этапе аккумулятор полностью заряжен. Однако свинцово-кислотный аккумулятор быстро теряет заряд при отключении зарядного устройства. Таким образом, вместо выключения зарядное устройство переходит на третью стадию, называемую «плавающей» стадией, на которой зарядное устройство понижается до более низкого напряжения и удерживается на этом уровне.Смысл этого этапа состоит в том, чтобы поддерживать аккумулятор в полностью заряженном состоянии и учитывать тот факт, что свинцово-кислотные аккумуляторы имеют тенденцию к разрядке, даже когда к ним не подключена нагрузка.

    Эти этапы, объединенные последовательно, образуют то, что обычно называют «алгоритмом зарядки». Зарядное устройство для батареи обычно можно классифицировать по зарядному току (т.е. максимальному зарядному току) и целевому напряжению батареи (12 В, 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.). Но зарядные устройства могут также включать несколько алгоритмов зарядки (обычно классифицируются как «AGM», «SLA», «Gel», «Wet» и т. Д.). Более пристальный взгляд показывает, что каждый алгоритм имеет свои уникальные параметры, в том числе:

    • Напряжение накопителя
    • Напряжение поглощения
    • Время поглощения
    • Напряжение холостого хода

    Значения алгоритмов зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов сильно различаются. Напряжение накопления и поглощения обычно варьируется от 14,0 до 14,8 В, а поплавок может варьироваться от 13,2 до 13,8 В. Батареи Battle Born на 12 В удобно расположены прямо в середине этих диапазонов. Мы рекомендуем напряжение нарастания и поглощения 14.4 В. Поплавок не нужен, так как литий-ионные батареи не протекают, но плавающее напряжение ниже 13,6 В нормально.

    Вот несколько видеороликов с часто задаваемыми вопросами о зарядке LiFePO4 аккумуляторов.

    В этой серии блогов мы опубликуем результаты наших тестов для различных зарядных устройств LiFePO4, включая преобразователи, инверторные зарядные устройства и контроллеры заряда солнечных батарей. В каждом случае мы сообщим об уникальности алгоритмов зарядки для каждой марки, исследуем эффективность использования заводских настроек по умолчанию для зарядки Battle Born Batteries и определим, что можно сделать для достижения оптимальных настроек.

    Если у вас есть какие-либо вопросы или опасения по поводу зарядки аккумуляторов LiFePO4, свяжитесь с нами в любое время по телефону (855) 292-2831 или напишите нам по адресу [email protected].

    Северо-восточная батарея | Блог | Увеличение срока службы батареи

    Литиевые батареи занимают лидирующие позиции в никель-кадмиевых батареях благодаря своей стабильности и относительно низкому техническому обслуживанию. Кроме того, скорость саморазряда в два раза ниже, чем у никелевой батареи, и при обнажении ячеек вреда практически нет.

    Несмотря на то, что литиевая батарея имеет много преимуществ, она все же имеет свои ограничения и недостатки. Вот почему так важно точно понимать, как ухаживать за литиевой батареей и как продлить ее срок службы.

    Горячие температуры

    Как и большинство батарей, литиевые батареи необходимо хранить при более низких температурах на 900–45 ° С. Чем выше температура, тем выше скорость саморазряда.

    Pro Совет: попробуйте хранить аккумулятор при температуре около 68 ° F. Поскольку при зарядке и использовании аккумулятора выделяется тепло, вы должны дать аккумулятору остыть между зарядкой и использованием. Это один из самых эффективных способов продлить срок службы любой батареи.

    Низкие температуры

    Как тепло может сократить срок службы аккумулятора, так и холод может. Позволяя им немного согреться на солнце или возле обогревателя в холодный день, вы поможете зарядить батарею быстрее — и поддерживать их работоспособность, чтобы вам не приходилось так часто менять батареи или подзаряжать.

    В целях безопасности, независимо от температуры на улице, храните батареи внутри. Температура в помещении, как правило, остается довольно стабильной в течение всего года, как и обычно бывает меньше влажности.

    Влажность

    Литий и вода — две вещи, которые нельзя смешивать. Когда они это сделают, берегитесь. Они образуют гидроксид лития и водород, который легко воспламеняется. Если ваша литиевая батарея загорится по какой-либо причине, полив ее водой только усугубит ситуацию.Убедитесь, что у вас под рукой есть огнетушитель класса D (и что батареи для дымовых извещателей и свежие!).

    Лучше всего хранить все литиевые батареи вдали от источников воды. Несмотря на то, что корпус батареи предназначен для отвода влаги от элементов батареи, ничто не является защитой от несчастных случаев.

    Управление разгрузкой

    Заряжайте батареи, пока они не разрядились полностью. Если не дать ему полностью разрядиться, срок службы аккумулятора увеличится.

    Если вы собираетесь хранить батареи в течение определенного периода времени, убедитесь, что вы делаете это наполовину заряженным. В отличие от других типов батарей, которые необходимо заряжать на протяжении всего срока хранения, литиевые батареи лучше работают при глубине разряда 40% -50%.

    Pro-Tip: После каждых 30 зарядок дайте литиевой батарее полностью разрядиться перед подзарядкой. Это помогает избежать состояния, называемого цифровой памятью. Цифровая память может нарушить точность показаний измерителя мощности устройства, которое вы используете.Дождавшись полной разрядки, вы позволите манометру сбросить свои значения.

    Напряжение

    У многих аккумуляторов заканчивается срок службы, так как они были заряжены неправильным напряжением. Одним из преимуществ использования литиевых батарей является то, что они обеспечивают быструю подзарядку, поэтому нет необходимости вмешиваться в процесс. Вы только нанесете ущерб, который невозможно исправить. Как правило, для литий-ионной батареи 12 В оптимальное напряжение зарядки, обеспечивающее максимальный срок службы, составляет 14.6В.

    Несмотря на то, что не все батареи созданы одинаково, за каждым из них необходимо правильно ухаживать, чтобы обеспечить их максимальный потенциал. Это означает понимание требований особого ухода за батареями разных типов . Следите за температурой хранения, следите за тем, чтобы они были сухими, и убедитесь, что вы заряжаете правильно, у вас всегда будет надежный аккумулятор, когда он вам понадобится.

    Сайт БАЖ | Обязательно соблюдайте следующее при использовании литий-ионных батарей.

    Меры предосторожности при обращении с литий-ионными батареями

    1. Не оставляйте литий-ионные батареи в местах, подверженных воздействию прямых солнечных лучей, таких как приборная панель автомобиля или подоконник, или подверженных воздействию высоких температур, например, в автомобиле, припаркованном на солнце. Это может вызвать утечку литий-ионного аккумулятора.
    2. Не оставляйте литий-ионные батареи рядом с источниками тепла, такими как плита. Это может привести к перегреву, взрыву или возгоранию.

    Примечания по использованию литий-ионных батарей

    1. Перед использованием литий-ионной батареи обязательно прочтите инструкцию по эксплуатации и все предупреждения на устройстве.
    2. Не проливайте воду, соленую воду, сок или другие жидкости на литий-ионный аккумулятор. Это может привести к выходу из строя защитной цепи, встроенной в аккумулятор, в результате чего аккумулятор будет заряжаться ненормальным током или напряжением, что приведет к перегреву, взрыву или возгоранию.
    3. Используйте зарядное устройство и адаптер переменного тока, предназначенные для литий-ионной батареи. Другие зарядные устройства или адаптеры переменного тока могут иметь другие характеристики зарядки, что может привести к перегреву и другим проблемам.
    4. Литий-ионный аккумулятор имеет определенную ориентацию положительных и отрицательных полюсов. Не вставляйте аккумулятор с силой в зарядное устройство или другое устройство, если оно не подходит. Подключение аккумулятора с перевернутыми положительными и отрицательными клеммами приведет к неправильной зарядке и может вызвать аномальные химические реакции внутри, которые приведут к утечке, перегреву, взрыву или пожару.
    5. Не подключайте литий-ионный аккумулятор напрямую к электрической розетке или гнезду прикуривателя автомобиля без использования зарядного устройства. Это может привести к поражению электрическим током или приложению высокого напряжения, которое создает слишком большой электрический ток, в результате чего литий-ионный аккумулятор выделяет тепло, взрывается или загорается.
    6. Не заряжайте литий-ионные аккумуляторы в местах, подверженных воздействию прямых солнечных лучей, таких как приборная панель автомобиля или подоконник, или подверженных воздействию высоких температур, например в автомобиле, припаркованном на солнце.Высокие температуры могут активировать встроенный механизм защиты, предназначенный для предотвращения несчастных случаев, предотвращая зарядку аккумулятора, или цепь защиты может сломаться, что приведет к подаче аномального тока или напряжения при зарядке и приведет к перегреву, взрыву или пожару.
    7. Не бросайте литий-ионные батареи в огонь, не нагревайте их на горячей плите или другими способами. Это не только приведет к расплавлению изолятора, повреждению газоотводного отверстия и механизма защиты, но также приведет к перегреву, взрыву или возгоранию.
    8. Не соединяйте положительную и отрицательную клеммы литий-ионной батареи с металлическими предметами. Не переносите и не храните литий-ионный аккумулятор вместе с металлическими предметами, такими как ожерелья, заколки для волос, монеты и ключи. Металлические предметы могут привести к короткому замыканию положительных и отрицательных клемм литий-ионной батареи, что приведет к возникновению большого электрического тока, что может привести к перегреву, взрыву или возгоранию батареи или перегреву металлического предмета.
    9. Не бросайте литий-ионные батареи, не роняйте их с высоты и не подвергайте сильным ударам иным образом.Это может привести к деформации аккумулятора и повреждению встроенной схемы защиты. Это может привести к заряду аккумулятора ненормальным электрическим током или напряжением и вызвать перегрев, взрыв или пожар.
    10. Не забивайте гвоздь в литий-ионный аккумулятор, не ударяйте по нему молотком и не раздавливайте ногами. Это может деформировать литий-ионный аккумулятор и сломать встроенный механизм защиты, что приведет к перегреву, взрыву или возгоранию.
    11. Не наносите припой непосредственно на клеммы литий-ионного аккумулятора.Тепло расплавит изолятор, повредит газоотводное отверстие и защитный механизм и приведет к перегреву, взрыву или возгоранию.
    12. Не кладите литий-ионный аккумулятор в микроволновую печь, контейнер под давлением или другие подобные устройства. Внезапный нагрев может привести к повреждению уплотнения, что приведет к перегреву, взрыву или возгоранию.
    13. Не кладите горючие материалы на литий-ионный аккумулятор или над ним во время зарядки или разрядки. Это может привести к перегреву, взрыву или возгоранию.
    14. Не разбирайте и не модифицируйте литий-ионный аккумулятор. Литий-ионные батареи имеют газоотводное отверстие и встроенный механизм защиты для предотвращения несчастных случаев. Их повреждение может привести к перегреву, взрыву или возгоранию аккумулятора.
    15. Если электрическое устройство не используется в течение длительного периода времени, извлеките литий-ионные батареи из устройства и храните их в сухом месте.
    16. Храните устройства, содержащие батарейки, и сами батарейки в недоступном для детей месте.Неправильное обращение с литий-ионными батареями опасно.
    17. Храните батарейки в недоступном для детей и домашних животных, чтобы предотвратить их лизание, глотание, жевание и т. Д.
    18. Литий-ионные батареи имеют ограниченный срок службы. Если батареи требуют постоянной подзарядки, замените их новыми.
    19. Если литий-ионный аккумулятор издает запах, перегревается, обесцвечивается, деформируется или реагирует каким-либо необычным образом во время использования, зарядки или хранения, извлеките его из устройства или зарядного устройства и больше не используйте. Продолжение использования таких батарей может привести к перегреву, взрыву или возгоранию.
    20. Если батарея протекает или издает необычный запах, немедленно извлеките ее и поместите подальше от открытого огня. Утечка электролита воспламеняется и может вызвать взрыв или возгорание аккумулятора.

    Узнайте 5 простых способов, как легко зарядить литий-ионную батарею без зарядного устройства — Лаборатория зарядных устройств

    Ищете информацию , как заряжать литий-ионную батарею без зарядного устройства.

    В этой статье мы расскажем вам о нескольких простых приемах.

    Следуя этим простым советам, вы можете легко зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства, когда вам срочно нужно.

    Но помните, что технически зарядка литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства (20-36) может быть легкой и простой, но небезопасной.

    Почему?

    Потому что у вас нет четкого представления о химическом составе батареи, ее напряжении, элементах и ​​деталях.

    Так что лучше иметь лучшее зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов (50-36) , чтобы заряжать аккумулятор безопасно и не повредить его.

    Но если у вас нет выхода из-за разряда аккумулятора, вы можете воспользоваться следующими простыми приемами, чтобы зарядить аккумулятор мгновенно.

    Я сказал вам, что ранняя зарядка аккумулятора без зарядного устройства, безусловно, опасна. Тем не менее, если у вас нет выбора, вы можете положиться на следующие способы, чтобы быстро удовлетворить ваши потребности в чрезвычайной ситуации.

    Зарядка литий-ионного аккумулятора с помощью USB-порта

    Когда вам срочно необходимо зарядить литий-ионный аккумулятор (6600-37) без зарядного устройства , самый простой и беспроблемный способ — зарядить его с помощью порт USB.

    Зарядить литий-ионный аккумулятор (6600-37) через порт USB просто и сложно. Давайте взглянем на следующие шаги, чтобы упростить вашу работу:

    • Приобретите USB-кабель, похожий на зарядное устройство для смартфона
    • Подключите конец USB к вашему ноутбуку, ПК, принтеру, камере, блоку питания или любому другому электронному устройству, которое позволяет порт USB
    • Теперь возьмите гаджет и подключите конец кабеля для зарядки к устройству, которое вы хотите зарядить.
    • Затем включите свой ноутбук, компьютер или подходящее устройство, которое вы можете выбрать.

    Вы обнаружите, что аккумулятор заряжается плавно.

    Советы по безопасности

    Но, решаясь на этот трюк, не забудьте воспользоваться приведенными ниже советами по безопасности. Я говорю вам, что это необходимо для безопасности вашего гаджета.

    • Держите аккумулятор внутри устройства, которое вы хотите зарядить
    • Не заряжайте более одного устройства за раз от USB-порта устройства
    • Никогда не заряжайте аккумулятор, если он потребляет ток более 500 АМ, потому что это может принести сбой в систему.

    Простой ответ заключается в том, что заряжать мобильный телефон можно через порт ноутбука или ПК. Но есть проблема, если вы торопитесь. Батарея будет заряжаться медленно, а не быстро. Итак, вам нужно набраться терпения, если вы захотите зарядить аккумулятор через USB-порт. Но помните, что если у вас есть смартфон и вы часто заряжаете его через USB-порт, это рискованно. Почему? Потому что USB-хост не может постоянно обеспечивать стабильный ток или заряжать аккумулятор. Таким образом, зарядка литий-ионного аккумулятора через USB-порт от других устройств может повредить химические вещества в аккумуляторе.А следовательно, сразу может повредить ваш смартфон. Таким образом, зарядное устройство всегда будет при себе. После всего этого, если вы забыли взять с собой зарядное устройство, лучше купить новое мобильное зарядное устройство, которое может заряжать литий-ионный аккумулятор или подходит для вашего мобильного телефона. Это убережет ваш мобильный телефон от преждевременного повреждения, а значит, и ваш карман.

    Если вам интересно, могу ли я заряжать литий-ионный аккумулятор с помощью солнечной панели? Я говорю вам, вы можете это сделать. Также вы можете зарядить свинцово-кислотный аккумулятор.Но здесь вы должны получить контроллер зарядного устройства, потому что солнечная система зарядки не может заряжать аккумулятор без контроллера зарядного устройства. Итак, если вы хотите зарядить аккумулятор от солнечной панели, вам нужно купить контроллер заряда солнечной батареи (6600-45) или солнечный инвертор лучшего качества (5400-50). В противном случае просто оставьте этот вариант.

    Тогда еще один лучший вариант для зарядки литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства — это зарядка с помощью зарядного устройства с зажимом. Чтобы зарядить аккумулятор с помощью такого зарядного устройства с зажимом, нужно вынуть аккумулятор из мобильного телефона или гаджета.Затем вы должны поместить аккумулятор на платформу для зарядки зарядного устройства с зажимом. После этого просто подключите зарядное устройство к плате питания и включите его. Вы заметите, что аккумулятор заряжается без проблем. Помните, что такое зарядное устройство в наши дни встречается редко. Если он у вас есть, я могу сказать, что вам повезло. Но универсальное зарядное устройство с зажимом USB (10-44) доступно на рынке. Вы можете приобрести такие, как Lenmar PPUCLIP Universal USB Clip Charger или Emerging Power EP-SC Battery Charger 3. 7VDC 0.8Ax2 и храните его в сумке, так как он легко переносится. А когда вам будет интересно, как зарядить литий-ионный аккумулятор 3,7 В без зарядного устройства (90-30) в кризисный момент, вы можете легко решить свою проблему и быстро решить проблему с помощью такого универсального зарядного устройства с зажимом USB.

    Кроме того, это позволит вам зарядить запасную батарею для резервного копирования и использовать ее, когда вы обнаружите, что батарея в вашем устройстве разряжена. На самом деле, это хорошая проблема в кризисный момент, когда отсутствует зарядное устройство.

    Нет ли у вас других возможностей для зарядки литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства (10-11)? Остывать. У вас есть еще один удобный вариант, когда вы ведете машину. Вы можете легко зарядить аккумулятор от автомобильного аккумулятора. Как? Это просто. Вы можете зарядить аккумулятор, просто подключив его к автомобильному аккумулятору, который идет со свинцово-кислотным аккумулятором. Но, заряжая таким умным способом, вы должны использовать маленькие лампочки, которые будут регулировать ток. Теперь у вас может возникнуть вопрос: сколько маленьких лампочек мне следует использовать? Если в вашем автомобиле свинцово-кислотный аккумулятор на 13 В и вы хотите зарядить аккумулятор на 6 В для камеры, вам нужно использовать 3 маленькие лампочки.И вам нужно расположить или поставить 3 лампочки параллельно, чтобы выполнить зарядку. Это позволит аккумулятору получить ток 0,5 А, так что аккумулятор заряжается без каких-либо проблем. Затем подождите 10-15 минут. Ваш аккумулятор будет достаточно заряжен для использования.

    Советы по безопасности

    Во избежание непредвиденных травм или причинения вреда убедитесь в соблюдении следующих мер безопасности:

    У вас есть еще один простой способ зарядки литий-ионной батареи без зарядного устройства (20-36). Чтобы воспользоваться этим простым способом, вам нужно приобрести 3 батарейки типа AAA для легкой зарядки.Как только вы получите батарейки, расположите их последовательно, а затем подключите все. Поскольку каждая батарея имеет напряжение 1,5 В, все три вместе будут производить 4,5 В. Для полной зарядки стандартному аккумулятору сотового телефона требуется 3,7 В. Но три батареи AAA вместе обеспечат 4,5 В. Таким образом, они без проблем зарядят ваш аккумулятор. Но вы должны помнить об одном: никогда не используйте слишком высокое напряжение для зарядки аккумулятора. Это может повредить аккумулятор.

    Final Thought

    Теперь вы знаете все простые и простые способы зарядки литий-ионной батареи без зарядного устройства (20–36, поскольку вы прочитали мое полезное руководство о том, как заряжать литий-ионную батарею без зарядного устройства.Итак, если у вас возникли проблемы с упущенным или забытым обычным аккумулятором, вы можете выполнить описанные выше действия и легко зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства. Но имейте это в виду. Не заряжайте литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства часто. Это может полностью повредить аккумулятор. Лучше обзавестись запасным обычным зарядным устройством (50-40) или универсальным зарядным устройством с зажимом USB (10-44) с собой. Поможет пережить кризисный момент и обеспечить сохранность аккумулятора вашего гаджета.Большое спасибо за то, что прочитали статью.

    Зарядка литиевых батарей с помощью Nonstan

    Аннотация: Добавив двойной операционный усилитель и некоторые другие компоненты к микросхеме зарядного устройства для литиевой батареи, вы можете настроить напряжение зарядки на любой уровень в пределах диапазона для стандартных литиевых батарей (от 3,6 В до 4,2 В).

    Аналогичная версия этой статьи появилась в номере журнала EE Times от 31 марта 2008 года. Литиевые батареи

    производились на протяжении многих лет многими производителями, и теперь они превратились в довольно стандартный продукт с максимальным зарядным напряжением 4.2В ± 1%. В результате большинство ИС, доступных в настоящее время для зарядки литиевых батарей, рассчитаны на зарядку при 4,2 В с жестким допуском ± 1%.

    Однако за последние несколько лет на рынке появилась другая технология литиевых батарей, предлагающая более высокую удельную мощность, допускающую гораздо более высокие скорости заряда и разряда, чем у стандартных батарей, и отличающиеся различными напряжениями окончания заряда. Эта дизайнерская идея модифицирует прикладную схему стандартного высококачественного зарядного устройства для ИС, чтобы обеспечить другое напряжение оконечной нагрузки и более высокую скорость тока, сохраняя при этом все оригинальные характеристики зарядного устройства.

    В этом случае необходимо заряжать аккумулятор типа ANR26650m1, произведенный A123 Systems. Он поддерживает стандартный режим зарядки при 3 А (1,3 ° С) и может быстро заряжаться при 10 А (4,34 ° С) с напряжением прекращения заряда 3,6 В. Таким образом, он представляет типы батарей, напряжение оконечной нагрузки которых находится в диапазоне от 4,2 В до 3,6 В. Схема Рис. 1 представляет собой модификацию прикладной схемы для ИС, предназначенной для зарядки от одного до четырех литиевых элементов 4,2 В (MAX1737). За счет добавления двухмощного двухканального ОУ (MAX4163) и некоторых резисторов эта модификация позволяет заряжать 3.Ячейки 6 В.


    Рис. 1. Показанный сдвоенный операционный усилитель и связанные с ним внешние компоненты позволяют этому зарядному устройству для литиевых батарей работать с новыми литиевыми батареями более низкого напряжения.

    Модификация также изменяет номинал токового резистора (R CS ), тем самым увеличивая предел зарядного тока до допустимого для батареи A123 Systems при стандартной зарядке (3А). Силовые компоненты N1, N2, D1, D4 и L1 подходят для зарядных токов до 3А.

    Для токов выше 3 А внешние переключатели N1 – N2 должны быть рассчитаны на более высокий ток стока, но аналогичное напряжение стока.Они не должны производить намного больше общей коммутационной нагрузки, чем указано в техническом описании MAX1737. Максимальный номинальный ток для диодов D1 и D4 также должен быть увеличен, если токи заряда превышают 3А.

    Зарядное устройство MAX1737 внутренне настроено на переключение из режима постоянного тока (CC) в режим постоянного напряжения (CV) при 4,2 В ± 0,8%. Двойной операционный усилитель MAX4163 настроен на изменение этого порога. Усилитель A2 подключен как неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 1,16 и, следовательно, дает 4.2 В при входном 3,6 В. Выход A2 подключается к клемме BATT зарядного устройства (обычно используется для измерения напряжения аккумулятора), поэтому зарядное устройство теперь переключается с CC на CV при напряжении аккумулятора 3,6 В.

    Вход A2 подключается к положительной клемме заряжаемой аккумуляторной батареи. Если резисторы, связанные с A2, имеют допуск 1%, ошибка напряжения оконечной нагрузки составляет 3,62 В -1,1% / + 1,2%. При использовании резисторов с более высокими допусками эта погрешность может приближаться к погрешности зарядного устройства (0,8%). Вы также можете получить лучшую точность, используя функцию VADJ зарядного устройства (контакт 8).

    Усилитель A1 выполнен в виде дифференциального усилителя с коэффициентом усиления, равным единице. Его эталон (напряжение, принимаемое на выходе, когда дифференциальное входное напряжение равно нулю) — это выход A2. Выход A1 подключается к разъему CS зарядного устройства. (ИС определяет ток зарядки как разность напряжений между BATT и CS. ) Когда падение на R CS равно нулю, разница между BATT и CS также равна нулю. Дифференциальные входы A1 подключаются через R CS . Таким образом, напряжение на них повторяется схемой с коэффициентом усиления 1 как разность напряжений между клеммами BATT и CS, как того требует ИС.Если клемма ISETOUT установлена ​​на ½ В REF , батарея заряжается до CV 3,6 В на элемент, с зарядным током 0,100 В / R CS , подаваемым на выход A1.

    Другим параметром, на который влияют эти модификации входов считывания зарядного устройства, является напряжение, при котором разрешается начать полную зарядку (2,5 В / элемент для этого зарядного устройства, если оно не изменено). Усилитель A2 уменьшает это напряжение (до 2,14 В) с тем же коэффициентом, что и напряжение переключения CC / CV. При напряжении АКБ менее 2.14 В, зарядное устройство переходит в режим предварительной квалификации, в котором оно заряжается на 1/10 настройки I OUT , пока напряжение не превысит 2,14 В. Затем применяется полная скорость зарядки.

    Максимальное напряжение питания двойного операционного усилителя накладывает ограничение в два на максимальное количество ячеек, которое может заряжать эта схема. Рисунок 2 показывает кривую зарядки V / I, полученную с использованием модифицированной схемы, показанной на Рисунке 1. Полные спецификации и другую информацию о MAX1737 и MAX4163 можно найти на сайте www.maximintegrated.com.


    Рисунок 2. Зависимость зарядного тока от напряжения батареи для схемы на Рисунке 1.

    ©, Maxim Integrated Products, Inc.
    Содержимое этой веб-страницы защищено законами об авторском праве США и других стран. Для запросов на копирование этого контента свяжитесь с нами.
    ПРИЛОЖЕНИЕ 4520:
    ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 4520, г. AN4520, AN 4520, APP4520, Appnote4520, Appnote 4520

    maxim_web: en / products / analog / amps, maxim_web: en / products / power / battery-management, maxim_web: en / products / power / battery-management / battery-chargers

    maxim_web: en / products / analog / amps, maxim_web: en / products / power / battery-management, maxim_web: en / products / power / battery-management / battery-chargers

    Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

    позволяет выбирать метод подключения и включает регулируемый стабилизатор тока 100 мА с низким падением напряжения

    Литий-ионные аккумуляторы

    , в том числе литий-ионные полимерные, относительно близки к идеальным аккумуляторам: высокая плотность энергии, легкий вес, низкий саморазряд, высокое напряжение (по сравнению с другими элементами), отсутствие проблем с памятью, низкие эксплуатационные расходы и, что самое главное, , они просты в зарядке.Конечно, есть и недостатки, но оставим это на потом в этой статье.

    Поскольку многие портативные устройства могут работать от одной литий-ионной батареи, многие зарядные устройства для одной ячейки используют линейную, а не переключаемую топологию. Линейные зарядные устройства проще переключателей и сравнительно эффективны при низком перепаде входного и выходного напряжения, типичном для портативных устройств.

    В этой статье представлено простое автономное зарядное устройство на 1 А, которое сочетает в себе многие желаемые характеристики зарядного устройства и стабилизатор LDO в крошечном низкопрофильном корпусе DFN размером 3 мм × 3 мм.Кроме того, кратко обсуждаются плюсы и минусы литий-ионных аккумуляторов, а также способы зарядки.

    Существует несколько рекомендуемых методов зарядки литий-ионных элементов. Один из способов — подать на батарею ограниченное по току постоянное напряжение в течение трех часов, а затем остановиться. При использовании этого метода аккумулятор будет заряжен на 100% через 3 часа при условии, что ток заряда установлен в диапазоне примерно от C 1 до C / 2.

    Второй аналогичный метод заключается в подаче ограниченного по току постоянного напряжения на батарею, контролируя ток заряда.Во время первой части цикла зарядки зарядное устройство находится в режиме постоянного тока, при этом напряжение аккумулятора медленно повышается по мере того, как аккумулятор принимает заряд. Когда напряжение батареи приближается к запрограммированному постоянному (плавающему) напряжению, ток заряда начинает экспоненциально падать. Когда зарядный ток падает до достаточно низкого значения, зарядное устройство прекращает зарядку. В зависимости от выбранного минимального тока заряда аккумулятор заряжен от 95% до 100%. Поскольку литий-ионные батареи не способны поглощать перезаряд, весь ток заряда должен прекратиться, когда батарея полностью зарядится.

    LTC4063 — это законченное одноэлементное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, которое предоставляет пользователю возможность выбора методов завершения зарядки и включает регулируемый линейный стабилизатор 100 мА с низким падением напряжения. В дополнение к обычному алгоритму заряда при постоянном токе / постоянном напряжении, другие желательные функции включают ограничение мощности, которое снижает ток заряда при высокой температуре окружающей среды и / или в условиях высокого рассеяния мощности. Это позволяет зарядному устройству обеспечивать более высокие токи заряда в нормальных условиях и при этом обеспечивать безопасную зарядку в аномальных условиях, таких как высокая температура окружающей среды, высокое входное напряжение или низкое напряжение батареи.

    LTC4063 содержит много общих функций других литий-ионных зарядных устройств, включая постоянную подзарядку при низком заряде батареи, автоматическую подзарядку, контроль тока заряда, вывод состояния заряда, возможность зарядки от USB-источника питания, низкий ток разряда батареи при удалении V IN и точность (± 0,35%) точность напряжения заряда аккумулятора.

    Что отличает это линейное зарядное устройство от других одноэлементных зарядных устройств, так это возможность выбора терминатора зарядки и встроенный регулятор напряжения. Прекращение может быть основано либо на общем времени, которое программируется, либо на минимальном токе заряда, который также программируется, либо цикл заряда может быть остановлен пользователем с помощью контакта разрешения заряда.

    Стабилизатор с малым падением напряжения, питающийся от батареи, регулируется от 1 В до почти 4,2 В и может обеспечивать нагрузку до 100 мА. Низкий рабочий ток покоя 15 мкА и ток отключения 2,5 мкА продлевают срок службы батареи.

    Первая часть цикла заряда состоит из нагнетания постоянного тока (обычно 1С) в батарею до тех пор, пока напряжение элемента не приблизится к запрограммированному плавающему напряжению (обычно 4,2 В ± 1% или лучше), после чего зарядный ток начинает падать.Для разряженной батареи это происходит примерно через 30 минут, когда уровень заряда батареи составляет примерно 55% от полной емкости. Поскольку зарядный ток довольно быстро падает на этапе постоянного напряжения цикла зарядки, аккумулятору требуется еще 2 часа, чтобы довести аккумулятор до уровня заряда 100%. К сожалению, мало что можно сделать для ускорения этой части цикла зарядки без превышения рекомендованного напряжения зарядки.

    В некоторых зарядных устройствах используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), который расположен рядом с аккумулятором или внутри него для измерения температуры аккумулятора.Это защищает батарею, не позволяя начать цикл зарядки, если температура батареи ниже 0 ° C или выше 50 ° C. Во время нормального цикла зарядки литий-ионные батареи нагреваются очень незначительно.

    На Рисунке 1 показан цикл зарядки LTC4063 для литий-ионного полимерного аккумулятора емкостью 900 мАч со скоростью 1С. Кривые показывают взаимосвязь между током заряда, напряжением аккумулятора, емкостью заряда и выходным сигналом CHRG. Поскольку был выбран метод завершения таймера, цикл зарядки завершился примерно через 172 минуты при 100% уровне заряда аккумулятора.(Примечание: ток заряда ближе к концу цикла зарядки составляет очень низкий 6 мА). На рисунке 1 также показан выходной сигнал с открытым стоком CHRG, который был запрограммирован на повышение, когда ток заряда упадет ниже 50 мА (порог I DETECT ) или примерно C / 20.

    Рис. 1. Цикл зарядки литий-ионного элемента емкостью 900 мАч, заряженного при 1С с использованием завершения таймера.

    Рис. 2. Укомплектованное одноэлементное литий-ионное зарядное устройство с таймером, обнаружением минимального тока заряда 50 мА и стабилизатором напряжения 3 В 100 мА LDO.

    Если бы был выбран метод завершения минимального тока заряда, а не метод таймера, цикл зарядки закончился бы, когда сигнал CHRG стал высоким (через 105 минут). В этот момент аккумулятор заряжен примерно на 97%, а для последних 3% потребуется еще час зарядки. Программируемый пороговый уровень тока I DETECT LTC4063 имеет превосходную точность даже при уровне тока всего 5 мА. Программирование низкого тока I DETECT и выбор завершения минимального тока приведет к тому, что цикл зарядки закончится примерно в то же время, что и отключение таймера.

    Какое окончание лучше? Из предыдущего абзаца кажется, что это не может иметь большого значения, потому что, выбрав низкий уровень тока I DETECT , эти два метода можно сделать практически идентичными. Прекращение минимального зарядного тока может иметь преимущество в ситуации, когда может потребоваться выбрать разные уровни зарядного тока во время цикла зарядки, или при зарядке батареи, которая все еще имеет частичный заряд, цикл зарядки может быть очень коротким. Но завершение таймера может быть лучше, если нагрузка, превышающая запрограммированный уровень тока I DETECT , постоянно подключена к батарее.В этой ситуации цикл зарядки может никогда не закончиться. Кроме того, при завершении таймера, если батарея не достигает порогового значения перезарядки 4,1 В, когда таймер заканчивается, таймер сбрасывается и начинается новый цикл зарядки.

    Правильный ток заряда всегда зависит от емкости аккумулятора или просто «C». Буква «C» — это термин, используемый для обозначения заявленной производителем разрядной емкости аккумулятора, которая измеряется в мАч. Например, батарея с номиналом 900 мАч может обеспечивать нагрузку 900 мА в течение одного часа до того, как элемент разрядится. В том же примере зарядка аккумулятора со скоростью C / 3 будет означать зарядку на 300 мА.

    В семействе литий-ионных батарей есть несколько составов: в основном оксид лития-кобальта или оксид лития-марганца в качестве положительного электрода, а также кокс или графит в качестве отрицательного электрода. Электролит представляет собой жидкость в цилиндрических ячейках или твердое тело или гель в литий-ионных полимерных ячейках. Поскольку в полимерных ячейках не используется жидкость, упаковка ячейки может состоять из недорогого легкого мешочка из фольги, который может быть выполнен в различных формах, включая очень тонкие ячейки, идеально подходящий для сотовых телефонов и других небольших портативных устройств.Хотя характеристики разряда и производительность разных типов литий-ионных элементов различаются, характеристики заряда по существу одинаковы.

    Технология перезаряжаемых литиевых батарей является относительно новой, и поэтому многие улучшения будущих характеристик батарей практически гарантированы. Различные материалы, химические вещества и конструкция, несомненно, позволят создать аккумулятор, который будет еще ближе к идеальному аккумулятору.

    Рекомендуемое напряжение заряда — это компромисс между емкостью элемента, сроком службы элемента и безопасностью элемента.Более высокие напряжения заряда увеличивают емкость ячейки в мАч, но сокращают срок ее службы. Есть также верхние пределы, которых необходимо придерживаться из соображений безопасности. Чаще всего напряжение заряда составляет 4,2 В ± 1%, хотя в будущих конструкциях батарей напряжение может быть немного выше. В приложениях, в которых срок службы больше, чем емкость элемента, более низкое напряжение заряда значительно увеличивает срок службы. Циклы мелкой, а не глубокой разрядки также увеличивают срок службы. Срок службы литий-ионной батареи обычно заканчивается, когда ее емкость падает до 80% от номинальной.

    Один из менее известных фактов о литий-ионных аккумуляторах — это их характеристики старения. Литий-ионные батареи имеют ограниченный срок службы вне зависимости от того, хранятся они или используются ежедневно. Постоянная потеря емкости, особенно для литий-марганцевых химикатов, увеличивается с увеличением уровня заряда и температуры. Например, хранение батареи при уровне заряда 40% при 25 ° C в течение года может привести к постоянной потере емкости на 4%, тогда как при хранении при уровне заряда 100% постоянная потеря емкости будет близка к 20%. .Хранение при 100% уровне заряда при 40 ° C может привести к необратимой потере емкости до 35% через год. Конечно, дальнейшие улучшения в технологии литий-ионных аккумуляторов наверняка минимизируют старение.

    Литий-ионные аккумуляторы

    не могут поглощать перезаряд. Ток заряда должен быть полностью отключен, когда аккумулятор полностью заряжен. Избыточная зарядка может вызвать внутреннее металлическое покрытие литием, что является проблемой безопасности. Кроме того, литий-ионные батареи не должны разряжаться ниже 2,5–3 В, в зависимости от химического состава батареи, так как внутреннее меднение может вызвать короткое замыкание.

    Большинство производителей литий-ионных аккумуляторов не продают аккумуляторы, если они не имеют встроенной схемы защиты аккумуляторного блока для обеспечения безопасности и продления срока службы аккумулятора. Схема включает переключатель на полевом транзисторе, включенный последовательно с аккумулятором, который отключается в случае перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузки по току и перегрева при зарядке или разрядке аккумулятора. Длительное перенапряжение при зарядке может привести к перегреву, взрыву или даже взрыву аккумулятора.При разрядке защита блока отключает батарею, если напряжение батареи падает ниже заданного порогового уровня или если ток батареи превышает заданный предел. Без защиты блока литий-ионные батареи могут быть легко повреждены или, что еще хуже, могут вызвать повреждение других схем или телесные повреждения.

    Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов LTC4063 предлагает пользователю отличное сочетание упаковки (3 мм × 3 мм DFN), высокого зарядного тока (1 А), постоянного напряжения (0,35%), низкого допустимого тока I DETECT (5 мА), выбор оконечной нагрузки и встроенный стабилизатор 100 мА LDO.Два других зарядных устройства имеют схожие характеристики зарядки, но различаются функциями. LTC4061 не имеет регулятора, но имеет вход для определения температуры NTC, вход USB для выбора тока и дополнительный выход состояния. LTC4062 заменяет стабилизатор LDO программируемым компаратором и эталоном, а также включает в себя вход выбора тока USB.

    Как хранить литиевые батареи

    Хранилище химикатов США предлагает здания для хранения литий-ионных батарей

    С момента своего появления в 1991 году литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы остаются популярными как среди малых, так и среди крупных корпораций из-за их длительного срока службы и легкости.Сегодня мы используем их в качестве основного источника питания для смартфонов, ноутбуков, планшетов, военных дронов и даже электромобилей. Однако при неправильном хранении литиевые батареи могут быть чрезвычайно опасными. В этой статье мы дадим несколько советов по хранению литиевых батарей.

    Советы по хранению литий-ионных батарей

    Температура жизненно важна для понимания того, как хранить литиевые батареи. Рекомендуемая температура хранения для большинства продуктов составляет 59 ° F (15 ° C). Но это не повсеместно, поэтому перед хранением литиевых батарей внимательно прочтите этикетки на правильном хранении для вашего конкретного типа батареи.Здания для хранения литиевых батарей с климат-контролем идеально подходят для хранения больших объемов литий-ионных батарей при определенных температурах, чтобы обеспечить безопасную среду хранения.

    СВЯЗАННАЯ СТАТЬЯ: Требования к хранению литий-ионных батарей

    Также помните о состоянии заряда при хранении. Во время хранения всегда держите свинцово-кислотный аккумулятор полностью заряженным. Никелевые и литий-ионные батареи следует хранить с уровнем заряда около 40%. В случае неправильного хранения литий-ионные батареи могут выйти из строя.Это может вызвать чрезмерный нагрев, что приведет к его внутреннему повреждению и потенциально может загореться. Храните элементы с зарядом от 30% до 50%. Элементы могут храниться полностью разряженными, хотя для оптимальной безопасности напряжение элемента не должно опускаться ниже 2,0. Максимальное напряжение не должно превышать 4,1 вольт. Всегда следуйте инструкциям по зарядке, прилагаемым к каждой литий-ионной батарее.

    Как хранить литий-ионные батареи: техническое обслуживание и меры предосторожности при обращении

    • Контроль состояния заряда аккумулятора во время зарядки
    • Убедитесь, что регуляторы температуры настроены на заданные температуры
    • Соблюдайте время работы при полностью заряженном аккумуляторе
    • Обеспечить саморазряд аккумуляторов
    • Проверьте аккумуляторы перед тем, как поместить их на хранение, на предмет нарушений заряда
    • Избегайте чрезмерной вибрации литий-ионных аккумуляторов
    • Не храните батареи при высоких или низких температурах
    • Всегда осторожно обращайтесь с батареями
    • Поместите батареи на хранение после того, как в здании достигнут допустимый уровень температуры
    • Не используйте поврежденные батареи
    • При попадании жидкости не тереть глаза. Немедленно промойте глаза на станции для промывания глаз
    • Мыть руки после работы с батареями
    • При попадании на одежду немедленно смените одежду

    Как хранить литий-ионные батареи в химическом хранилище в США

    Литий-ионные батареи представляют собой проблемы и опасности для производителей и предприятий, хранящих эти мощные энергетические инструменты. U.S. Chemical Storage предоставляет безопасные, надежные, сборные складские помещения, предназначенные для безопасного хранения литиевых батарей.Конструкции без огнестойкости предполагают хранение литиевых батарей вне помещений, в то время как пожаробезопасные литиевые складские помещения могут располагаться рядом с объектами или даже внутри помещений для обеспечения эффективных производственных операций.

    СВЯЗАННАЯ СТАТЬЯ: Критически важные приложения для хранения и зарядки литиевых батарей в вооруженных силах

    Здания для хранения литиевых аккумуляторов полностью настраиваются и могут быть оснащены зарядными станциями. Используйте многокомнатные складские здания, чтобы безопасно отделить зарядные станции от аккумуляторных батарей.Другие рекомендуемые варианты для зданий для хранения литиевых батарей включают системы пожаротушения, климат-контроль, механическую вентиляцию, настил из стекловолокна и двери различных стилей для входа и выхода.

    Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать о решениях для хранения литиевых батарей

    Позвольте US Chemical Storage спроектировать и изготовить современное и надежное хранилище литий-ионных аккумуляторов для удовлетворения ваших потребностей. Для получения бесплатной консультации или предложения свяжитесь с нами через Интернет.

    Список литературы

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *