Как заряжать литий ионные аккумуляторы: Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор

Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор

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

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

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

Литий-ионные аккумуляторы с защитой и без нее

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

Сам процесс правильного заряда аккумулятора – это контролируемый и управляемый процесс. Вначале разряженный аккумулятор заряжается постоянным током 0.2 – 1 С (С – это емкость аккумулятора в ампер/часах). При достижении напряжения 4.0-4.1В (в зависимости от рекомендаций производителя) зарядка продолжается при постоянном напряжении до достижения 4.2В на элемент. Допустимое отклонение напряжения составляет всего +-0.05В. Для соблюдения этих режимов, безусловно, необходима соответствующая электроника. Как правило, это схемы, собранные на специализированных микросхемах. Хороший выбор – для заряда аккумуляторов использовать специализированные зарядные устройства. Также можно собрать зарядное устройство самостоятельно.

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

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

Зарядка одного литий-ионного аккумулятора

Миниатюрная плата (около 20х30 мм) позволяет заряжать литий-ионный аккумулятор от источника постоянного напряжения до 8В. Подойдет, в том числе, компьютерный USB. Два индикатора отображают ход заряда. Плата сама остановит зарядку при достижении напряжения 4.2В – с ее помощью можно заряжать и аккумуляторы без платы защиты.

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

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

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

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

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

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

Зарядка двух последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

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

Для зарядки трех последовательно соединенных аккумуляторов может подойти такая схема:

Зарядка трех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

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

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

Зарядка четырех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

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

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

Как заряжать литий ионные аккмуляторы?

Как заряжать литий ионный аккумулятор, чтобы значительно продлить срок его службы и добиться длительной эффективной работы? Соблюдение простых правил эксплуатации, рекомендованных производителем, позволит продлить срок жизни батареи питания и избежать больших затрат на дорогостоящую покупку. Принцип работы литий-ионных батарей отличается от никель-кадмиевых и других устройств, поэтому и требования к циклам заряда и разряда будут совсем другими.

Основные правила зарядки аккумуляторов

Одна из главных особенностей: литий-ионные аккумуляторы не требуется полностью заряжать и разряжать. В отличие от никель-кадмиевых элементов питания, такие батареи не имеют эффекта памяти, следовательно при неполной зарядке их емкость не уменьшается, и продолжительность автономной работы не сокращается. Более того, полная разрядка приводит к сокращению срока работы аккумулятора, продолжать использовать ноутбук нежелательно уже при 20%-ной отметке.

Можно перечислить несколько основных правил правильной зарядки и эксплуатации литий-ионных аккумуляторов:

• Нельзя хранить долгое время разряженную батарею. Если разряженный аккумулятор пролежал на полке несколько месяцев, его можно выбрасывать: зарядить его заново уже не получится. Это одна из самых распространенных причин, по которым литий-ионные батареи полностью выходят из строя.
• Нежелательно постоянно поддерживать аккумулятор на зарядке во время работы ноутбука. Если он используется в качестве стационарного компьютера дома, на время работы можно вынимать аккумулятор и использовать только сеть от розетки. При этом несколько раз в месяц батарею необходимо подключать для полноценной зарядки и разрядки.
• Оптимальный уровень заряда для хранения аккумулятора – 30-50%. При таком уровне батарея сама практически не теряет заряд и сохраняет свои свойства в течение длительного времени.
• Нельзя допускать перегрева и переохлаждения батареи питания. Ее нежелательно оставлять на открытом солнце или вблизи обогревателей, нельзя включать ноутбук на улице при температуре ниже нуля. И то, и другое приводит к ускоренному износу, и скоро придется покупать новый аккумулятор.

Литий-ионные батареи любого типа рекомендуется подзаряжать только оригинальными зарядными устройствами. Это касается как ноутбуков, так и смартфоном или планшетов. Если блок питания вышел из строя, необходимо приобрести новый той же марки и с теми же характеристиками.

Как увеличить срок работы аккумулятора?

Правильно зарядить литий-ионный аккумулятор – значит обеспечить ему длительную автономную работу и долгую работоспособность. Стандартный срок эксплуатации для батарей такого типа составляет от 400 до 600 циклов зарядки и разрядки, однако правильная эксплуатация с соблюдением всех рекомендаций способна увеличить этот показатель до 1000 циклов. Заботиться о батарее питания будет намного проще, если поставить на ноутбук специальные утилиты, позволяющие контролировать уровень зарядки литий-ионного аккумулятора и степень его изношенности, а также своевременно закрывать все ненужные программы.

Для увеличения времени автономной работы необходимо правильно экономить энергию. При временном прекращении работы ноутбук нужно переводить в режим гибернации – это значительная экономия заряда батареи. Также нужно отключать все невостребованные в данный момент функции, закрывать лишние программ и не допускать слишком большого списка автозагрузки. Если батарея все же вышла из строя, не стоит пытаться разбирать ее самостоятельно и пытаться ремонтировать.

Как правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы

Пользователи смартфонов — как обычные, так и энтузиасты — всегда ищут способы более продолжительного времени автономной работы устройств. Несмотря на то, что благодаря быстрой зарядке можно заряжать устройство каждый день, отсутствие сменных аккумуляторов означает, что в конечном итоге литий-ионные элементы, содержащиеся в наших телефонах, стареют и разрушаются.

Если Вы используете телефон в течение года или более, Вы, вероятно, заметили, что батарея работает не так долго, как в первоначальном состоянии. Два года спустя многие телефоны приходится заряжать несколько раз в день. Если Вы используете телефон в течение последних трех лет, это может даже означать проблемы для стабильности системы.

К сожалению, со временем емкость батареи неизбежно уменьшается. Тем не менее, есть вещи, которые Вы можете сделать, чтобы продлить срок службы батареи и телефона. Если Вы когда-нибудь задумывались о том, каков наилучший способ зарядки аккумулятора, вот несколько научно доказанных советов по продлению срока службы аккумулятора.

Частичная зарядка

Один из наиболее распространенных мифов о батарее заключается в том, что Вам необходимо время от времени полностью разряжать и заряжать устройство, чтобы стереть «память батареи». Это не относится к литий-ионным батареям. Это оставшийся миф от свинцово-кислотных элементов, и заряжать Ваш современный смартфон таким способом совершенно нежелательно.

Частичная зарядка подходит для литий-ионных аккумуляторов и может иметь некоторые положительные преимущества для долговечности элементов. Важно понимать, как заряжается аккумулятор. При приближении к разряду литий-ионные аккумуляторы потребляют постоянный ток и работают при более низком напряжении. Это напряжение постепенно увеличивается по мере того, как элемент заряжается, выравниваясь на уровне около 70 процентов, прежде чем ток начнет падать до полной емкости.

Важно отметить, что работа при низком напряжении хороша для срока службы батареи, увеличивая количество доступных циклов зарядки, прежде чем Вы начнете видеть значительное снижение емкости. Грубо говоря, каждое снижение напряжения элемента на 0,1В удваивает срок службы цикла, согласно Battery University. Поэтому зарядка телефона в диапазоне от 30 до 80 процентов снижает напряжение и продлевает срок службы батареи.

Кроме того, «глубина разряда» оказывает аналогичное влияние на общий цикл разряда до того, как емкость аккумулятора упадет. Это относится к количеству израсходованной батареи в промежутках между зарядами.

Использование всего лишь 20 процентов заряда аккумулятора между зарядками не будет практичным для большинства людей, но зарядка на 50%, приведет к заметному улучшению срока службы аккумулятора в долгосрочной перспективе, особенно если Вы каждый раз избегаете полной зарядки. Суть в том, что небольшие регулярные пополнения заряда намного лучше для литий-ионных аккумуляторов, чем длительные полные циклы зарядки.

Избегайте простоя зарядки

Ставить устройство на зарядку ночью или на весь день — очень распространенная привычка, но она не рекомендуется по нескольким причинам (старый миф о «перезарядке» не является одним из них). Во-первых, непрерывная подзарядка полностью заряженной батареи может привести к металлизации металлического лития, что снижает стабильность в долгосрочной перспективе и может привести к сбоям в работе всей системы и перезагрузкам. Во-вторых, это оставляет аккумулятор на более высоком напряжении, когда аккумулятор находится на 100%, как мы упомянули выше. В-третьих, создается избыточное тепло, вызванное потерей мощности.

В идеале, устройство должно прекратить зарядку, когда оно достигнет 100-процентной емкости аккумулятора, включив только цепь зарядки, чтобы время от времени пополнять аккумулятор — или, по крайней мере, уменьшая зарядный ток до очень малых величин.

Последний пункт, который стоит упомянуть, это паразитная нагрузка. Это происходит, когда батарея сильно разряжается при зарядке, например при просмотре видео или играх во время зарядки.

Такие нагрузки вредны для батарей, потому что они искажают цикл зарядки и могут вызывать мини-циклы, когда часть батареи непрерывно работает и изнашивается с большей скоростью, чем остальная часть элемента. Еще хуже — паразитные нагрузки, когда устройство полностью заряжено, также вызывают более высокое напряжение и нагревание батареи.

Лучший способ избежать паразитных нагрузок — выключить устройство во время зарядки. Но, вероятно, более реалистично поддерживать рабочую нагрузку очень легкой, пока устройство подключено к сети, оставляя его большую часть времени в режиме ожидания. Не забудьте отключить его, как только батарея будет достаточно заполнена.

Тепло — враг долгого времени автономной работы

Наряду со всем вышеперечисленным, температура также является ключевым фактором, влияющим на долговечность батареи. Как и при высоких напряжениях, высокие температуры нагружают аккумулятор и заставляют его терять емкость гораздо быстрее, чем при низких температурах.

Ячейка с температурой от 25 до 30 градусов по Цельсию должна сохранять около 80 процентов своей емкости после первого года даже при цикле от полной до полной зарядки. Емкость батареи будет выше через год, если будут использоваться меньшие периодические циклы зарядки. Повышение температуры до 40°C приведет к падению емкости до 65% после первого года, а при температуре аккумулятора 60°C достигнет этого показателя всего за три месяца.

Аккумулятор, находящийся в полностью заряженном состоянии и подверженный воздействию высокой температуры, является худшим из всех вариантов и это первое, что следует избегать при зарядке телефона. Поэтому не оставляйте телефон под подушкой, чтобы заряжать его ночью, и не включайте его в приборную панель Вашего автомобиля в жаркий день.

Технологии быстрой зарядки являются спорным вопросом, так как более высокий ток и напряжение могут определенно привести к нагреванию устройства во время зарядки. Быстрая зарядка никогда не предполагалась для зарядки полного цикла, она требовалась для быстрого способа пополнить заряд батареи, чтобы снова использовать устройство. Если оставить телефон на быстрой зарядке в течение 15–20 минут, это не приведет к серьезным проблемам с перегревом, но мы, конечно, не рекомендуем использовать их для зарядки в течение ночи.

Объединяя все это вместе

Технология литий-ионных аккумуляторов хорошо известна в наши дни, но вредные привычки и мифы все еще пронизывают общественное сознание. Хотя большинство этих привычек не окажет серьезного негативного влияния на срок службы аккумулятора Вашего телефона в среднесрочной перспективе, сокращение количества телефонов со сменными аккумуляторами означает, что мы должны принять дополнительные меры предосторожности, чтобы максимально увеличить срок службы аккумулятора телефона и срок его службы.

Говоря в общем, меньшие регулярные циклы зарядки и сохранение Вашего телефона в прохладном состоянии являются ключевыми вещами, которые нужно помнить. Хотя следует отметить, что разные аккумуляторы для телефонов всегда будут стареть немного по-разному, в зависимости от того, как мы к ним относимся.

Советы по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов

Что представляет собой литий-ионный аккумулятор?

Далеко не все знают, что такое литий-ионный аккумулятор. Давайте для начала рассмотрим его конструкцию на примере смартфона. В данном случае он имеет один аккумуляторный элемент, который чаще всего называется банкой. Его номинальное напряжение обычно составляет 3,7 В. Также в составе аккумулятора есть контроллер, представляющий собой плату с микросхемой, распаянной на ней. Она не допускает перезаряда или глубокого разряда. То есть производители аккумуляторов уже позаботились о том, чтобы избежать проблем с зарядкой и разрядкой батареи. Пользователю нужно только соблюдать простые правила эксплуатации.

Правила по использованию литий-ионных аккумуляторов

Придерживаясь следующих простых правил, вы сможете не только продлить жизненный цикл литий-ионного аккумулятора, но и увеличить время работы устройства, в котором он используется.

Правило 1: не разряжайте полностью аккумулятор

У литий-ионных аккумуляторов нет так называемого «эффекта памяти». Поэтому их необходимо заряжать, не дожидаясь, когда они разрядятся до 0%. Многие производители рассчитывают срок эксплуатации аккумулятора количеством циклов зарядки с нулевого значения. Для качественных АКБ он составляет 400-600 циклов. Чтобы повысить срок службы литий-ионного аккумулятора, нужно чаще заряжать устройство, когда на нем осталось 10-20% зарядки. Благодаря этому можно увеличить количество циклов разряда вплоть до 1700.

Правило 2: разряжайте аккумулятор только 1 раз в 3 месяца

Полный заряд в течение продолжительного времени так же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до 0%. Это приводит к тому, что устройство получает некорректную информацию о количестве заряда. В связи с нестабильным процессом заряда специалисты рекомендуют 1 раз в 3 месяца полностью разряжать АКБ. Причем после следует зарядить его до 100%, а затем продержать на зарядке от 8 до 12 часов. За счет этого обновится максимальное значение, а работа батареи будет стабильнее.

Правило 3: храните неиспользуемый аккумулятор с небольшим количеством заряда

Если вы планируете хранить литий-ионный аккумулятор, который долгое время не будет использоваться, то его уровень заряда должен составлять от 30 до 50%. Причем рекомендуется, чтобы температура в помещении была 15 градусов по Цельсию. Если хранить полностью заряженный аккумулятор, то он потеряет значительную часть емкости. Разряженные до 0% АКБ после длительного хранения, скорее всего, придут в негодность. В таком случае придется обратиться в компанию, которая имеет разрешение на утилизацию литий-ионных аккумуляторов, поскольку выкидывать их с обычным мусором категорически запрещено.

Правило 4: Используйте только оригинальное зарядное устройство

Важно заметить, что зарядное устройство встроено в конструкцию смартфона, планшета, ноутбука и т.д. Поэтому в данном случае внешний адаптер выступает в качестве выпрямителя и стабилизатора напряжения. Видеокамеры и фотоаппараты не оснащены таким устройством. В связи с этим их аккумуляторы следует вынимать и заряжать во внешнем устройстве. Использование сторонних зарядных устройств может оказать негативное воздействие на работу аккумулятора.

Применение несертифицированных зарядных устройств небезопасно. Особенно это касается так называемых «лягушек» китайского производства, которые часто воспламеняются в процессе зарядки. Прежде чем использовать такое универсальное зарядное устройство, сверьтесь с допустимыми значениями, указанными на упаковке. Особое внимание следует обратить на максимальную емкость. Если ограничение меньше емкости, то в лучшем случае аккумулятор не зарядится полностью, а в худшем – его ждет утилизация.

Правило 5: не допускайте перегрева аккумулятора

Высокие температуры крайне негативно воздействуют на литий-ионные аккумуляторы. Поэтому нельзя допускать попадания на мобильные устройства прямого ультрафиолетового излучения. Также запрещено оставлять их в непосредственной близости от источников тепла, к примеру, обогревателей. Низкие температуры тоже губительны для АКБ, но в гораздо меньшей степени. Оптимальная температура, при которой можно использовать литий-ионные аккумуляторы, составляет от -40 до +50 градусов по Цельсию.

революция в сфере складской техники

                                                   

Литий-ионные аккумуляторы очень быстро заряжаются, не выбрасывают вредных веществ и обеспечивают высокую производительность и эффективность. Это лишь некоторые из преимуществ аккумуляторов данного типа, которые принципиально изменили рынок вилочных погрузчиков. Такие аккумуляторы установлены на электрических тележках Baoli моделей EP12WS и EP15WS.

В последнее время компании, работающие в области логистики, стали уделять все больше внимания вопросам экологии и энергоэффективности, что подталкивает многих из них к использованию литий-ионных аккумуляторов. Но каковы преимущества литий-ионных аккумуляторов по сравнению с традиционными – свинцово-кислотными? Литий-ионные аккумуляторы имеют гораздо большую емкость при одинаковом размере, тем самым увеличивая рабочий диапазон и производительность погрузчика; их можно заряжать несколько раз, даже если они не полностью разряжены, а также такие аккумуляторы не требуют обслуживания. Литий-ионные аккумуляторы установлены на электрических тележках EP12WS и EP15WS компании Baoli, которая является производителем вилочных погрузчиков и складского оборудования и работает в более чем 80 странах мира. Модель EP12WS представляет собой инновационную электротележку для паллет грузоподъемностью 1,2 тонны, которая обладает невероятной эффективностью и обеспечивает снижение затрат при эксплуатации. Благодаря своей легкой, но прочной конструкции, тележка EP12WS гарантирует высокий уровень надежности и простоту управления, особенно в небольших помещениях, где по маневренности, обеспечиваемой малым размером, ее можно сравнить с гидравлической тележкой. Ее литий-ионный аккумулятор с напряжением 24 В и емкостью 20 Ач обеспечивает 3 часа работы, а для полной зарядки требуется менее 2,5 часов. EP15WS — это чрезвычайно компактная и легкая электротележка для паллет грузоподъемностью 1,5 тонны, управляемость которой сопоставима с машинами более высокого класса. EP15WS может быть оснащена мощным литий-ионным аккумулятором с напряжением 24 В и емкостью 55 Ач и встроенным зарядным устройством.

«Литиевые аккумуляторы имеют много преимуществ по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, поскольку они не требуют специальных помещений для подзарядки и частого долива воды, а также стационарных зарядных станций и проверки технического состояния, — подчеркивает Франческо Пампури (Francesco Pampuri), директор по маркетингу компании Baoli EMEA, — однако основное их преимущество — это возможность частичной подзарядки без каких-либо проблем и быстрая зарядка до начального уровня с сохранением всех свойств аккумулятора. Благодаря этой функции можно работать с аккумуляторами небольшого размера даже при длительных рабочих сменах. Но это еще не все. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые во время зарядки выделяют потенциально легковоспламеняющиеся газы, литиевые аккумуляторы полностью герметичны и, следовательно, не выбрасывают опасные вещества. Они также позволяют достичь высокой производительности и эффективности. Каждый аккумулятор обеспечивает до 2 500 циклов зарядки. Вот почему мы решили установить литиевые аккумуляторы на наши вилочные погрузчики, и в первую очередь на электротележки EP12WS и EPW15S, которые предназначены для транспортировки легких грузов в небольших торговых помещениях и внутри транспортных средств».

Официальный сайт BAOLI в России: www.baoli.ru

Типы батарей для мобильных устройств

По мере того, как наши развлечения и работа перемещаются в мобильные телефоны, растет и наша зависимость от аккумуляторов, обеспечивающих питание мобильных устройств. В настоящее время самыми распространенными являются литиевые батереи. Литиевые батареи, в целом, подразделяются на два основных типа, а именно, литий-ионные и литий-ионные полимерные батареи. По сравнению с использовавшимися ранее никель-металгидридными, литиевые батареи обладают преимуществами более быстрого выполнения зарядки и разрядки и меньшим «эффектом памяти», который возникает, если заряжать батарею, не дожидаясь ее полной разрядки.

Литий-ионный аккумулятор

Иногда именуется литий-ионными батарейками. Это самая современная и недорогая группа батарей на рынке. Поскольку в литий-ионных батареях используется жидкий электролит, они должны храниться в металлических контейнерах. Наиболее распространенными являются контейнеры цилиндрической и призматической формы; преобладают все же цилиндрические батареи, например 18650 литий-ионные батареи. А еще, благодаря простоте производства, литий-ионные батареи используются везде, от мелких электронных устройств до больших электромобилей.

Литий-ионные батареи тяжелее, но имеют более широкую сферу применения.

Литий-ионные полимерные аккумуляторы

Литий-полимерные батареи тоньше и легче, но дороже

Обычно именуются литий-полимерными батареями. Их можно считать следующим поколением в эволюции литий-ионных батарей. В них используются гелеобразные электролиты, в меньшей степени подверженные утечкам. Поэтому их можно заключить в более тонкий контейнер по сравнению с литий-ионными батареями. Они легко принимают различную форму и размер, и подходят для различных электронных устройств. Кроме того, тонкий форм-фактор имеет большую площадь поверхности, что улучшает теплоотдачу, то есть термостойкость улучшается по мере увеличения размера батареи.

Можно было бы подумать, что литий-полимерные батареи лучше, чем литий-ионные, но, на самом деле, они похожи с точки зрения конструкции и безопасности. Например, избыточная зарядка или глубокая разрядка обоих типов батарей в определенной степени вредна для батареи и может привести к ее возгоранию или взрыву. В конечном счете, выбирая батарею, независимо от ее типа, остановитесь на батарее надежного бренда, которая соответствует высочайшим стандартам безопасности. Не подвергайте себя риску получить некачественную батарею ради экономии денег.

#Портативный внешний аккумулятор #Аккумулятор #Литий-ионный #Литий-полимерный #Мобильный телефон

Как правильно использовать литий-ионные аккумуляторы в технике и инструменте?

Во всей нашей аккумуляторной технике мы используем литий-ионные аккумуляторы. По сравнению с никель-металл-гидридными аккумуляторами, они проще в использовании и более надежны. В литий-ионных аккумуляторах отсутствует «эффект памяти», они просты в уходе и при использовании, легко переносят большие нагрузки, при этом не теряя свою работоспособность. Также литий-ионные аккумуляторы не выводятся из строя при долгом хранении, если соблюдены правильные условия.

Несмотря на эти преимущества, все равно стоит придерживаться нескольких простых правил использования, чтобы продлить жизнь вашему аккумулятору, а также увеличить время работы инструмента без подзарядки.

Избегайте полного разряда аккумулятора

Если вы видите, что в аккумуляторе осталось слишком мало заряда, рекомендуем не дожидаться его полного разряда и ставить аккумулятор на зарядку. Вы можете не ждать, пока аккумулятор будет заряжен, а использовать запасной. Для всей аккумуляторной техники WORX используется универсальный аккумулятор PowerShare мощностью 20 V. У литий-ионных аккумуляторов нет «эффекта памяти», и вам не надо беспокоиться за то, что он «привыкнет» работать только на 60%. А вот как раз частая полная разрядка аккумулятора уменьшит срок его службы. Чтобы не допустить этого, чаще ставьте аккумулятор на зарядку. В наших аккумуляторах WORX PowerShare встроена плата-контроллер, защищающая аккумулятор от перезаряда. Она автоматически отключает питание при достижении нужного количества заряда.

Полностью разряжайте аккумулятор раз в 3 месяца

Как и полная разрядка аккумулятора, так и постоянное поддержание полного заряда батареи сказывается на сроке ее службы. Как правило, при частом использовании инструмента процесс зарядки аккумулятора становится непостоянным, что также снижает его работоспособность. Это случается из-за использования разных источников питания или ненормированной нагрузки на аккумулятор. Для профилактики, рекомендуется примерно раз в три месяца разряжать аккумулятор до его полного выключения, а затем заряжать до 100% и после продержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает привести аккумулятор в «тонус» и не позволяет уменьшаться уровню емкости батареи.

Не храните аккумулятор полностью разряженным или заряженным долгое время

Если вы редко пользуетесь аккумуляторным инструментом или в течении долгого времени сам аккумулятор не востребован, рекомендуется не оставлять батарею полностью разряженной или заряженной на 100%. Оптимальный уровень зарядки батареи для долгого хранения без использования – примерно 30-50%. Полностью заряженный аккумулятор со временем потеряет уровень ёмкости. А полностью разряженный и подавно придется отправить на свалку – он может вовсе выйти из строя.

Оберегайте ваш аккумулятор от высоких температур и влаги

Литий-ионные аккумуляторы крайне чувствительны к высоким температурам – это быстро выводит их из строя. Из-за высоких температур аккумулятор теряет свою мощность и его уровень емкости становится гораздо ниже. Во время зарядки аккумулятора не оставляйте его на солнце, вблизи раскаленных или отопительных приборов. Максимальные температуры, при которых возможно безопасное использование литий-ионных аккумуляторов – от –20°C до +50°C. Также аккумуляторы портятся из-за хранения их во влажных местах: влага негативно воздействует на батарею и её внутренние составляющие, что может вывести аккумулятор из строя. Поэтому рекомендуется оберегать батареи от чрезмерной влаги.

Если вы будете следовать этим простым советам, то не только продлите жизнь вашему аккумулятору, но и увеличите время работы инструмента без подзарядки. Необходимо помнить о главных особенностях литий ионных аккумуляторов и не допускать отсновных ошибок использования:

• Использование инструмента до полного разряда аккумулятора
• Высокие температуры и влажность
• Неправильное хранение аккумулятора

Могу ли я зарядить литиевый аккумулятор свинцово-кислотным зарядным устройством?

Типичный алгоритм свинцово-кислотного зарядного устройства

На этой фазе зарядки зарядное устройство будет поддерживать максимальное напряжение для выбранной батареи и заряжать батарею пониженным током, поскольку внутреннее сопротивление батареи не может принять ток заряда на максимальной мощности. Как только ток снизится примерно до ≤10% от общей мощности зарядного устройства, он перейдет в плавающее состояние. Стадия абсорбции также зависит от времени, если зарядное устройство все еще находится в фазе абсорбции через 4 часа, зарядное устройство автоматически перейдет в стадию поплавка.Обычно это происходит, если размер зарядного устройства меньше размера для аккумуляторной батареи, или если в системе работают нагрузки, которые не позволяют зарядному устройству снизить ток ниже точки перехода.

Большинство, если не все, свинцово-кислотные зарядные устройства имеют режим выравнивания. На некоторых зарядных устройствах этот режим может быть автоматическим, и его нельзя отключить. Литиевые батареи не требуют выравнивания напряжения. Применение выравнивающего заряда 15 В + к литиевой батарее приведет к необратимому повреждению элементов.

Другая функция свинцово-кислотных зарядных устройств — это возврат к основному напряжению.Напряжение полностью полностью заряженной свинцово-кислотной батареи составляет примерно 12,7 В. Когда зарядное устройство находится в плавающем режиме, оно будет поддерживать заданное напряжение батареи (обычно в пределах 13,3-13,8 В в зависимости от типа батареи), а также поддерживать любые нагрузки, работающие в это время. Если нагрузка превысит максимальную выходную мощность зарядного устройства в режиме холостого хода, то напряжение аккумулятора начнет снижаться. Как только напряжение достигнет значения «возврат к основному», зарядное устройство начнет новый цикл зарядки и начнет повторную зарядку аккумулятора.

Напряжение «возврата к накоплению» в свинцово-кислотных зарядных устройствах обычно равно 12.5-12,7в. Это напряжение для литиевой батареи слишком низкое. При этом напряжении литиевая батарея будет разряжена примерно до 10-15% уровня заряда. Алгоритмы заряда лития обычно устанавливают возврат к основному напряжению 13,1-13,2 В. Это еще одна причина того, что стандартное свинцово-кислотное зарядное устройство не подходит для литиевых батарей.

Некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства «проверяют» аккумулятор при запуске, чтобы определить напряжение / сопротивление аккумулятора. На основе информации о возврате зарядное устройство затем определяет, с какой фазы зарядки начать.Поскольку литий будет удерживать напряжение выше 13 + В, некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства будут рассматривать это как почти полную батарею и переходить в плавающую стадию и полностью обходить стадию зарядки.

Вы можете использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи, если хотите, ОДНАКО, вы НЕ должны использовать свинцово-кислотное зарядное устройство, если оно имеет автоматический «режим выравнивания», который нельзя отключить постоянно. Свинцово-кислотное зарядное устройство, которое можно настроить на зарядку не выше 14,6 В, можно использовать для обычной зарядки, а затем ДОЛЖНО быть отключено после полной зарядки аккумулятора.ЗАПРЕЩАЕТСЯ оставлять подключенным свинцово-кислотное зарядное устройство для обслуживания или хранения аккумулятора, потому что большинство из них НЕ будет поддерживать надлежащий алгоритм заряда литиевых аккумуляторов, и это приведет к повреждению аккумулятора, на которое не распространяется гарантия на аккумулятор.

В конечном счете, использование зарядного устройства с особым алгоритмом зарядки литиевых батарей — лучший вариант для максимальной производительности и срока службы любой литиевой батареи.

СМОТРИТЕ НИЖЕ НАШ АССОРТИМЕНТ ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ, ВКЛЮЧАЯ ЛИТИЕВЫЕ ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА:

Зарядка аккумуляторов | Литиевый концентратор

Литий-ионный аккумулятор Окружающая среда

Батареи следует хранить и устанавливать в чистом, прохладном и сухом месте, избегая попадания воды, масла и грязи на батареи.Если позволить любому из этих материалов накапливаться на батареях, может произойти трекинг и утечка тока, что приведет к саморазряду и возможному короткому замыканию. Зарядные устройства также следует устанавливать в хорошо вентилируемых, чистых и легко доступных местах. Рекомендуемый диапазон рабочих температур от -4 ° F до 122 ° F (от -20 ° C до + 50 ° C) при влажности <90%. Повышенная температура электролита батареи> 80 ° F (27 ° C) сокращает срок службы, а более низкая температура электролита батареи <80 ° F (27 ° C) снижает производительность батареи.Важно свести к минимуму перепады температуры между элементами, поэтому не размещайте батареи там, где они слишком плотно прилегают. Между батареями должно быть не менее 0,50 дюйма (12,7 мм) свободного пространства. В аккумуляторах глубокого цикла нет жидкости. Поскольку химический состав твердый, аккумулятор можно устанавливать в любом направлении, и не стоит беспокоиться о растрескивании свинцовых пластин из-за вибрации.

Литий-ионный уровень заряда

Правильная зарядка необходима для максимального повышения производительности аккумулятора.Оба занижают срок службы батареи. Большинство зарядных устройств автоматические и предварительно запрограммированные, в то время как другие являются ручными и позволяют пользователю устанавливать значения напряжения и тока. Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор. Ионные аккумуляторы глубокого цикла можно использовать при температуре ниже точки замерзания, но зарядка при температуре ниже точки замерзания вызывает гальванику / кристаллизацию, которая ослабляет аккумулятор, повышая вероятность его выхода из строя из-за вибрации или жесткого использования. Избегайте зарядки при температуре выше 122 ° F (50 ° C).

Зарядный профиль

Для аккумуляторов Ionic 12V Deep Cycle необходимо настроить профиль зарядного устройства на зарядку до 14.6 вольт в течение 30 минут, а затем подзарядка при 13,8 вольт. Для батарей 24 В с глубоким циклом вы должны настроить профиль зарядного устройства на зарядку до 29,2 В в течение 30 минут, а затем постоянную зарядку при 27,6 В. Для аккумуляторов 48 В с глубоким циклом необходимо настроить профиль зарядного устройства на зарядку до 58,4 В в течение 30 минут, а затем постоянную зарядку при 55,2 В. Обратите внимание, что все аккумуляторы на 12 В более 12 Ач, соединенные последовательно, необходимо заряжать индивидуально на 12 В. Наша батарея 12 В 12 Ач имеет специальную схему, которая позволяет заряжать батареи последовательно, как при зарядке с помощью зарядного устройства 24 В).

Медленная или быстрая зарядка

Напряжение зарядного устройства всегда должно соответствовать напряжению аккумулятора или меньше. Новейшие ионные зарядные устройства можно оставлять подключенными и постоянно включенными. Зарядные устройства, в которых отсутствует функция «непрерывного заряда», следует прекратить после завершения процесса зарядки. Для медленной зарядки аккумулятора используйте зарядное устройство с силой тока около 10 процентов от общей суммы ампер-часов аккумулятора. Для быстрой зарядки используйте выход зарядного устройства, который составляет около 40-45 процентов от ампер-часов батареи от ампер-часов.Медленная зарядка приводит к снижению температуры батареи и увеличению срока ее службы, поэтому Ionic рекомендует ее, когда это возможно. Например, используя аккумулятор на 100 Ач, вы бы медленно заряжали его с помощью зарядного устройства на 10 А, и для зарядки аккумулятора потребовалось бы около 10 часов. Вы можете быстро зарядить его с помощью зарядного устройства на 45 А, и он будет заряжаться чуть более чем за 2 часа. (См. Наши рекомендации по зарядному устройству для каждой ионной модели в ТАБЛИЦЕ 5, СТРАНИЦА 16)

Низкие температуры

Многие пользователи аккумуляторов не знают, что литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C (32 ° F).Хотя кажется, что батарея заряжается нормально, во время заряда ниже нуля на аноде может образоваться металлический литий. Это навсегда и не может быть удалено с помощью велосипеда. Батареи с литиевым покрытием более уязвимы к выходу из строя при воздействии вибрации или других стрессовых условиях. Литий-ионные батареи действительно быстро нагреваются при использовании по сравнению со свинцово-кислотными, поэтому вы можете получить их от замерзания при некотором использовании, учитывая заряд. Все зависит от того, насколько холодна у вас среда, и рекомендуется соблюдать осторожность.

Литий-ионные аккумуляторы уменьшаются при работе при температурах ниже нуля (32F / 0C). Текущий по-прежнему доступен, но сохраненная емкость уменьшится. Чем ниже температура, тем меньше доступная емкость. И свинцово-кислотные, и литий-ионные элементы имеют повышенное внутреннее сопротивление при понижении температуры. Литиевые батареи обладают более высоким внутренним сопротивлением при экстремально низких температурах от 0 ° F (-18 ° C) или ниже, однако аккумуляторы можно быстро нагреть, просто поместив на аккумулятор нагрузку, например, включив фары на 15 секунд. до 30 секунд.Поскольку ионные батареи имеют значительно меньшую массу, чем свинцово-кислотные, они нагреваются намного быстрее.

Рекомендуемые конфигурации аккумулятора и зарядного устройства (электрические схемы)

На этом рисунке показано самое простое соединение между зарядным устройством и отдельной батареей. Зеленое поле «ПРИЛОЖЕНИЕ» относится к последнему приложению, которое работает от аккумулятора, например, к автомобилю для отдыха или гольф-мобилу. Пунктирные кабели зарядного устройства часто являются временным соединением, но при желании могут быть постоянными.

Зарядка литиевых батарей

— Pro Charging Systems

Да! Наши зарядные устройства могут заряжать литиевые батареи

С момента появления в 1980-х годах литиевые батареи перешли от небольших электронных устройств и игрушек… к сотовым телефонам… а теперь к электромобилям, тележкам для гольфа, скрубберам для полов, лодкам, подъемникам и многому другому.

Производители литиевых батарей сразу же указывают на то, что по сравнению с батареями другого химического состава литиевые батареи легче, имеют улучшенную эффективность заряда / разряда, могут иметь более длительный срок службы и способность к глубокому циклу при сохранении мощности.

В основе каждой батареи лежит система управления батареями (BMS), которая гарантирует, что каждая батарея работает так, как было задумано. Поскольку развитие литиевых батарей продолжается, даже очень незначительные изменения в BMS могут сильно повлиять на то, как и если батарея принимает и завершает цикл зарядки.

Pro Charging Systems тесно сотрудничает с десятками производителей литиевых батарей, разрабатывая, тестируя и проверяя алгоритмы зарядки. PCS предлагает множество решений и преимуществ для литиевых батарей:

• Большинство зарядных устройств PCS можно сконфигурировать для ряда литиевых батарей, имеющихся в настоящее время на рынке.

• Зарядные устройства PCS быстро и эффективно заряжают литиевые батареи до 100% заряда (SoC).

• Некоторые зарядные устройства PCS предоставляют возможности сбора данных, ожидающих получения патента, к которым можно получить доступ через бесплатное приложение. Эта технология обеспечивает чрезвычайно точные данные о начислении платы в реальном времени и за прошлые периоды.

• Литиевые батареи, соединенные последовательно, могут выйти из равновесия, что снизит ожидаемую производительность. Система оптимизации батареи PCS (B.O.S.) уравновешивает комплекты литиевых батарей во время зарядки, разрядки и в состоянии покоя, чтобы оптимизировать время работы. B.O.S — единственная система на рынке, которая активно балансирует последовательно соединенные батареи.

• PCS предлагает полную линейку самых точных литиевых батарейных манометров на рынке. Наши индикаторы уровня заряда батареи включают в себя приложение ProView® Link или DeltaView® Link.

• Некоторые модели отображают состояние заряда (SoC) с помощью светодиодных индикаторов и приложения. Другие отображают не только SoC, но и состояние работоспособности (SoH), возможность отслеживания ампер-часов и отчеты о времени работы машины.

Если у вас есть вопросы о возможностях зарядки литиевых аккумуляторов Pro Charging Systems, свяжитесь с нами при первой же возможности. Мы с нетерпением ждем вашего ответа!

Что такое технология литиевых батарей?

Литиевые батареи

отличаются от батарей другого химического состава из-за их высокой плотности энергии и низкой стоимости цикла. Однако «литиевая батарея» — термин неоднозначный. Существует около шести общих химических составов литиевых батарей, каждая из которых имеет свои уникальные преимущества и недостатки.Для возобновляемых источников энергии преобладающим химическим составом является фосфат лития-железа (LiFePO4). Этот химический состав обладает превосходной безопасностью, высокой термической стабильностью, высокими номинальными токами, длительным сроком службы и устойчивостью к неправильному обращению.

Литий-железо-фосфат (LiFePO4) — это чрезвычайно стабильный химический состав лития по сравнению почти со всеми другими химическими соединениями лития. Аккумуляторная батарея изготовлена ​​из естественно безопасного катодного материала (фосфата железа). По сравнению с другими химическими составами лития фосфат железа способствует прочной молекулярной связи, которая выдерживает экстремальные условия зарядки, продлевает срок службы и поддерживает химическую целостность в течение многих циклов.Это то, что придает этим батареям отличную термическую стабильность, длительный срок службы и устойчивость к неправильному обращению. Батареи LiFePO4 не склонны к перегреву, они не склонны к «тепловому неуправлению» и, следовательно, не перегреваются и не воспламеняются при неправильном обращении или суровых условиях окружающей среды.

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов и аккумуляторов другого химического состава, литиевые аккумуляторы не выделяют опасных газов, таких как водород и кислород. Также нет опасности воздействия едких электролитов, таких как серная кислота или гидроксид калия.В большинстве случаев эти батареи можно хранить в закрытых помещениях без риска взрыва, и правильно спроектированная система не требует активного охлаждения или вентиляции.

Литиевые батареи

представляют собой сборку, состоящую из множества ячеек, таких как свинцово-кислотные батареи и многие другие типы батарей. Свинцово-кислотные батареи имеют номинальное напряжение 2 В на элемент, а элементы литиевых батарей имеют номинальное напряжение 3,2 В. Таким образом, чтобы получить аккумулятор на 12 В, как правило, у вас будет четыре последовательно соединенных элемента.Это сделает номинальное напряжение LiFePO4 12,8 В. Восемь ячеек, соединенных последовательно, образуют батарею 24 В с номинальным напряжением 25,6 В, а шестнадцать последовательно соединенных ячеек образуют батарею 48 В с номинальным напряжением 51,2 В. Эти напряжения очень хорошо работают с вашими типичными инверторами на 12, 24 и 48 В.

Литиевые батареи

часто используются для непосредственной замены свинцово-кислотных аккумуляторов, поскольку они имеют очень близкие зарядные напряжения. Четырехэлементная батарея LiFePO4 (12,8 В) обычно имеет максимальное напряжение заряда 14.4-14,6 В (в зависимости от рекомендаций производителя). Уникальность литиевых батарей в том, что они не нуждаются в абсорбционном заряде или в поддержании постоянного напряжения в течение значительных периодов времени. Обычно, когда батарея достигает максимального зарядного напряжения, ее больше не нужно заряжать. Разрядные характеристики аккумуляторов LiFePO4 также уникальны. Во время разряда литиевые батареи будут поддерживать гораздо более высокое напряжение, чем свинцово-кислотные батареи обычно под нагрузкой. Литиевая батарея нередко теряет лишь несколько десятых вольта при полном заряде до 75% разряда.Это может затруднить определение того, какая емкость была использована без оборудования для мониторинга батареи.

Существенным преимуществом литиевых аккумуляторов перед свинцово-кислотными аккумуляторами является то, что они не подвержены циклическому дефициту. По сути, это когда батареи не могут быть полностью заряжены до того, как снова разрядятся на следующий день. Это очень большая проблема для свинцово-кислотных аккумуляторов, которая может вызвать значительную деградацию пластин при повторном циклировании таким образом. Аккумуляторы LiFePO4 не требуют регулярной полной зарядки.Фактически, можно немного увеличить общую продолжительность жизни с помощью небольшой частичной зарядки вместо полной.

Эффективность — очень важный фактор при проектировании солнечных электрических систем. КПД в оба конца (от полного до разряженного и обратно в полный) средней свинцово-кислотной батареи составляет около 80%. Другая химия может быть еще хуже. Энергоэффективность литий-железо-фосфатной батареи в оба конца составляет более 95-98%. Уже одно это является значительным улучшением для систем, в которых зимой не хватает солнечной энергии, экономия топлива за счет зарядки генератора может быть огромной.Стадия абсорбционного заряда свинцово-кислотных аккумуляторов особенно неэффективна, в результате чего КПД составляет 50% или даже меньше. Учитывая, что литиевые батареи не поглощают заряд, время зарядки от полностью разряженного до полностью полного заряда может составлять всего два часа. Также важно отметить, что литиевая батарея может практически полностью разрядиться без значительных побочных эффектов. Однако важно следить за тем, чтобы отдельные элементы не разряжались слишком сильно. Это задача интегрированной системы управления батареями (BMS).

Безопасность и надежность литиевых батарей — большая проблема, поэтому все сборки должны иметь интегрированную систему управления батареями (BMS). BMS — это система, которая контролирует, оценивает, уравновешивает и защищает ячейки от работы за пределами «безопасной рабочей зоны». BMS является важным компонентом безопасности системы литиевых батарей, контролируя и защищая элементы внутри батареи от перегрузки по току, пониженного / повышенного напряжения, пониженной / повышенной температуры и т. Д. Ячейка LiFePO4 будет безвозвратно повреждена, если ее напряжение упадет ниже 2.5 В, он также будет необратимо поврежден, если напряжение элемента увеличится до более чем 4,2 В. BMS контролирует каждую ячейку и предотвращает повреждение ячеек в случае пониженного / повышенного напряжения.

Другой важной обязанностью BMS является балансировка батареи во время зарядки, гарантирующая, что все элементы будут полностью заряжены без перезарядки. Ячейки батареи LiFePO4 не будут автоматически сбалансированы в конце цикла зарядки. Есть небольшие вариации в импедансе ячеек, поэтому ни одна ячейка не идентична на 100%.Следовательно, при циклическом включении некоторые элементы будут полностью заряжены или разряжены раньше, чем другие. Разница между ячейками со временем значительно увеличится, если ячейки не сбалансированы.

В свинцово-кислотных аккумуляторах ток будет продолжать течь, даже когда одна или несколько ячеек полностью заряжены. Это результат электролиза внутри батареи, когда вода расщепляется на водород и кислород. Этот ток помогает полностью заряжать другие ячейки, естественным образом уравновешивая заряд всех ячеек.Однако полностью заряженный литиевый элемент будет иметь очень высокое сопротивление и будет течь очень небольшой ток. Поэтому отстающие элементы не будут полностью заряжены. Во время балансировки BMS будет прикладывать небольшую нагрузку к полностью заряженным элементам, предотвращая их перезарядку и позволяя другим элементам наверстать упущенное.

Литиевые батареи

обладают множеством преимуществ по сравнению с батареями другого химического состава. Они представляют собой безопасное и надежное решение для аккумуляторов, не опасаясь теплового разгона и / или катастрофического расплавления, что является значительной вероятностью для других типов литиевых аккумуляторов.Эти батареи предлагают чрезвычайно длительный срок службы, причем некоторые производители даже гарантируют, что батареи выдерживают до 10 000 циклов. Благодаря высокой скорости разряда и перезарядки, превышающей C / 2 в непрерывном режиме, и КПД в оба конца до 98%, неудивительно, что эти батареи набирают обороты в отрасли. Литий-железный фосфат (LiFePO4) — идеальное решение для хранения энергии.

Литий-ионные батареи: полное руководство

Батареи

— это наш запас энергии, по крайней мере, это обещание, которое они выполняют.Аккумуляторы дают нам возможность пользоваться электричеством в небольшой портативной удобной форме. Единственная проблема в том, что большинство аккумуляторов очень быстро разряжаются, если у вас нет специального зарядного устройства, они превращаются в мусор. Ваш кошелек и окружающая среда терпят поражение. Вы не поверите, но мы выбрасываем миллиарды батарей каждый год по всему миру. Перезаряжаемые батареи определенно могут иметь значение, а в лучших перезаряжаемых батареях используется технология, известная как Lithium Ion .

Скорее всего, ваш ноутбук, мобильный телефон или даже музыкальное устройство используют литий-ионные аккумуляторы.Литий-ионные батареи получили широкое распространение с начала 90-х годов, но химический состав этих батарей был изобретен американским химиком Гилбертом Льюисом (1875-1946) в 1912 году.

Это все очень интересные вещи, но как они работают? Давайте подробнее рассмотрим ниже.

Обычные проблемы с аккумулятором

Если вы плохо разбираетесь в батареях, могу сказать, что это в основном канистры с химическими экспериментами. Если подключить два конца батареи к фонарику, начнутся химические реакции.

Химические вещества внутри батарей будут систематически расщепляться и соединяться с другими химическими веществами, в результате чего образуются ионы (положительно заряженные частицы) и электроны (отрицательно заряженные частицы).

Ионы движутся через батареи, а электроны движутся по цепям, к которым подключена батарея. Это обеспечивает электрическую энергию, заставляя ваш фонарик загораться. Единственная проблема с такими батареями заключается в том, что существует одна единственная реакция, и они могут работать только в одном направлении.Это основная причина, по которой вы не можете зарядить обычную батарею AA.

Обратимые реакции = аккумуляторы

В аккумуляторных батареях

используются различные химические вещества, которые расщепляются по-разному, чем в обычных батареях. Основное отличие: в аккумуляторных батареях используются обратимые химические реакции.

Когда батарея используется, реакции идут в одну сторону, высвобождая энергию, когда батарея поглощает энергию, реакции движутся в противоположном направлении.

Химические реакции в аккумуляторных батареях могут происходить сотни раз и в обоих направлениях, что обычно может дать вам от 2 до 10 лет срока службы батареи. (Это зависит от того, насколько хорошо вы заботитесь о своей батарее, и от того, насколько она используется).

Как работают литий-ионные батареи?

Как и любая другая батарея на рынке, литий-ионные батареи состоят из отсеков, вырабатывающих энергию, также известных как элементы.

Каждая ячейка состоит из трех компонентов: отрицательного электрода (подключается к отрицательной клемме (-)), положительного электрода (подключается к положительной клемме (+)) и электролита, представляющего собой химическое вещество. между двумя электродами.

Положительно заряженный электрод обычно изготавливается из соединения, известного как оксид лития-кобальта или LiCoO2. В более новых батареях вы можете найти положительный электрод из фосфата лития-железа или LiFePO4.

Отрицательно заряженный электрод обычно изготавливается из графита (углерода), и используемый электролит часто меняется от одного типа батареи к другому.Честно говоря, это не так уж важно, когда дело доходит до понимания того, как работают литиевые батареи.

Большинство литий-ионных батарей работают одинаково. Когда батарея заряжается, положительный электрод или оксид лития-кобальта отдает часть своих ионов лития, которые проходят через электролит к графиту или отрицательному электроду и остаются там.

Во время этого процесса батареи забирают и накапливают энергию. Когда батарея разряжается, ионы возвращаются к положительному электроду через электролит, который производит энергию для питания батареи.

При зарядке и разрядке электроны движутся в противоположных направлениях от ионов по внешней цепи. Электролит не переносит электроны, он фактически считается изолятором или барьером для электронов.

Поскольку ионы движутся через электролит, а электроны движутся в противоположном направлении по внешней цепи, крайне важно, чтобы оба работали в тандеме. Если один из этих процессов останавливается, останавливается и другой.

Если ионы не проходят через электролит, электроны не могут перемещаться по внешней цепи, это может вызвать потерю мощности.Это также происходит, когда вы выключаете объект с батарейным питанием. Электронный поток останавливается, и ионы перестают течь. Это по существу останавливает разрядку аккумулятора с высокой скоростью, но не полностью.

Даже если объект с питанием от батареи отключен от сети, батарея все равно медленно разряжается. Батареи имеют тенденцию терять заряд, если они простаивают в течение длительного времени без использования.

В отличие от обычных батарей, литиевые батареи имеют встроенные электронные контроллеры, которые регулируют зарядку и разрядку.Это может предотвратить перегрев и перезарядку, что может привести к взрыву литий-ионных батарей в определенных ситуациях.

Будущее литиевых аккумуляторов для гольф-каров?

Литий-ионные батареи

завоевывают рынок гольф-каров с 2018 года, и, честно говоря, мы не удивлены. Теперь EZGO, Yamaha и Club Car предлагают свои новые тележки, оснащенные литиевыми батареями.

Конечно, вы все еще можете приобрести любую из их моделей с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, вы заметите, что они постепенно выводятся из употребления, возможно, в ближайшие годы они устареют.

Итак, стоит ли переходить на литий? Что делает эти батареи лучше старых свинцово-кислотных аккумуляторов, которые работали годами? К сожалению, не все батареи созданы равными, и в этом разделе мы постараемся объяснить, почему литиевые батареи — это будущее энергии для гольф-каров.

Что делает литиевые батареи для гольф-карт такими замечательными?

В этом разделе мы объясним вам 5 основных причин, по которым вам следует рассмотреть литий-ионные аккумуляторы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами.

1. Литий-ионные батареи заряжаются намного быстрее

Первое, что стоит коснуться — это скорость зарядки. Литий-ионный аккумулятор будет заряжаться намного быстрее, чем традиционные аккумуляторы. Например, традиционные свинцово-кислотные батареи потребуют полной 8-часовой зарядки после полной разрядки.

Литий-ионные батареи

заряжают почти 80% батареи за 1 час и могут полностью зарядиться за 3 часа.

2. Литий-ионные батареи служат дольше Литий-ионные батареи

прослужат вам намного дольше, чем традиционные свинцово-кислотные.Химический состав литий-ионных аккумуляторов допускает большее количество циклов зарядки.

Вы можете заметить, что ваша литий-ионная батарея проходит от 3 до 5 тысяч циклов в течение своей жизни, тогда как ваша традиционная батарея может выдержать максимум 1000 циклов. Это очень важно, если вы спросите меня.

3. Литий-ионные батареи уменьшают общий вес тележек для гольфа Литиевые батареи

очень легкие по сравнению с традиционными батареями. Литий-ионные батареи могут весить от 70 до 80 фунтов.Традиционные свинцово-кислотные батареи могут весить до 330 фунтов!

Если вы переоборудуете свой гольф-мобиль на литий-ионные батареи, вы потенциально можете потерять почти 300 фунтов веса. Это может увеличить дорожный просвет на полдюйма и даже повысить эффективность аккумулятора.

4. Литий-ионные батареи практически не требуют обслуживания!

Если вы думаете, что вам нужно постоянно следить за уровнем воды и постоянно заряжать батареи, подумайте еще раз. Литий-ионные батареи не требуют воды или наполнения, что означает отсутствие коррозии.Это огромный аргумент для большинства предприятий, заведений, отелей и т. Д., Учитывая, что все, что им нужно сделать, — это подключить их бесплатно и начать работу.

Еще одно существенное различие между свинцово-кислотными и L-I — это уменьшение заряда с течением времени. Что произойдет, если вы не прикасаетесь к своей тележке для гольфа или не запускаете ее в течение месяца? Традиционный аккумулятор потеряет почти 35% своего заряда, если оставить его в покое в течение месяца.

Литий-ионный аккумулятор, с другой стороны, теряет всего 3% своего заряда за месяц.Таким образом, вы можете оставить свою полностью заряженную тележку в гараже на год, а батарея все равно будет заряжена на 75%. Довольно удивительный материал.

5. Отсутствие потери мощности с потерей заряда

Если вы используете традиционный свинцово-кислотный аккумулятор, вы, вероятно, заметили, как он может терять заряд, чем больше вы его используете. По мере того, как батареи нагреваются и теряют заряд, мощность тележки и крутящий момент снижаются по мере разряда батареи.

Литий-ионные батареи

работают на полную мощность все время, независимо от того, сколько заряда осталось.Это очень похоже на ваш телефон. Если у вас батарея на 50% или на 2%, этот гольф-мобиль будет иметь такой же крутящий момент и мощность.

Перевод вашего гольфмобиля на литий-ионный

Если вы думаете, что переход с традиционных на литий-ионные аккумуляторы затруднен, вы ошибаетесь, на самом деле это очень просто. Все, что вам нужно сделать, это вытащить старые твердые батареи, вставить новые литий-ионные батареи на 12 В, снова подключить провода, закрепить батареи, и все готово.

Литий-ионные батареи

также имеют тенденцию быть меньше традиционных свинцово-кислотных, поэтому у вас может появиться дополнительное место под сиденьями.

Стоят ли литий-ионные батареи для тележек для гольфа дорого?

Нет никакого способа обойти это, поэтому я просто скажу это. Литий-ионные батареи дороги. Намного дороже? Ну не более того…

Стандартный комплект ионно-литиевых батарей будет стоить от 1100 до 3000 долларов.Конечно, это может показаться большим, но, честно говоря, оно того стоит. Эти батареи прослужат вам намного дольше, потребуют меньше времени на зарядку и уменьшат вес вашей тележки.

Лучшие литий-ионные аккумуляторы для вашей тележки для гольфа

Есть множество крупных компаний, производящих качественные литиевые батареи для гольфмобилей. Выбор из этого огромного выбора может быть трудным, поэтому мы хотели облегчить вам задачу.

Ниже приводится краткий список компаний по производству литий-ионных аккумуляторов, которым мы доверяем и которым UPS и FedEX доверяют свою доставку!

Зарядка и разрядка литий-ионных аккумуляторов

Как следует из названия, литиевые батареи работают за счет движения литий-ионов.Ионы движутся в одном направлении, когда батарея заряжается, и в противоположном — при подаче энергии. Давайте подробнее рассмотрим, как работают эти два процесса.

• При зарядке литий-иона (ЗЕЛЕНЫЕ кружки) текут от положительного электрода (КРАСНЫЙ) к отрицательному электроду (ЧЕРНЫЙ) через электролит (БЕЛЫЙ / СЕРЫЙ) . Электроны текут от положительного электрода к отрицательному, но проходят более длинный путь по внешней цепи.Литий осаждается с отрицательного электрода, где встречаются ионы и электроны.

• Когда ионы перестают течь, аккумулятор заряжен и готов к использованию.

• При разрядке ионы отправляются обратно через электролит от отрицательного электрода к положительному. Электроны также текут во внешней цепи от отрицательного электрода к положительному, питая ваше устройство. Когда электроны и ионы объединяются на положительной клемме, литий осаждается.

• Когда ионы закончат движение назад, источник питания полностью разряжен, и его нужно будет снова зарядить.

Хранение литий-ионных аккумуляторов

На рисунке ниже показано немного подробнее о том, что происходит с аккумулятором. Отрицательный электрод, или графит, изображен черным слева, а положительный электрод, или оксид кобальта, изображен справа красным. Ионы представлены зелеными кружками.

Когда батарея заряжена, литий-ионы упаковываются и хранятся между слоями углерода толщиной в атом, известными как графен, внутри графитового электрода (все ионы переместились влево). Полностью заряженное состояние — это в основном слои ионов лития на графене.

Когда батарея разряжается, ионы лития возвращаются от отрицательного электрода к положительному (слева направо). Когда батарея полностью разряжена, у вас снова есть слои ионов лития, на этот раз уложенные ионов кобальта (красный) и ионов оксида (оранжевый) .Когда батарея заряжается или используется, литий-ионы выстреливают вперед и назад между каждым электродом.

Преимущества литий-ионных батарей

Вообще говоря, литий-ионные батареи намного надежнее, чем батареи более старой технологии, такие как «никель» или никель-кадмиевые.

Вам никогда не придется беспокоиться о литиево-ионных батареях, страдающих от «эффекта памяти». По сути, это проблема, с которой батареи Nicad имеют не полностью разряженные (аккумулятор становится труднее заряжать со временем, если вы не полностью разряжаете батарею) .

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы не содержат кадмия (тяжелого токсичного металла), поэтому можно сказать, что они лучше для окружающей среды, хотя сбрасывать любые пластмассы или металлы на свалки никогда не бывает хорошо.

По сравнению с тяжелыми перезаряжаемыми батареями, такими как автомобильные (свинцово-кислотные), литий-ионные батареи довольно легкие, учитывая количество энергии и мощности, которые они могут хранить.

Таким образом, литий-ионные преимущества включают…

• Простая зарядка, без «эффекта памяти»
• Мощный для легкой батареи
• Не содержат тяжелых токсичных металлов

Недостатки литий-ионных аккумуляторов

Если честно, если я собираюсь объяснить недостатки литиевых батарей, важно понимать, с чем именно я их сравниваю.Если мы говорим об источниках питания для автомобилей, то их следует сравнивать с бензиновыми, а не с другими типами аккумуляторов.

Несмотря на то, что за эти годы мы сделали несколько сумасшедших достижений, килограмм на килограмм, батареи способны хранить лишь небольшую часть энергии, производимой газом. Чтобы быть более конкретным, батареи имеют гораздо более низкую плотность энергии, иначе говоря, они хранят меньше энергии на каждую единицу веса.

Вы также можете использовать это, чтобы аргументировать тот факт, что заправка бензобака занимает минуты, а зарядка аккумулятора — часы.

Не поймите меня неправильно, эти незначительные недостатки уравновешиваются такими преимуществами, как нулевое загрязнение воздуха (отсутствие выбросов из выхлопной трубы или выхлопной трубы) и гораздо большая экономия топлива.

Давайте на мгновение оставим в стороне автомобили и рассмотрим проблемы, которые могут возникнуть при использовании литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные проблемы

Первая и, вероятно, самая большая проблема литий-ионных аккумуляторов — это их безопасность. Литиевые батареи имеют тенденцию загораться при возникновении внутренней неисправности (короткого замыкания) или при перезарядке.В обоих случаях это то, что считается «тепловым разгоном», которое в конечном итоге приводит к взрыву батареи или, по крайней мере, к возгоранию.

Если литий-ионные батареи не вентилируются должным образом, они могут разбухнуть от газа, как показано выше.

Вы можете легко решить эту проблему, установив CID или устройство прерывания тока, которое представляет собой внутренний прерыватель цепи, предназначенный для отключения тока, заряжающего аккумулятор, если напряжение достигает максимальной точки или если внутренняя температура становится слишком высокой.

Несомненно, опасения остаются, и в 2016 году ИКАО (Международная организация гражданской авиации) запретила перевозку литиевых батарей на самолетах, перевозящих пассажиров, из-за потенциальных опасностей.

Да. Литий-ионные аккумуляторы на протяжении многих лет привлекают к себе пристальное внимание, когда в самолетах и ​​электромобилях вспыхивают пожары, но вы должны помнить, насколько мало этого на самом деле происходит, учитывая, насколько распространена эта технология на самом деле. Литий-ионные батареи есть во всем, от телефонов до ноутбуков и других портативных устройств.

Опять же, да, при использовании литий-ионных аккумуляторов существует риск возгорания, но бензин в автомобилях загорается намного чаще, что вызывает настоящие взрывы! Откровенно говоря, возгорание — это не новая проблема, вызванная только литий-ионными аккумуляторами.

Как решить эту проблему? Что ж, согласно Ionic Materials, у них может быть решение. Использование огнестойких полимеров вместо легковоспламеняющихся электролитов, которые обычно содержатся в литий-ионных батареях.

Другой вариант, предложенный Джоном Гуденафом, химиком, стоящим за распространением литий-ионных батарей в мире, предполагает использование «легированного» стекла (сделанного электропроводящим) в качестве электролита.Думаю, только время покажет, вытеснит ли один из этих вариантов или что-то еще полностью литий-ионную батарею с пьедестала почета лучших аккумуляторных батарей в мире.

Итак, к недостаткам литиевых батарей можно отнести…

• Доля мощности на единицу веса по сравнению с газом
• Возможность возгорания или взрыва при перезарядке или перегреве
• Зарядка может занять несколько часов

Кто изобрел литий-ионные батареи?

В 1970 году в Оксфордском университете были официально представлены полезные и удобные литий-ионные блоки питания.

Джон Гуденаф и его удивительные коллеги Коити Мидзусима, Фил Джонс и Фил Уайзман опубликовали свое исследование в 1980 году, которое было превращено в коммерческую технологию известной компанией Sony, которая принесла миру первые литий-ионные аккумуляторы. аккумулятор в начале 90-х.

С тех пор эта технология стала чрезвычайно распространенной, поскольку мы производим около 5 миллиардов в год, большая часть из которых поступает из Китая. В прошлом году (2019) Джон Гуденаф и его коллеги Акира Йошино и Стэнли Уиттингем разделили Нобелевскую премию по химии за свои новаторские технологии.

Заключение

Литий-ионные батареи

— это технология, которая существует, используется и будет только улучшаться в будущем.

Выше вы узнали, что литиевые батареи являются наиболее распространенными перезаряжаемыми батареями на рынке. Они обеспечивают достаточную мощность для портативных устройств, тележек для гольфа и даже электромобилей.

Вы узнали, как работают литий-ионные батареи, а также как они разряжаются и заряжаются. Вы также узнали о преимуществах и недостатках литиевых батарей, например о том, насколько легко их заряжать и насколько они могут быть легкими с учетом производимой ими энергии.

Мы также объяснили проблемы, с которыми вы можете столкнуться с ионно-литиевым аккумулятором, такие как перегрев и возможные взрывы.

Я надеюсь, что эта статья дала вам лучшее представление о том, как работают литиевые батареи, и почему их технология является такой важной частью нашей повседневной жизни.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно литий-ионных аккумуляторов или у вас есть опыт использования литий-ионных аккумуляторов в вашей тележке для гольфа, сообщите нам об этом в комментариях ниже! Спасибо за чтение

Больше отзывов

Новый свет на зарядку литий-ионных аккумуляторов

Исследователи из U.Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США сообщила о новом механизме ускорения зарядки литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. Простое воздействие на катод пучка концентрированного света — например, белого света ксеноновой лампы — сокращает время зарядки аккумулятора в два или более раз. В случае коммерциализации такая технология может изменить правила игры для электромобилей.

Владельцы электромобилей хорошо осведомлены о «беспокойстве по поводу запаса хода», поскольку уровень заряда низкий или ближайшая зарядная станция кажется слишком удаленной.Быстрая зарядка остается важной проблемой, если такие автомобили когда-либо захватят большой сегмент транспортного рынка. Зарядка пустого электромобиля обычно занимает около восьми часов.

«Мы хотели значительно сократить эту зарядовую реакцию, не повреждая электроды из-за повышенного протекания тока». — Кристофер Джонсон, заслуженный научный сотрудник Аргонны

В настоящее время существуют специальные станции наддува, которые обеспечивают сверхбыструю зарядку электромобилей за счет подачи гораздо более высокого тока к батарее.Однако пропускание слишком большого тока за слишком короткое время снижает производительность батареи.

Обычно литий-ионные аккумуляторы для транспортных средств медленно заряжаются для достижения полной электрохимической реакции. Эта реакция включает удаление лития с оксидного катода и введение его в графитовый анод.

«Мы хотели значительно сократить эту зарядовую реакцию, не повреждая электроды из-за повышенного протекания тока», — сказал Кристофер Джонсон, заслуженный научный сотрудник Аргонны и руководитель группы химических наук и инженерии.

Современные литий-ионные аккумуляторы работают в темноте, а электроды помещены в корпус. В фотоусилителе Argonne будет использоваться прозрачный контейнер, который позволяет концентрированному свету освещать электроды батареи во время зарядки.

Чтобы исследовать процесс зарядки, группа исследователей создала небольшие литий-ионные элементы («монетные элементы») с прозрачными кварцевыми окнами. Затем они проверили эти элементы с белым светом, проходящим через окно на катод, и без него.

«Мы предположили, что во время зарядки белый свет будет благоприятно взаимодействовать с типичным материалом катода, и это подтвердилось в наших испытаниях элементов», — сказал Джонсон. Этот катодный материал представляет собой оксид лития-марганца, сокращенно LiMn ₂ O ₄ (LMO).

Ключевым ингредиентом этой благоприятной реакции является взаимодействие света с LMO, полупроводниковым материалом, который, как известно, взаимодействует со светом. Поглощая фотоны света во время зарядки, элемент марганец в LMO меняет свое зарядовое состояние с трехвалентного на четырехвалентный (Mn ³⁺ на Mn ⁴⁺ ).В ответ ионы лития выбрасываются из катода быстрее, чем это произошло бы без процесса фотонного возбуждения.

Это условие ускоряет реакцию батареи. Команда обнаружила, что более быстрая реакция привела к более быстрой зарядке без снижения производительности батареи или срока службы. «Наши тесты батарей показали двукратное сокращение времени зарядки при включенном свете», — сказал Джонсон.

Исследовательская группа выполнила эту работу в рамках Центра электрохимической энергетики (CEES), исследовательского центра DOE Energy Frontier (EFRC), возглавляемого Аргонном.

«Это исследование является прекрасным примером того, как цель CEES по пониманию электродных процессов в литий-ионных батареях обеспечивает решающий прогресс, влияющий на технологии», — сказал Пол Фентер, директор CEES и старший физик отдела химических наук и инженерии. «Это символ трансформирующего воздействия, которого может достичь программа EFRC».

Джонсон добавил: «Это первое в своем роде открытие, в котором технологии света и аккумуляторов объединены, и это пересечение является хорошим предзнаменованием для будущего инновационных концепций зарядки аккумуляторов.”

Управление автомобильных технологий Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США определило быструю зарядку как важнейшую проблему в обеспечении массового внедрения электромобилей с целью 15-минутного использования. время перезарядки, и это исследование может стать ключом к тому, чтобы сделать это возможным.

Это исследование появилось в Nature Communications , под названием «Фотоускоренная быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов». Помимо Джонсона, другие участники Аргонны — Анна Ли, Мартон Вёрёш, Уэсли М.Доуз, Йенс Никлас, Олег Полуэктов, Ричард Д. Шаллер, Хаким Иддир, Виктор А. Марони, Юндж Ли, Брайан Ингрэм и Ларри А. Кертисс.

Это исследование финансировалось Управлением фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США и частично проводилось в Центре наноразмерных материалов, учреждении для пользователей Управления науки Министерства энергетики США.

Можно ли использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?

Привет, ребята,

Вопрос, который мы недавно получили от наших клиентов, заключается в том, можно ли заряжать LiFePO4 аккумуляторы с помощью свинцово-кислотного зарядного устройства.

Ниже вы найдете ответ, почему этого не следует делать. Простой ответ: это ВОЗМОЖНО, но вы должны быть ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНЫ и РИСКУЮТ срок службы батареи.

Литиевая батарея LiFePO4 на 12 В, полностью заряженная до 100%, будет поддерживать напряжение около 13,3–13,4 В. Его свинцово-кислотный двоюродный брат будет примерно 12,6–12,7 В. Литиевая батарея при 20% емкости будет выдерживать напряжение около 13 В, ее свинцово-кислотная родственница будет около 11,8 В при той же емкости. Как видите, мы играем с очень узким диапазоном напряжения для лития, меньше 0.5 В более 80% мощности.

Зарядное устройство для лития LiFePO4 — это устройство ограничения напряжения, которое имеет сходство со свинцово-кислотной системой. Отличия от литий-ионных аккумуляторов заключаются в более высоком напряжении на элемент, более жестких допусках по напряжению и отсутствии непрерывного или плавающего заряда при полной зарядке. В то время как свинцово-кислотный предлагает некоторую гибкость с точки зрения отключения напряжения, производители элементов LiFePO4 очень строго подходят к правильной настройке, потому что литий-ионные аккумуляторы не могут выдерживать перезаряд. Так называемого чудо-зарядного устройства, обещающего продлить срок службы батареи и получить дополнительную емкость с помощью импульсов и других уловок, не существует.LiFePO4 — это «чистая» система, которая берет только то, что может поглотить.

Литиевые зарядные устройства основаны на алгоритме заряда CV / CC (постоянное напряжение / постоянный ток). Зарядное устройство ограничивает величину тока до предварительно установленного уровня, пока аккумулятор не достигнет предварительно установленного уровня напряжения. Затем ток уменьшается по мере того, как аккумулятор полностью заряжается. Эта система обеспечивает быструю зарядку без риска перезарядки и подходит для литий-ионных и других типов аккумуляторов.

Пример двухэтапного алгоритма зарядного устройства для литиевых батарей

Как видно из приведенного выше графика заряда, литиевая батарея имеет резкое повышение напряжения в самом конце цикла зарядки.На этом этапе зарядный ток очень быстро падает, а затем зарядное устройство переключается в режим питания.

Большинство свинцово-кислотных интеллектуальных зарядных устройств в наши дни имеют особые алгоритмы зарядки, подходящие для залитых / AGM / гелевых аккумуляторов, которые обычно требуют трехэтапного процесса зарядки: объемный / абсорбционный / плавающий. Когда зарядное устройство переходит в объемное состояние, оно обычно заряжает свинцово-кислотный аккумулятор полным током примерно до 80% емкости. В этот момент зарядное устройство перейдет в стадию абсорбции.

Типичный алгоритм свинцово-кислотного зарядного устройства

На этой фазе зарядки зарядное устройство будет поддерживать максимальное напряжение для выбранной батареи и заряжать батарею пониженным током, поскольку внутреннее сопротивление батареи не может принять ток заряда при максимальная мощность. Как только ток снизится примерно до ≤10% от общей мощности зарядного устройства, он перейдет в плавающее состояние. Стадия абсорбции также зависит от времени, если зарядное устройство все еще находится в фазе абсорбции через 4 часа, зарядное устройство автоматически перейдет в стадию поплавка.Обычно это происходит, если размер зарядного устройства меньше размера для аккумуляторной батареи, или если в системе работают нагрузки, которые не позволяют зарядному устройству снизить ток ниже точки перехода.

Большинство, если не все свинцово-кислотные зарядные устройства имеют режим выравнивания. На некоторых зарядных устройствах этот режим может быть автоматическим, и его нельзя отключить. Литиевые батареи не требуют выравнивания напряжения. Применение выравнивающего заряда 15 В + к литиевой батарее приведет к необратимому повреждению элементов.

Другая функция свинцово-кислотных зарядных устройств — это возврат к основному напряжению.Напряжение полностью полностью заряженных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет около 12,7 В. Когда зарядное устройство находится в плавающем режиме, оно будет поддерживать заданное напряжение батареи (обычно в пределах 13,3-13,8 В в зависимости от типа батареи), а также поддерживать любые нагрузки, работающие в это время. Если нагрузка превысит максимальную выходную мощность зарядного устройства в плавающем режиме, то напряжение аккумулятора начнет снижаться. Как только напряжение достигнет значения «возврат к основному», зарядное устройство начнет новый цикл зарядки и начнет повторную зарядку аккумулятора.

Напряжение «возврата к накоплению» в свинцово-кислотных зарядных устройствах обычно равно 12.5-12,7в. Это напряжение для литиевой батареи слишком низкое. При этом напряжении литиевая батарея будет разряжена примерно до 10-15% уровня заряда. Алгоритмы заряда лития обычно устанавливают возврат к основному напряжению 13,1-13,2 В. Это еще одна причина того, что стандартное свинцово-кислотное зарядное устройство не подходит для литиевых батарей.

Некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства «опрашивают» аккумулятор при запуске, чтобы определить напряжение / сопротивление аккумулятора. На основе информации о возврате зарядное устройство затем определяет, с какой фазы зарядки начать.Поскольку литий будет удерживать напряжение выше 13 + В, некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства будут рассматривать это как почти полную батарею и переходить в плавающую стадию и полностью обходить стадию зарядки.

Если вы хотите использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи, вы можете, ОДНАКО, вы НЕ должны использовать свинцово-кислотное зарядное устройство, если оно имеет автоматический «режим выравнивания», который нельзя отключить постоянно. Свинцово-кислотное зарядное устройство, которое можно настроить на зарядку не выше 14,6 В, можно использовать для обычной зарядки, а затем ДОЛЖНО быть отключено после полной зарядки аккумулятора.ЗАПРЕЩАЕТСЯ оставлять подключенным свинцово-кислотное зарядное устройство для обслуживания или хранения аккумулятора, потому что большинство из них НЕ будет поддерживать надлежащий алгоритм заряда литиевых аккумуляторов, и это приведет к повреждению аккумулятора, и это не покрывается гарантией аккумулятора.

В конечном счете, использование зарядного устройства с особым алгоритмом зарядки литиевых батарей — лучший вариант для максимальной производительности и срока службы любой литиевой батареи.

Источник: Enerdrive.