Зарядка литиевого аккумулятора: Зарядка литиевых аккумуляторов китайскими модулями

Обзор недорогой зарядки для Li-Ion-аккумуляторов Basen BC2

Если вы хотите купить недорогое и надежное зарядное устройство с Aliexpress, то скорее всего вы купите какую-то модель от Liitokala.  Это будет совершено оправданный выбор — литокаловские зарядки заряжают как литий-ионные аккумуляторы, так и обиходные АА\ААА никели.  Но вдруг вам припрет купить ЗУ для двух li-ion аккумуляторов за минимальную цену? Или вам надо заряжать одновременно два 21700 аккумулятора, и опять-таки вы не хотите тратиться на XTAR или Liitokala-402 (в отличии от 1- и 4-слотовых, двуслотовая литокала по каким-то причудам производителя не вмещает в себя 2170).

И вот тут-то на передний план выходит Basen.  Вроде бы и не подвал, с какими-то промоматериалами и неплохим внешним видом. Но все же, если смотреть на вещи объективно, вообще не известный бренд. Лиитокала настолько цветет и пахнет, что реально задавила все другие бюджетные модели. Кто сейчас вспомнит тот же miller?  

Как бы то ни было, коротко расскажу вам, что стоит ждать от этого бюджетного ЗУ с Алиэкспресс. 

купить Basen BC-2 можно на Aliexpress

но, забегу вперед, лучше купить Liitokala Lii 202

 связанные тексты:

 

 

 

 

 

Упаковка и внешний вид

 зарядка упакована в оранжевый блистер, к комплекте идет micro-USB кабель.  При желании можно доплатить и взять комплект с БП

 

Само зарядное устройство выглядит предельно просто. Черный прямоугольник с двумя отсеками и разъёмом micro-USB входа.  Той же литокале внешне уступает, но настолько же и превосходит откровенно беспородные дешевые зарядки. 

Дефектов литья и всяких зазоров нет, чисто внешне все хотя бы аккуратно.

Что самое главное — в ЗУ влезают 21700 аккумуляторы. Да, самые бюджетные, плоскоголовые литокалы. Но влезают!

Если же вам надо заряжать какие-то длинные Li-Ion аккумуляторы, например защищенные 21700, то вам стоит обратить внимание на Xtar SC1 или вот такую вот магнитную зарядку с «усами». 

 

С обратной стороны продублированы основные ТТХ

 

Зарядка

Производитель обещает реанимацию сверхразряженных аккумуляторов. У меня нет желания калечить имеющие в наличии нормально заряженные аккумы, глубокий разряд им на пользу не пойдет.  

 

А вот обычный заряд я оценить смог.  Вот график для одного аккумулятора.  Вполне нормально. 1А с постепенным падением тока зарядки по мере приближения к полному заряду.

и то же самое для двух аккумуляторов. 

Индикация процесса зарядки простейшая, красно зеленая. 

Производитель обещает 0.25\0.5\1А ток, но нигде нет варианты его выбрать — он настраивается автоматически. 

 

Общие впечатления

 

Если откровенно, я не вижу каких-то явных причин покупать это зарядное устройство, кроме одной — вам очень надо уложиться в минимальный бюджет и купить что-то, что будет выглядит не откровенным подвалом.  Для перепродажи то есть, скорее всего. 

 

Ну да, заряжать-то это ЗУ заряжает. Вот только, есть крохотный недозаряд, напряжение в моем случае тормозилось где-то на 4.18в. Справедливости ради, выраженной в mah разницей тут можно пренебречь и это всяк лучше перезаряда.

Вот только вы не можете выбрать ток, а значит для 14500\16340 эта зарядка будет малоподходящая, 1А для 600-700mah аккумуляторов будет избыточен. 

А для тех же 21700 1А будет небольшим током, что выльется в долгий процесс зарядки.  И тут оправданно брать специализированную быструю зарядку, которая будет стоить лишь символически больше. 

Зарядка не видит Ni-MH аккумуляторы, как та же любая Liitokala. 

 

И выходит что-то отровенно посредственное.  Для мелких акков скорее вредное, для 21700 — медленное. Для того чтобы держать дома — слишком однобокое ввиду невозможности заряжать литий.  

Опять-таки, индикация процесса зарядки примитивная, у вас нет никакой возможности хотя бы приблизительно узнать сколько еще осталось.  Та же 4 сегментная индикация литокалы такую возможность дает.    

  

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 🙂

Зарядное устройство для литиевых АКБ

Литий-ионные аккумуляторы стали популярными в последнее время. Они способы поддерживать длительную зарядку у телефонов, плееров, ноутбуков и другой техники. Изобрели аккумулятор Li-ion в Японии. Впервые на рынок товары с таким типом питания выпустила компания Sony.

На рисунке отображена принципиальная схема зарядного устройства для литиевых АКБ. Основные этапы изготовления довольно просты. Однако этот девайс будет способен восстанавливать заряд аккумулятора самостоятельно.

Вся идея базируется на паре микросхем. В работе понадобятся интегральные -стабилизаторы 317 и 431. LM317 в данном случае служит источником тока, данную деталь берём в корпусе TO-220 и обязательно устанавливаем на теплоотвод с применением термопасты. Регулятор напряжения ТL 431 выпускает компания Тexas Instruments. Его можно встретить в корпусах TO-92, SOT-25 и других.

Входное напряжение должно уложиться в интервал от 9 до 20 V. Выходное напряжение с помощью достроечного резистора 22 кОм устанавливают на значении в 4,2 V.

Светодиоды D1 и D2 можно выбрать любого цвета. В описываемом примере LED1 соответствует красному прямоугольному (2,5 мм и 2,5 милиКандел), а LED2 – трехмиллиметровому зеленому диффузионному (40-80 милиКандел). Если готовую плату не будут помещать в корпус, то подойдут и smd-светодиоды.

Рекомендуемая мощность резистора R2 должна составлять более 2 Ватт, а для R5 достаточно будет 1 Ватта. Показатели других варьируются в промежутке от 0,125 до 0,2 W.

Тип переменного резистора на 22 кОм должен соответствовать СП5-2 (зарубежный аналог 3296 W). Используя его можно добиться точно регулировки сопротивления. Подстройка осуществляется с помощью червяной пары, которая похожа на бронзовый болт.

Изменения вольтажа хорошо видны на фотографии. Аккумулятор мобильного телефона показывает 3,7 V до зарядки и 4,2 V – после нее.

Печатная плата

Печатную плату можно найти в двух вариантах. Сделать самостоятельно каждый из них не трудно с помощью инструкции в архиве.

Скачать АРХИВ

Для зарядного устройства подойдет печатная плата 5х2,5 см. Необходимо оставить немного пространства для креплений с каждого бока.

Принцип работы заряда

С помощью постоянного тока происходит зарядка аккумулятора. Сначала аккумулятор заряжается постоянных током, который определяется сопротивление резистора R5, при стандартном номинале 11 Ом он будет примерно  100 мА. Когда напряжение в источнике энергии составит 4,15-4,2 V, то питание происходит постоянным током. При снижении тока зарядки до минимума, светодиод D1 отключается.

Для зарядки Li-ion необходимо стандартное напряжение в 4,2 V. Это значение устанавливают вольтметром на выходе схемы без нагрузки. Тогда будет происходить полная зарядка аккумулятора. При снижении напряжения на 0,05-0,1 V, зарядка будет производиться не до конца, но так Li-ion будет дольше служить.

Etxt

---

 

igorkov.org — Эксплуатация литиевых аккумуляторов

Эксплуатация литиевых аккумуляторов

Содержание

1. Введение
2. Первый заряд
3. Тренировка
4. Нереальные емкости
5. Заряд
6. Разряд
7. Хранение
8. Ссылки

Введение

Статья-заметка, включающая в себя некоторые особенности эксплуатации литиевых аккумуляторов. Включает в себя описание нескольких мифов про данный тип аккумуляторов и особенности основных этапов эксплуатации, которые помогут продлить их жизнь.

Первый заряд

Миф: После покупки нового устройства аккумулятор требуется заряжать минимум 3-5-10 часов.

Откуда пошел этот миф мне неизвестно. По факту зарядное устройство любой литиевый аккумулятор заряжает за определенный промежуток времени, а затем отключается. То есть если мы оставляем аккумулятор заряжаться N-часов, то он заряжается за 2 часа, а затем N-2 часов зарядка просто отключена. Еще стоит сказать, что новый аккумулятор должен поставляться с уровнем заряда 30-50%. То есть, если Вы покупаете телефон, а он с разряженным в ноль аккумулятором (вообще не реагирует), советую Вам задуматься. В большинстве случаев, аккумулятор нормально зарядится и будет работать, вот велик шанс, что Вы на новом устройстве получите аккумулятор с емкостью 80% от номинала.

Но особенно непонятным для меня остается подобная рекомендация от производителей техники. К примеру, ниже есть выдержка из инструкции к электроинструменту AEG. Мало того, что рекомендуют заряжать долго, так еще и заявляют, что емкость наберется только через несколько циклов заряд-разряд. Такое ощущение, что первая половина рекомендаций перекочевала из инструкции от версии инструмента с Ni-Cd аккумулятором, а часть после была дописана при переходе на Li-Ion.

Хотя заряжать устройство дольше положенного первый раз может быть полезно для аккумуляторов, собранных из нескольких последовательных банок. Длительный цикл заряда в данном случае гарантирует то, что аккумулятор будет как следует отбалансирован.

Тренировка

Миф: Новый аккумулятор требуется первые несколько циклов полностью разрядить-зарядить, чтобы он набрал номинальную емкость.

Скорее всего данный миф возник из-за субъективного восприятия времени работы нового устройства. Сами вспомните, вы покупаете новый телефон и по началу активно играетесь с ним, понятное дело что он быстро разряжается. Затем использование устройства постепенно выходит на нормальный уровень, стабилизируется и время работы, причем на некоторой большей величине. Поэтому и имеем ощущение, что аккумулятор потихоньку раскачался.

Реально же, раскачать можно аккумуляторы на основе никеля и свинца, т.к. химические процессы в них частично обратимы. В случае литиевых аккумуляторов обратить, к сожалению, ничего нельзя, можно только замедлить (об этом ниже).

А вообще, за подробностями проходите сюда.

Нереальные емкости

Миф: Маркировки 100500мАч на корпусе аккумулятора.

Не совсем миф, просто факт наличия в продаже усиленных аккумуляторов с вкусными х-ками. Причем прослеживается зависимость: чем ниже стоимость, тем наглее производитель и большие цифры он рисует на теле аккумулятора.

К примеру, такие вот аккумуляторы:

Если посмотреть описание по ссылке, там есть характеристика «actual capacity». Это не опечатка, аккумулятор в реальности имеет емкость в 10 раз ниже заявленной. В данном случае, маркировка — это откровенный обман производителя.

Чтобы понять, какие в настоящий момент возможны максимальные емкости аккумуляторов тех или иных типоразмеров. Если кто-то предлагает аккумулятор в том же размере. Мало того, о качестве аккумуляторов говорит их вес. Конечно, технологии не стоят на месте, но чтобы понять, где в текущий момент ее передовая, достаточно посмотреть, что предлагают крупные производители аккумуляторов (к примеру, Samsung, Panasonic, Sanyo).

В текущий момент максимальную емкость имеют аккумуляторы Panasonic NCR18650B, для них это значение составляет 3400мАч. И даже в этом случае производитель немного лукавит, считая емкость для экстремально широкого диапазона разрядных напряжений: с 4.2В до 2.75В, на таком диапазоне никакая техника обычно не работает, ограничивая разряд либо значением 3.0В, либо вовсе 3.3В (в мобильных телефонах).

Заряд

Любое правильное зарядное устройство для литиевого аккумулятора должно работать по алгоритму CC-CV (Constant Current — Constant Voltage). Это означает, что в начале аккумулятор заряжается постоянным током (обычно не превышающим численное значение емкости аккумулятора). Когда напряжение на нем достигает требуемой величины (4.1, 4.2, 4.35В в зависимости от типа), зарядное устройство должно переходить в режим поддержания напряжения, с этого момента напряжение поддерживается постоянным, а зарядный ток постепенно падает.

Есть еще интересный момент. К примеру, имеем аккумулятор с конечным напряжением заряда 4.2В. Производитель заявляет для него 300 циклов заряд-разряд (т.е. через 300 циклов аккумулятор должен потерять не более 20% емкости). Если мы будем каждый раз заряжать аккумулятор до 4.25В (т.е. чуть перезаряжать, схема защиты аккумулятора при таких перезарядах еще не срабатывает), тогда число циклов уменьшится до 100, а если до 4.15В (т.е. теряя несколько процентов емкости), то число циклов увеличится до 500.

Граница здесь получается довольно маленькой, около 0.05В. Лично мое мнение, это одна из причин, почему в одном сотовом телефоне аккумулятор живет 1-2 года, а в другом потеря емкости начинает ощущаться только после 3-4 лет эксплуатации.

Разряд

Минимально допустимое напряжение при разряде устанавливается производителем аккумулятора. Обычно это значение лежит в пределах 2.5-2.7В. Ниже этого значения в аккумуляторе начинаются необратимые химические процессы, приводящие к необратимой потере емкости. Здесь все индивидуально, какой-то аккумулятор после ухода ниже потеряет 20% емкости, что может быть почти незаметно, а какой-то может потерять все 80%, то есть станет почти непригодным к использованию.

Очень интересен мой собственный опыт восстановления аккумуляторов после глубокого разряда. Имелась выборка из 40 литиевых банок Samsung INR18650 из 2х утопленных аккумуляторов от перфоратора. Первая сортировка банок была следующим образом: более 2.7В и менее 2.7В. Те, что имели напряжение более 2.7В были сразу отмечены как исправные. Далее шли разряженные. Это были аккумуляторы с напряжением 0-100мВ и 0.5-1.5В.

По итогу восстановления, те что имели хоть какое-то остаточное напряжение неплохо взяли заряд, сохранив более 50% изначальной емкости, а те что имели напряжение менее 100мВ, заряжаться отказывались: при зарядке вели себя как низкоомный резистор (таким образом можно предположить, что у них произошло внутреннее замыкание).

Вообще, в теории, зарядка такого «убитого» литиевого аккумулятора опасный процесс: при внутри у него начинает кристаллизоваться металлический литий и он нарастает на электроде. Таким образом, возможно замыкание аккумулятора. Если замыкание происходит в разряженном состоянии, тогда выделяется немного энергии, а вот если оно произойдет, когда аккумулятор полный, фейерверк обеспечен. Однако, подобных случаев мне неизвестно.

Хранение

Главный недостаток литиевого аккумулятора — он подвержен старению. Данный процесс необратим и запускается со дня производства аккумулятора. Старение проявляется постепенной потерей емкости. То есть кроме изнашивания в процессе эксплуатации, аккумулятор сам по себе теряет какую-то часть своей емкости. Обычно это значение в пределах 10% в год.

Что же влияет на скорость старения? В первую очередь это:

1. Уровень заряда, который находится в аккумуляторе в процессе эксплуатации.
2. Температура хранения.

Высокие температуры противопоказаны, при высоких эксплуатационных температурах аккумулятор деградирует быстрее, да и при хранении стареет быстрее.

Так же производителями рекомендуется хранить аккумулятор с уровнем заряда 30-50%, выше — скорость деградации увеличивается, ниже — есть риск уйти в переразряд. Официальная рекомендация AEG на этот счет:

То есть, попользовались зарядили (чтобы не было полных циклов), а пользоваться долго не планируем — разрядили до половины и храним. Кстати, некоторые Li-Po аккумуляторы при хранении со 100% зарядом имеют обыкновение разбухать.

Очень информативна данная таблица:

Как из нее видно, чтобы максимально снизить скорость старения, требуется: зарядить аккумулятор на половину и хранить при низкой температуре. С температурой главное не переусердствовать. Минимальная для литиевых аккумуляторов около -20С, при более низких есть риск заморозить электролит, что приведет к полной неработоспособности аккумулятора. Разумная температура 0-10С, т.е. то что имеется в камере холодильника (не морозилке!).

Хранение лития в холодильнике — практика, распространяющаяся среди авиамоделистов, есть темы где идет обсуждение этого процесса (к примеру эта). С недавнего времени, у меня появилось довольно много литиевых аккумуляторов для инструмента, которые в полном объеме требуются раз в несколько месяцев. Поэтому захотелось продлить аккумуляторам жизнь. Для этого купил пластиковые герметичные контейнеры и силикагель. Последний необходим потому что при понижении температуры воздуха в замкнутом объеме влажность повышается (вплоть до выпадения росы). Эту избыточную влажность необходимо поглотить.

Итого все выглядит так:

Ссылки

Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов. Источники питания и зарядные устройства

Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов подобно зарядному устройству для свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA) в части ограничения напряжения на аккумуляторе. Основные различия между ними заключаются в том, что у зарядного устройства для Li-ion аккумуляторов – выше напряжение на элемент (номинальное напряжение элемента 3.6 V против 2 V для SLA), более жесткий допуск на это напряжение и отсутствие медленного или плавающего подзаряда по окончании полного заряда.

В то время как для SLA аккумуляторов допустима некоторая гибкость в установке значения напряжения прекращения заряда, то для Li-ion аккумуляторов изготовители очень строго подходят к выбору этого напряжения. Порог напряжения прекращения заряда для Li-ion аккумуляторов с графитовым электродом – 4.10 V, с коксовым электродом – 4.20 V, допуск на установку для обоих типов + – 0.05 V на элемент. Для вновь разрабатываемых Li-ion аккумуляторов, вероятно, будут другие значения этого напряжения. Следовательно, зарядные устройства для них должны быть адаптированы к требуемому напряжению заряда.

Более высокое значение порога напряжения обеспечивает большее значение емкости, поэтому в интересах изготовителя выбрать максимально возможный порог напряжения без нарушения безопасности. Однако на величину этого порога влияет температура аккумулятора, и его устанавливают достаточно низким для того, чтобы допустить повышенную температуру при заряде. Вмешательство потребителя в любое Li-ion зарядное устройство не рекомендуется.

В зарядных устройствах и анализаторах аккумуляторов, которые позволяют изменять порог напряжения, правильная установка этого порога должна соблюдаться при обслуживании любых аккумуляторов Li-ion типа. Однако большинство изготовителей не обозначают тип Li-ion аккумулятора. И если напряжение установлено неправильно, то коксовый аккумулятор выдаст более низкое значение емкости, а графитовый будет немного перезаряжен. При умеренной температуре, никакого повреждения не происходит, и более низкое напряжение разряда не повредит графитовому аккумулятору. Ниже приведена таблица, позволяющая сравнить варианты исполнения элементов аккумуляторов с коксовым и графитовым электродами.

Время заряда Li-ion аккумуляторов приблизительно 3 часа и аккумулятор остается прохладным во время заряда. Полный заряд достигается после того, как напряжение достигнет верхнего порога напряжения, и (and the current has dropped and leveled off to a low plateau ) ток уменьшится до некоторого низкого уровня.

Увеличение зарядного тока в Li-ion зарядном устройстве не намного сокращает время заряда, особенно для коксового исполнения. Хотя и пик напряжения достигается быстрее, все же лучше более длительный заряд. На рис. 9 приведены стадии заряда Li-ion аккумулятора. Наблюдайте сходство с SLA зарядным устройством.

Рис. 9. Стадии заряда Li-ion аккумуляторов

При основном методе заряд оканчивается, как только уровень напряжения достигнут. Такое зарядное устройство более быстрое и простое, чем зарядное устройство с двумя стадиями, но оно может зарядить аккумулятор только до 70 % емкости.

Медленный заряд не применяется, потому что Li-ion аккумулятор не терпит перезаряда.

Медленный заряд может вызвать металлизацию лития, что приводит к нестабильности элемента.

Вместо этого, время от времени для компенсации маленького саморазряда аккумулятора из-за небольшого тока потребления устройством защиты, может применяться кратковременный заряд.

Коммерческие Li-ion аккумуляторы содержат несколько встроенных устройств защиты. Обычно, плавкий предохранитель срабатывает, если напряжение заряда любого элемента достигает 4.30 V или температура элемента достигает 100° C (212° F). Переключатель давления в каждом элементе прекращает заряд, если превышен некоторый порог давления; а внутренняя схема управления отключает аккумулятор в нижней и верхней точках напряжения.

Большинство изготовителей продают Li-ion элементы только в составе аккумулятора вместе с устройством защиты. Эта предупредительная процедура вызвана возможной опасностью взрыва и воспламенения в случае, если аккумулятор заряжается и разряжается вне безопасных ограничений.

Потенциально может возникнуть проблема, если корпуса аккумуляторов, зарезервированные для NiCd и NiMH аккумуляторов, приспособлены к Li-ion элементам. Такие аккумуляторы могут заряжаться на не предназначенных для них зарядных устройствах и могут быть причиной опасности, если нет защиты против заряда на таком зарядном устройстве. Рекомендуется изготавливать выводы Li-ion аккумуляторов несовместимыми с выводами NiCd и NiMH аккумуляторов.

Незаряжаемые литиевые аккумуляторы занимают значительную долю рынка среди таких приложений как видеокамеры, часы и маленькие электронные устройства. Из-за их длительного периода работоспособности и высокой плотности энергии, литиевые аккумуляторы также используются для военных приложений и аварийных устройств.

Меры предосторожности: Никогда не пытайтесь заряжать незаряжаемый литиевый аккумулятор! Попытка зарядить эти аккумуляторы может вызывать взрыв и воспламенение, которые распространяют ядовитые вещества и могут причинить повреждения оборудованию.

Меры безопасности: В случае разрушения, утечки электролита и попадания его на кожу или глаза, немедленно промойте эти места проточной водой. Если электролит попал в глаза, промойте их проточной водой в течение 15 минут и обратитесь к врачу.

Дополнительная информация:

Заряд Li-ion (Li-polymer) аккумуляторов первоначально осуществляется постоянным током до момента достижения напряжения на аккумуляторе 4.2 В, а затем при постоянном напряжении до момента уменьшения тока до величины, равной 0.05С. После этого заряд полностью прекращается. Типовые характеристики быстрого заряда Li-ion и Li-polymer аккумуляторов в зависимости от тока заряда приведены на рис. 10.

Рис. 10. Типовые характеристики быстрого заряда Li-ion (Li-polymer) аккумуляторов

Выбор и зарядка литиевых батарей для жилых автофургонов

Если вы владелец дома на колесах или надеетесь стать им в ближайшее время, вы хорошо осведомлены о различных размерах и вариантах транспортных средств для отдыха, доступных сегодня на рынке. Возможно, вы менее знакомы с требованиями к питанию для каждого из этих разных размеров и почему внутренняя система зарядки аккумулятора имеет значение.

В приведенной ниже таблице вы увидите различные классификации жилых автофургонов, их типичные системы питания и литиевые батареи Power Sonic, которые мы рекомендуем для каждого класса транспортных средств.Обратите внимание, что эти аккумуляторы предназначены только для домашнего питания, а не для стартеров (например, запуск автомобилей класса A, B или C).

ПОЧЕМУ ВЫБРАТЬ ЛИТИЕВУЮ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ ФУРГОНА?

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи

Power Sonic содержат все необходимое для поддержания жизни в дороге. Путешествуйте еще эффективнее без ущерба для надежности и производительности с аккумулятором, предназначенным для работы в самых сложных условиях.

Больше полезной мощности

Литиевые батареи

позволяют использовать 100% своей емкости независимо от скорости разряда.При очень высокой скорости разряда, например 0,8 ° C, емкость свинцово-кислотного аккумулятора составит всего 60% от номинальной емкости. Это означает, что при работе со всей своей электроникой вы можете быть уверены, что с литиевой батареей будет достаточно емкости в резерве.

Супер безопасная химия

В литиевых батареях

Power Sonic используется химический состав LiFePO4, который на сегодняшний день является самым безопасным химическим составом лития на рынке. Для повышения безопасности наши литиевые батареи RV интегрированы с усовершенствованным модулем схемы защиты (PCM), который защищает от перезарядки, чрезмерной разрядки, перегрева
и коротких замыканий.

Более длительный срок службы с литием

Литиевые батареи

Power Sonic RV обеспечивают до 10 раз более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные батареи. Это снижает стоимость цикла литиевой батареи ниже свинцово-кислотной, а это означает, что вы будете заменять литиевую батарею реже, чем свинцово-кислотную батарею в автомобиле для отдыха.

Быстрая зарядка лития

Литиевый аккумулятор

заряжается до 4 раз быстрее, чем свинцово-кислотный. Более быстрая зарядка означает, что аккумулятор может работать дольше.Еще одно преимущество — быстрое и эффективное накопление энергии от солнечных батарей, которые можно интегрировать в ваш автомобиль для отдыха.

Литиевые батареи весят меньше

Вес на 50 ~ 70% меньше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов эквивалентной емкости. Для больших жилых автофургонов это может привести к снижению веса на 50–100 кг

Гибкая установка

Литиевые батареи

Power Sonic могут быть установлены вертикально или на бок, что обеспечивает гибкость установки и простоту настройки.

Вставной заменитель свинцовой кислоты

Литиевые батареи

Power Sonic доступны в различных стандартных размерах группы BCI и могут использоваться в качестве замены или модернизации до свинцовой кислоты
.

Низкий саморазряд

Низкая скорость саморазряда с литиевыми батареями означает беспроблемное хранение, поэтому даже при сезонном использовании вы можете быть уверены, что ваша батарея вас не подведет.

Не требует обслуживания

Конструкция Plug and Play. Просто подключите аккумулятор, и вы готовы к работе! Не требует долива воды, полностью не требует обслуживания.

ЗАРЯДКА ЛИТИЕВОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

В дополнение к множеству различных типов транспортных средств для отдыха существует также множество различных источников и методов, используемых для подзарядки батарей на автофургонах. Когда мы говорим об источниках зарядки, это относится к тому, как производится электричество. Типичные источники включают:

• Береговое питание — Жилой дом подключен к розетке переменного тока
• Генератор — Жилой дом имеет генератор для подачи энергии и зарядки аккумулятора
• Солнечная энергия — Жилой домик имеет солнечную батарею для обеспечения питания и зарядки аккумулятора
• Генератор — Двигатель заряжает аккумулятор при работе

Методы относятся к тому, как контролируются напряжение и ток при зарядке батарей.Методы включают:

• Капельный заряд при низком постоянном токе
• Плавающий заряд при ограниченном по току постоянном напряжении
• Многоступенчатые системы зарядки; Массовая зарядка при постоянном токе, абсорбционная зарядка при постоянном напряжении и плавающая зарядка для поддержания заряда аккумулятора на 100%.

В RV может быть несколько источников для зарядки аккумулятора, но обычно RV будет использовать один метод зарядки. Основное различие в методах заключается в скорости, с которой батареи будут заряжаться — многоступенчатые системы зарядки предназначены для максимально быстрой зарядки батарей.

Настройки зарядки для тока и напряжения для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов и литиевых аккумуляторов незначительно отличаются. Герметичные свинцово-кислотные батареи обычно имеют ток зарядки от 1/10 до 1/3 номинальной емкости, тогда как литиевые батареи можно заряжать от 1/5 до 100% от номинальной емкости, что означает гораздо более быстрое время зарядки. Настройки напряжения для абсорбирующего заряда или плавающего заряда достаточно близки, чтобы ими можно было пренебречь при переключении с SLA на литиевый.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ВИДЫ ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ

В Интернете много дезинформации о профилях зарядки между SLA и литий-железо-фосфатными батареями.Хотя системы зарядки жилых автофургонов могут отличаться, этот блог предназначен для предоставления конечному пользователю обобщенной информации. В качестве примечания, одна из причин, по которой Power Sonic выбрала фосфат лития-железа по сравнению с другими типами литий-ионной химии, заключается в том, что напряжение очень похоже на батарею SLA — напряжение лития немного выше и составляет 12,8 В (батареи SLA — 12 В). Это сходство напряжений также означает, что аккумуляторы будут иметь схожие характеристики зарядки.

Как вы можете видеть ниже, свинцово-кислотные и литиевые батареи соответствуют сравнимым профилям зарядки и используют примерно одинаковые напряжения для зарядки.Это означает, что зарядное устройство SLA будет заряжать аккумулятор без каких-либо проблем, вы просто потеряете преимущество более быстрой зарядки, которое позволяет литиевая химия и литиевое зарядное устройство.

Если вы действительно хотите воспользоваться преимуществами химического состава лития, мы рекомендуем модернизировать систему зарядки до зарядного устройства для лития. Однако, за исключением скорости, литий-железо-фосфатная батарея практически не повлияет на нее, если она заряжается с использованием профиля SLA или зарядным устройством, поскольку напряжение зарядки SLA относительно близко к напряжению зарядки лития.

Кроме того, литиевые батареи не нужно хранить в режиме плавающего заряда, как это делают батареи SLA — литиевые батареи фактически предпочитают не хранить в состоянии 100% заряда (SOC). Если литиевая батарея оснащена печатной платой с защитой, как это делают наши батареи PSL-SC и PSL-BT, она перестанет принимать заряд, когда SOC батареи станет 100%, поэтому плавающая зарядка от зарядного устройства SLA не будет приниматься. рядом с аккумулятором и не должно вызывать ухудшения работы аккумулятора.

ЗАРЯДКА ЛИТИЕВОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЗАРЯДКИ

После того, как вы приобрели свой дом на колесах и перевели батареи на литиевые, вы можете начать задумываться о том, как эти батареи будут заряжаться. Система зарядки SLA приемлема, но как насчет последовательной и параллельной зарядки?

Вам нужно заряжать литиевые батареи вашего жилого дома последовательно и параллельно (батареи последовательно или параллельно) так же, как вы бы заряжали любую другую цепочку батарей, поэтому существующей системы зарядки в вашем доме на колесах в большинстве случаев будет достаточно.Литиевые зарядные устройства и инверторы могут быть установлены для оптимизации производительности зарядки, но стандартная система зарядки обычно подходит.

Для последовательного подключения важно запускать батареи с одним и тем же SOC во время установки — поэтому начните со всех батарей со 100% SOC. Последовательное напряжение на струне будет изменяться. Если какая-либо батарея превышает пределы защиты ячеек на платах BMS / PCM батарей, плата прекращает заряд этой батареи, что срабатывает срабатывание защиты в других батареях и прекращает зарядку всех батарей.При зарядке комплекта батарей используйте зарядное устройство, способное заряжать полное напряжение последовательного соединения. Для литий-железо-фосфатных батарей напряжение зарядки составляет 3,65 В на элемент или 14,6 В для аккумулятора 12,8 В. Вам нужно будет умножить зарядное напряжение на количество аккумуляторов в цепочке, чтобы получить общее зарядное напряжение. Например, если строка равна 51,2 В, напряжение зарядки должно быть 58,4 В.

При параллельном подключении батареи можно заряжать при 1/3 C от общей номинальной емкости.Итак, если у вас есть четыре батареи на 10 ампер-часов (Ач), подключенные параллельно, вы можете заряжать батареи с током 14 ампер (А) — где 1/3 от 40 равно 14. В случае, если система зарядки превышает защиту отдельной батареи, Плата BMS / PCM отключит аккумулятор от цепи зарядки, а остальные аккумуляторы продолжат зарядку.

Мы действительно рекомендуем время от времени извлекать батареи из струны и заряжать их по отдельности, чтобы продлить срок службы батареи струны.

В целом, вы можете видеть, что батареи Power Sonic PSL-SC и PSL-BTP являются отличной заменой для батарей SLA, которые могли быть в наличии в вашем доме на колесах.Помимо преимуществ перехода на литий, вам также не нужно переключать систему зарядки, что делает его отличным вариантом plug-n-play. Чтобы узнать больше о преимуществах лития по сравнению с SLA, посетите этот блог. Если у вас возникнут дополнительные вопросы об аккумуляторах для жилых автофургонов и их системах зарядки, свяжитесь с нами.

Ultra Fast 12v 20 Amp Dakota Lithium LiFePO4 Зарядное устройство

Для литиевых батарей 12 В

Мы настоятельно рекомендуем использовать зарядное устройство, совместимое с LiFePO4.Зарядные устройства на 12 В для свинцово-кислотных аккумуляторов могут работать, но снизят производительность и срок службы аккумулятора.

Рейтинг зарядного устройства

ВХОД 100-120 В переменного тока, 50/60 Гц. ВЫХОД: 14,4 В, 20,0 А

Клеммные соединения Соединения

Anderson SB 50 упрощают подключение зарядного устройства к аккумулятору. Установите кольцевые клеммы с помощью болтов на клеммах. Прикрутите черный к черному терминалу.Красный к вашему красному терминалу. Не допускайте короткого замыкания. Затем подключите зарядное устройство через вилку Anderson, когда вам нужно зарядить. Во время зарядки на зарядном устройстве загорится красный свет. Индикатор становится зеленым, когда аккумулятор полностью заряжен.

Связь Smart BMS Зарядное устройство

перезапустит или «разбудит» литиевую BMS Dakota, которая отключила аккумулятор из-за короткого замыкания или чрезмерного потребления тока. Просто подключите зарядное устройство к аккумулятору, чтобы начать перезапуск.

Как быстро заряжается мой аккумулятор?

Заряжается по 20 ампер. Чтобы определить скорость зарядки, возьмите номинал вашей батареи в ампер-часах и разделите на 20. Например, аккумулятор на 54 ампер-часа (Ач) заряжается за 2,5 часа.

Могу ли я зарядить аккумулятор быстрее?

Для большинства приложений время зарядки от 3 до 10 часов обеспечивает максимальный срок службы аккумулятора. Но если у вас есть приложение, в котором вам нужна быстрая зарядка, литиевые батареи Dakota можно безопасно зарядить до 1 часа (со скоростью 1С).Например, вы можете использовать зарядное устройство на 20 А с аккумулятором на 23 Ач в течение 1 часа зарядки. Зарядка со скоростью 1 час действительно сокращает срок службы со временем. В ходе наших лабораторных испытаний мы обнаружили, что наибольший срок службы литиевых батарей Dakota был при скорости зарядки 0,3 ° C или менее (мы рекомендуем, чтобы номинальная мощность зарядного устройства составляла 1/3 или менее номинальной емкости батареи в часах для максимального срока службы).

При каком напряжении следует заряжать LiFePO4 аккумуляторы?

14.Для литиевых батарей Dakota (LiFePO4) рекомендуется 4 вольта. Это зарядное устройство заряжается от 14,4 вольт.

Надстройка для 54, 100 или 170 Ач

Зарядное устройство на 10 А входит в комплект поставки каждой литиевой батареи Dakota емкостью 54 Ач и 100 Ач. Это зарядное устройство является дополнительным и заряжается в два раза быстрее. Отлично подходит для жилых автофургонов, лодок, солнечных батарей или других приложений, где вам нужно заряжать батареи как можно быстрее.

Зарядные устройства для литиевых аккумуляторов

— зачем они вам нужны

Этот пост был первоначально опубликован в мае 2019 года и обновлен в сентябре 2021 года.

Когда мы изначально писали этот пост в блоге, литиевые батареи для домов на колесах были путём будущего. Сегодня они — выбор многих авантюристов. Однако остается вопрос:

Вам нужно зарядное устройство для литиевой батареи для зарядки аккумулятора?

Литиевые батареи привлекли внимание рынка жилых автофургонов в последние годы. Их соотношение мощности к весу намного лучше, чем у эквивалентных свинцово-кислотных / глубокозарядных / AGM / гелевых аккумуляторов, и они также имеют более высокую скорость разряда, чем эти аккумуляторы.Но, учитывая, что литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи имеют очень разные характеристики и состав по сравнению с другими батареями, возникает вопрос, требуют ли они других зарядных устройств. Чтобы ответить на этот вопрос, полезно понять, как работают литиевые батареи.

КАК РАБОТАЮТ ЛИТИЕВЫЕ БАТАРЕИ?

Одним из основных преимуществ литиевых батарей является то, что они могут обеспечивать очень большой ток до 20% своей емкости без каких-либо повреждений и с падением напряжения 3% или менее.Это может показаться не впечатляющим, пока вы не сравните его с аккумулятором глубокого цикла / AGM. Самый эффективный способ продлить срок службы этих батарей — никогда не позволять им разряжаться ниже 50% емкости. При этом можно ожидать типичного срока службы около 500-600 циклов зарядки / разрядки.

Однако батарея LiFePO4 обеспечивает более 2000 циклов, как показано в реальном эксперименте, проведенном в штаб-квартире BMPRO. И хотя литиевые батареи будут иметь падение напряжения только на 3% в течение большей части цикла разряда, все батареи глубокого цикла / AGM страдают от постоянного падения напряжения во время разряда; типичный диапазон — 12.75-11,4 вольт.

Как и большинство типов батарей, литиевые батареи имеют отдельные элементы (в данном случае четыре), каждый из которых рассчитан на 3,2 В, что дает общую выходную мощность 12,8 В. Проблема в том, что после того, как отдельная ячейка заряжена, она отключает ток, и, поскольку все ячейки соединены последовательно, они прекращают зарядку. По этой причине любая батарея LiFePO4 должна иметь собственную встроенную систему управления, чтобы гарантировать, что все элементы заряжаются одинаково.

КАК ЗАРЯЖАТЬ ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ?

Значит, все это меняет способ зарядки литиевой батареи? А как выглядит профиль зарядки аккумулятора LiFePO4?

Профиль зарядки аккумулятора

Профиль зарядки — это ссылка на то, как напряжение и ток изменяются во время полной зарядки аккумулятора, и он различается в зависимости от типа аккумулятора, поскольку они функционально различаются и сконструированы по-разному.Например, полностью заряженная свинцово-кислотная батарея будет иметь напряжение около 12,6-12,7 В, тогда как батарея LiFePO4 имеет напряжение около 13,3-13,4 В при полной зарядке. При емкости 20% свинцово-кислотная батарея будет иметь напряжение около 11,8 В, тогда как литиевая батарея будет поддерживать напряжение около 13 В.

Не вдаваясь в технические подробности, батарея LiFePO4 имеет гораздо меньший допуск по напряжению, и из-за этого «струйный» заряд батареи глубокого цикла не применяется. А это означает, что аккумулятор LiFePO4 можно заряжать быстрее, сводя к минимуму риск перезарядки.

Постоянное напряжение, постоянный ток или постоянный заряд?

В цикле разряда или при питании нагрузки происходит химическая реакция, которая заставляет электроны течь между положительным и отрицательным электродами через электролит батареи. Зарядное устройство меняет эту химическую реакцию, таким образом заряжая аккумулятор. Типичное напряжение зарядки аккумулятора 12 В составляет от 12,9 до 14,1 В. В то время как постоянное напряжение и ток заряжают аккумулятор быстро, для здоровья аккумулятора глубокого цикла значительно лучше, если «струйный» заряд используется в течение более длительного периода времени.Лучшими для этой цели считаются многоступенчатые зарядные устройства.

Батареи LiFePO4 работают немного иначе, но соответствующий заряд также является лучшим для максимального срока службы батареи. Вообще говоря, постоянный ток (реально ограниченный только выходом зарядного устройства) будет течь до тех пор, пока аккумулятор не достигнет 90-95% своего состояния заряда (SOC). Как только эта точка будет достигнута, ток уменьшится, а напряжение — наоборот, повысившись до теоретического значения 16,8 В (но на самом деле обычно составляет около 14 В).7В).

НУЖНО ЛИТИЕВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ?

Суть в том, что не все зарядные устройства созданы равными, и вам необходимо убедиться, что ваше зарядное устройство или то, которое вы собираетесь купить, например, диапазон BatteryCharge BMPRO (от 4 до 25 А), включает литиевый профиль зарядки.

Специальные зарядные устройства для литиевых аккумуляторов помогут продлить срок службы аккумулятора и максимально эффективно использовать его.

Чтобы узнать больше о зарядных устройствах для литиевых батарей, посетите наш канал YouTube и посетите Центр знаний BMPRO Lithium Battery Knowledge Center.

Протоколы зарядки литий-ионных аккумуляторов и их влияние на срок службы — экспериментальное исследование с использованием различных 18650 ячеек большой мощности

https://doi.org/10.1016/j.est.2016.02.005Получить права и контент

Основные моменты

•

Сравнение различных протоколов зарядки в идентичных условиях окружающей среды.

•

Срок службы при непрерывной и импульсной зарядке с различными токами и напряжениями.

•

Три типа клеток обнаруживают различия между химическим составом клеток и производителями.

•

Влияние протоколов зарядки на использование емкости, время зарядки и эффективность.

•

Рекомендации по оптимизированным стратегиям зарядки.

Реферат

В этом документе представлен обзор стратегий зарядки литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, выполняется подробная оценка стратегий зарядки на основе обширных экспериментальных исследований с тремя различными типами ячеек.

Результаты экспериментов показывают, что влияние зарядных токов и зарядных напряжений на срок службы может заметно различаться для разных литий-ионных аккумуляторов.Как правило, на срок службы больше влияют большие токи зарядки, чем высокие токи разряда. Различные протоколы ускоренной зарядки показали, что высокие токи зарядки могут ухудшить срок службы не только при высоком уровне заряда (SoC), но и при очень низком уровне SoC. Наши исследования импульсной зарядки показывают, что литий-ионные элементы выдерживают зарядные импульсы высокого тока или высокого напряжения без какого-либо ухудшения срока службы, когда длительность импульсов остается небольшой, а средние значения тока и напряжения значительно ниже.Для импульсов длительностью менее 1 с продолжительность цикла была одинаковой для импульсной и непрерывной зарядки с одинаковыми средними токами зарядки и одинаковой глубиной цикла.

В этом документе также представлено влияние зарядных токов и зарядных напряжений на использование емкости, время зарядки и эффективность для поддержки процесса разработки оптимизированных протоколов зарядки для практических приложений.

Сокращения

CCCV

постоянный ток постоянное напряжение

CCPC

постоянный ток + импульсная зарядка

EIS

спектроскопия электрохимического импеданса

LFP

LiFePO ₄ , литий-железо фосфат

MSCC3

9000 многоступенчатый 9000 9000 протоколы зарядки

Быстрая зарядка

Ускоренная зарядка

Импульсная зарядка

Старение батареи

Срок службы

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2016 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Аккумуляторная технология с поддержкой DOE обещает гораздо более быструю зарядку, чем литий-ионные устройства

Краткое описание погружения:

• Согласно исследованию, опубликованному в журнале Advanced Functional Materials, технология накопления энергии, разработанная при поддержке Министерства энергетики (DOE), может сократить время зарядки до нескольких минут по сравнению с литий-ионными батареями.
• Исследование, возглавляемое доцентом Тулейнского университета Майклом Нагибом, сосредоточено на новых материалах для электрохимических накопителей энергии. Новые материалы, использующие ионные жидкости, могут сочетать плотность энергии литий-ионных батарей с быстрой зарядкой суперконденсаторов.
• Naguib сказал, что эта технология может иметь особенно важное значение при переходе электросети на периодическое производство возобновляемой энергии. «Если вы можете быстро накапливать большое количество энергии, это огромное преимущество, потому что вы можете получить больше энергии в ветреную ночь, чем с традиционной батареей», — сказал Нагиб.

Dive Insight:

Согласно отчету Navigant Research за 2020 год, литий-ионные аккумуляторы

являются доминирующей формой хранения энергии для коммунальных предприятий, составляя 85% вновь установленной емкости аккумуляторов во всем мире. Однако у этих батарей есть некоторые недостатки, в том числе проблемы безопасности при воздействии высоких температур и их относительно медленное время зарядки из-за материала, который накапливает и отправляет ионы.

Увеличение времени зарядки считается ключевым достижением, особенно для электромобилей (EV).Возможность быстрой зарядки электромобилей может снизить опасения по поводу дальности, позволяя водителям подзарядиться с короткой остановкой на обочине дороги. Однако высокие токи, которые могут обеспечить более быструю зарядку, могут снизить энергоэффективность и снизить заряд батареи.

Исследование Тулейна, финансируемое Исследовательским центром Energy Frontier при Министерстве энергетики США, сосредоточено на MXenes, двумерных проводящих материалах, которые могут накапливать ионы между своими слоями и разряжать их. Команда Нагиба работала над MXenes в наномасштабе, чтобы разработать новые методы оптимизации пространства между этими слоями, позволяя проникать более крупным ионам.Это, по словам Нагиба, может помочь «преодолеть разрыв» между преимуществами быстрой зарядки суперконденсаторов или водных электрохимических конденсаторов с плотностью литий-ионных батарей.

Достижения в области хранения данных могут принести пользу электромобилям и другим портативным электронным устройствам, которые необходимо регулярно заряжать, но Нагиб сказал, что они также должны повысить надежность сети и ускорить переход от ископаемого топлива.

«Что касается возобновляемых источников энергии, мы должны хранить как можно больше, когда есть большие предложения, а затем отправлять их обратно, когда есть высокий спрос», — сказал он.«Если наблюдается всплеск спроса или предложения, вы должны быть в состоянии быстро адаптироваться и либо заряжать, либо очень быстро отправлять эту энергию. Прямо сейчас, если вы зависите от литий-ионных аккумуляторов, их быстрый отзыв может быть проблемой. »

Исследователи рассматривают ряд технологических возможностей для повышения производительности аккумуляторов как для стационарных, так и для мобильных приложений. Хотя стоимость остается главной проблемой, в недавнем документе исследователей из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии говорится, что эффективность разряда — или сколько энергии теряется при зарядке и разряде — также является ключевым фактором, который следует учитывать для технологии хранения.

Одна из самых популярных технологий — это твердотельная батарея, известная как «Святой Грааль» хранения за сочетание плотности и безопасности. Ряд стартапов и производителей автомобилей разработали усовершенствованные твердотельные батареи с новыми материалами и снижением затрат, хотя их использование остается ограниченным.

Технология Tulane не апробировалась в реальных условиях, но была лицензирована японской компанией Murata, которая также производит твердотельные батареи.

Зарядные устройства для литиевых батарей

| Lithium Power, Inc.

Для полной зарядки литиевой батареи зарядное устройство должно запускаться с постоянного тока (CC) и переходить в режим постоянного напряжения (CV) по мере достижения полной зарядки. Зарядное устройство Lithium Power укажет, что аккумулятор полностью заряжен, когда ток ответвления упадет до 250 мА или ниже в режиме постоянного напряжения. Напряжение литиевой батареи также сразу же упадет после прекращения тока зарядки. Причина в том, что больше нет электродвижущей силы, чтобы поднять заряд батарей, а химическое равновесие заставляет реакцию немного замедляться при понижении напряжения.Таким образом, мы проектируем пары аккумулятора и зарядного устройства так, чтобы оба устройства могли иметь функцию квитирования. Они могут общаться и доставлять точные сообщения пользователям с помощью светодиодного дисплея.

Стандартные зарядные устройства, поступающие на рынок, не очень хорошо поддерживают изготовленные на заказ аккумуляторные блоки OEM по многим причинам. Мы разработали высококачественные зарядные устройства для различных аккумуляторных батарей (см. Ниже). Мы предлагаем нашим OEM-клиентам индивидуальные решения для зарядных устройств для каждой разрабатываемой нами аккумуляторной батареи. Это вариант для OEM-клиентов, но мы настоятельно рекомендуем долгосрочное повышение производительности за счет сопряжения решения для аккумуляторной батареи с собственным сопряженным зарядным устройством.Ниже приведены наши критерии проектирования:

• Химический состав лития
  Различный химический состав лития (элементы) требует разного напряжения для полной зарядки, разных отключений напряжения для предотвращения повреждений и разных максимальных зарядных токов для безопасного использования. Различный химический состав каждого литиевого элемента требует уникальной системы контроля заряда и разряда.
• Сопряжение аккумуляторных блоков
  Все литиевые аккумуляторные блоки, изготовленные на заказ, имеют свои особые требования к зарядке и разрядке.
  При разработке литиевых аккумуляторных батарей мы учитываем все аспекты их будущего использования: метод зарядки, требования ко времени зарядки, диапазон температур зарядки, защиту BMS, жизненный цикл и оптимальные токи зарядки. Точно так же зарядному устройству требуются индивидуальные конфигурации для правильного сопряжения с назначенным ему блоком.
• Приложения для зарядки и окружающая среда
  Корпуса зарядных устройств также должны соответствовать требованиям среды, в которой они будут использоваться. Например, должны ли они соответствовать стандартам IP65 или IP67 по водо- и пыленепроницаемости?
• Выбор разъема
  Стандартные зарядные устройства могут не подходить для зарядного разъема.
• Сертификаты
  OEM-клиентам могут потребоваться, например, зарядные устройства, сертифицированные UL / IEC.
• Управление питанием
  Когда приложению необходимо подать питание для поддержки системного устройства и одновременно заряжать батареи, мы можем помочь спроектировать управление питанием системного устройства для беспрепятственного достижения этой цели.

Зарядка литиевых аккумуляторных батарей с высокой эффективностью является обычным требованием наших OEM-клиентов.Обладая многолетним профессиональным опытом и знаниями в области литиевых батарей и управления батареями, компания Lithium Power, Inc. предоставит вам полное и удобное зарядное устройство с индивидуальной настройкой, отвечающее вашим конкретным потребностям.

Безопасность — наша главная забота.
Мы поставляем только сертифицированные в отрасли зарядные устройства, предназначенные для надежного и безопасного обеспечения высокой производительности для наших клиентов.

---

Для проектирования по индивидуальному заказу просьба предоставить следующую информацию:

Химия: литий
Вход: 90-260 В переменного тока или _______
Выход: 12 В постоянного тока или _______
Выход: 12.0 A или _______
Время зарядки: в течение _______ часов
Модель зарядного разъема №_______; и часть №_______
Сертификационные требования: _______

---

Как правильно зарядить литиевую батарею для автофургона

Переход на литиевый аккумулятор — это модное направление для тех, кто любит задницу в своем доме на колесах. Литиевая батарея не только предлагает более полезную емкость батареи на 90 процентов (по сравнению с 50 процентами для свинцово-кислотных), но она также на 50 процентов легче, обеспечивает более высокий выходной ток и напряжение и заряжается быстрее, поскольку может быть «объемной». »Заряжена до 97 процентов.К сожалению, когда дело доходит до зарядки и обслуживания литий-ионного аккумулятора, существует много дезинформации. Из-за ограничений, связанных со свинцово-кислотными аккумуляторами, старые привычки со временем укоренились. Многие считают, что литиевая батарея заряжается так же, как свинцово-кислотная, но это не так. Есть некоторые существенные различия, о которых мы расскажем в этой статье. В самом деле, эти различия настолько существенны, что, если их не исправить, они могут снизить срок службы литиевой батареи.

Учитывая все обстоятельства, удивительно, что свинцово-кислотная батарея существует на рынке жилых автофургонов так долго. Он заряжается медленно, накапливает относительно мало энергии, имеет относительно короткий срок службы и требует полной зарядки для предотвращения сульфатации. Он также тяжелее лития, ограничен законом Пойкерта (что означает, что по мере увеличения скорости разряда доступная емкость аккумулятора уменьшается) и страдает от провалов напряжения (при 50 процентах свинцово-кислотное напряжение обычно падает до 11,9 вольт).Из-за ограниченного пространства аккумуляторные отсеки для кемперов грузовиков обычно ограничиваются не более чем двумя свинцово-кислотными аккумуляторами группы 27. Несмотря на то, что типичная батарея группы 27 рассчитана на 100 ампер-часов, вам понадобятся две, чтобы действительно получить такую ​​полезную емкость, потому что можно использовать только 50 процентов каждой батареи. И все-таки двух батареек кому-то мало. Для тех, кому нужно работать с высокой нагрузкой по току, например, с микроволновой печью, феном или индукционной варочной панелью, это обычно означает одно — запуск генератора. Фу.

Введите литий-ионный аккумулятор. Используя одну или несколько литий-железо-фосфатных (LiFePO4) батарей, вы можете запитать вышеупомянутые нагрузки с помощью инвертора подходящего размера — мы используем модель чистой синусоидальной волны мощностью 3000 Вт в Roadrunner. По сравнению со свинцово-кислотными, наша батарея LiFePO4 Expion на 360 ампер-час на 12 вольт выдает столько же энергии, сколько семь свинцово-кислотных аккумуляторов группы 27 по 100 ампер-час! Он весит вдвое меньше — всего 95 фунтов, занимая при этом лишь одну треть пространства. Он также служит дольше, чем стандартные свинцово-кислотные / AGM-аккумуляторы — от 2000 до 5000 циклов — и не страдает от провалов напряжения, как свинцово-кислотные.Более того, при 30-процентном уровне заряда (SOC) наша литиевая батарея Expion 360 ампер-час по-прежнему выдает колоссальные 12,9 вольт. Вот почему литиевая батарея в сочетании с мощной системой солнечной энергии меняет правила игры для тех, кто любит задницу.

Солнечная энергия — отличный способ поддерживать заряд LiFePO4 аккумуляторов.

К сожалению, литий-ионный аккумулятор имеет некоторые недостатки. Во-первых, никогда не заряжайте литиевую батарею ниже 32F. Это может нанести ей непоправимый ущерб.Да, вы можете использовать литиевый аккумулятор при температуре ниже 32F, вы просто не можете заряжать его при температуре ниже этой. К счастью, большинство строящихся сегодня литиевых батарей имеют встроенную систему контроля заряда батареи (BMS), предотвращающую зарядку при температуре ниже точки замерзания. По этой же причине многие владельцы литиевых батарей предпочитают хранить свои литиевые батареи внутри кемпера, а не в открытом отсеке, где они могут подвергаться воздействию более низких температур. Во-вторых, стоимость литиевой батареи выше, чем свинцово-кислотной, при этом стоимость LiFePO4 group-27 составляет от 700 до 1000 долларов.Несмотря на то, что в эту цену включена необходимая BMS, она все равно в семь-девять раз больше, чем у стандартной свинцово-кислотной батареи с мокрыми ячейками. Мало того, эта более высокая стоимость не учитывает зарядные устройства, необходимые для правильной зарядки литиевой батареи, что еще больше увеличивает первоначальные затраты (подробнее об этом позже).

К счастью, высокие первоначальные затраты на переход на литиевый аккумулятор можно снизить, построив собственный блок литиевых аккумуляторных батарей с использованием литиево-марганцевых (LiMn2O4) аккумуляторных элементов для электромобилей на 24 вольта.Другой читатель, Стив Херикс, сделал именно это в статье, которую мы недавно опубликовали здесь, на Truck Camper Adventure. Самодельный кемпер Стива под названием Maximus имеет массивную электрическую систему, основанную на литиевой батарее на 24 вольта, 1100 ампер-час и понижающий преобразователь, который преобразует 24 вольт в 12 вольт для некоторых из его нагрузок. Он заряжает эту батарею с помощью системы солнечной энергии мощностью 950 Вт и надежной системы зарядки генератора постоянного тока. Вы не найдете генератора где-нибудь рядом с кемпером Стива. Это потому, что батареи Стива в сочетании с синусоидальным инвертором мощностью 4000 Вт достаточно для работы кондиционера, конвекционной микроволновой печи и индукционной плиты.

Как правильно зарядить литиевую батарею RV

Совершенно новая литий-ионная батарея Expion360 на 360 ампер-час.

Зарядка аккумулятора в кемпере грузовика обычно осуществляется с помощью солнечной энергии, генератора переменного тока грузового автомобиля и преобразователя-зарядного устройства переменного тока на 110 В, питаемого либо от берегового источника питания, либо от генератора. В отличие от свинцово-кислотной, для зарядки которой требуется 14,4 вольт, для лития требуется 14,6 вольт. Поскольку требования к времени и напряжению различаются в зависимости от химического состава батареи, важно использовать правильные настройки на каждом зарядном устройстве в соответствии с типом батареи, чтобы избежать повреждения из-за перенапряжения и обеспечить надлежащую полную зарядку.Это означает, что все зарядные устройства в вашем кемпере должны иметь настройку LiFePO4 или быть сделаны специально для лития. Другой параметр просто не будет генерировать напряжение, необходимое для правильной зарядки аккумулятора.

Что касается профиля зарядки, используемого для лития, есть несколько важных отличий. Свинцово-кислотный аккумулятор требует трех основных этапов зарядки — основной, абсорбционной и плавающей — для правильной зарядки. Стадия выравнивания и поддержания свинцово-кислотной кислоты также используется для предотвращения сульфатирования.Иначе обстоит дело с литием, для которого требуется всего две стадии, объемная зарядка до 95–97 процентов SOC и крошечная абсорбционная зарядка в течение 10–15 минут для оставшихся 3-5 процентов SOC. Поскольку литий не сульфатируется, дополнительные стадии плавления и выравнивания не требуются.

Внешний корпус преобразователя-зарядного устройства прогрессивной динамики.

Тем не менее, когда дело доходит до зарядки, у лития есть еще одно важное отличие — это практика поддержания лития в доливке или «непрерывной зарядки» при 100-процентном SOC.Тебе просто не следует этого делать. Это связано с тем, что литий может подвергаться «стрессу» из-за изменений температуры окружающей среды во время хранения. Фактически, оптимальное состояние заряда (SOC) для хранения литиевой батареи для длительного хранения составляет от 40 до 80 процентов SOC или когда напряжение холостого хода батареи составляет приблизительно 13,1 вольт. В отличие от свинцово-кислотной, месячная скорость саморазряда литиевой батареи составляет от 1 до 2 процентов и не вызывает проблем со здоровьем при частичном заряде или хранении менее чем полностью заряженным.Так что же в итоге? Если вы держите литиевую батарею заряженной в течение длительного времени дома или в стоянке для автодомов — перестаньте это делать — вы, вероятно, повредите ее.

Чтобы продлить жизнь, не следует поддерживать уровень лития на 100% в течение длительного времени.

Как и любая аккумуляторная батарея, сила тока или ее количество являются важным фактором, определяющим, насколько быстро перезаряжается литиевая батарея. Как мы упоминали ранее, литий может заряжаться с гораздо большей скоростью, чем свинцово-кислотный.Это связано с меньшим внутренним сопротивлением лития. Действительно, литий можно заряжать «навалом» при температуре 0,8 ° C или 80% емкости батареи (80 ампер для батареи на 100 ампер-час), в отличие от свинцово-кислотной, которая из-за более высокого внутреннего сопротивления ограничена до « объемный заряд, не превышающий 0,3 ° C или 30 процентов емкости батареи (30 ампер для батареи на 100 ампер-час), за которой следует фаза поглощения, которая может длиться еще дольше. Это одна из причин, по которой некоторые владельцы литиевых батарей устанавливают более крупные и мощные зарядные устройства переменного тока, такие как модели на 60 или 80 А.Вот почему так много людей покрывают свои крыши солнечными батареями.

Для зарядки интеллектуального или стандартного генератора литиевый аккумулятор требует зарядного устройства постоянного тока. Помимо изоляции аккумулятора грузовика от аккумулятора кемпинга, зарядное устройство постоянного и постоянного тока обеспечивает необходимое напряжение 14,6 В и профиль зарядки, необходимые для зарядки LiFePO4. Однако для получения достаточного заряда вам также понадобится проводка большого сечения, например, 6 AWG или выше. Стандартный 10-AWG слишком мал, чтобы пропускать достаточное зарядное напряжение такой длины, как у грузовиков и жилых автофургонов.Также потребуется двух- или трехпроводная вилка Андерсона или эквивалентная для подключения / отсоединения кемпера от грузовика. Что касается модели зарядного устройства, мы рекомендуем любое хорошее зарядное устройство LiFePO4 DC-DC, например, производства Expion360, Victron, Redarc и Renogy. Мы рекомендуем минимальный номинал зарядного устройства 25 А / 6 AWG при построении вашей цепи, но более высокие значения заряда могут быть достигнуты при использовании второго генератора переменного тока. В статье Стива Херикса о зарядке лития и генератора эти любые другие проблемы рассматриваются гораздо более подробно.

Зарядка аккумулятора кемпера грузовика через генератор вашего грузовика может быть легко выполнена с помощью подходящего оборудования.

Другие соображения

Итак, можно ли подключить литиевую батарею на 90 ампер-час, скажем, к литиевой батарее на 160 ампер-час, изготовленной другим производителем? Можно, но не в том случае, если они разного химического состава, то есть вы не можете подключить батарею LiFePO4 на 12 В к батарее LiMn2O4 на 24 В. Параллельное соединение двух батарей разного размера с одинаковым химическим составом нормально, однако каждая из них будет пропорционально, а не одинаково, вносить вклад в нагрузку, то есть батарея на 90 ампер-час будет давать 36 процентов силы тока, а батарея на 160 ампер-час будет вносить 64 процентов.

Конечно, хорошая система контроля заряда батареи необходима всем, кто любит бездельничать. Это единственный способ определить уровень заряда литиевой батареи. В дополнение к SOC, хороший монитор батареи также будет отображать текущее напряжение батареи и количество используемых в настоящее время ампер. Мы используем измеритель заряда батареи Expion360, чтобы контролировать состояние нашей батареи, но любой монитор батареи, например, произведенный Xantrex, Victron или Bayite, подойдет. Во всех этих высококачественных мониторах используется шунт — устройство, которое измеряет силу тока на отрицательной стороне батареи.Устройство работает, чтобы сообщать о происходящем в режиме реального времени, что вам и нужно, когда вы отдыхаете вне сети.

Последние мысли

Переход на литий — очень выгодное вложение, но только для тех, кто постоянно находится вне сети. Если ваш опыт в кемпинге на грузовике включает в себя перепрыгивание с одного места на колесах на другой, то переход на литий будет пустой тратой денег. Лучше купите пару свинцово-кислотных аккумуляторов AGM, чтобы свет оставался включенным между остановками. Однако, если ваш modis operandi бесполезен, то переход на литий имеет большой смысл.Но, как мы только что объяснили в этой статье, есть несколько вещей, которые нужно знать, прежде чем делать инвестиции; в противном случае вы можете лишиться многих преимуществ, которые дает литиевая батарея. Как всегда, проконсультируйтесь с инструкциями производителя, прилагаемыми к вашей батарее, если у вас все еще есть какие-либо вопросы или проблемы.