Как правильно заряжать литиевый тяговый аккумулятор? Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)
После покупки тягового аккумулятора важно обеспечить его правильную эксплуатацию и ответственно подойти к вопросу зарядки. Это необходимо для продления срока службы накопителя и полноценного использования его возможностей. Тяговые аккумуляторы необходимо всегда содержать в чистом и сухом состоянии, не допуская сторонних утечек тока.
При эксплуатации – крайне нежелательно разряжать его ниже 10%. Не рекомендуется глубокий разряд как новым, так и БУ аккумуляторам. При соблюдении правил эксплуатации и зарядки литиевые тяговые батареи рассчитаны примерно на 2000 полных циклов заряд/разряд. Если же не допускать глубоких разрядов, АКБ может выдать и до 3000 циклов.
Заряжать литиевый тяговый аккумулятор следует при температуре от + 0 °С. При более низких температурах невозможно достичь номинальной емкости накопителя из-за его малой восприимчивости к заряду. В результате, происходит или недостаточный заряд, или с повышением температуры – перезаряд, а оба этих состояния вредны для батареи. Перегрев также опасен – если АКБ нагреется до +50°С, процесс зарядки придется остановить из-за его повышенной опасности.
Как зарядить литиевый тяговый аккумулятор?
Рассмотрим алгоритм действий, как правильно заряжать литиевую тяговую батарею, чтобы избежать ошибок и не снизить ее емкость:
Заряжать АКБ можно, не снимая ее с транспортного средства. Зарядный порт или коннектор должен быть сухим и чистым.
Если зарядка выполняется высокомощным зарядным устройством (2С), то необходимо подобрать соответствующую розетку, способную обеспечить устройство током необходимой силы.
Через каждые 5-7 раз зарядки высокомощным зарядным устройством необходимо выполнять заряд литиевого тягового аккумулятора слаботоковым ЗУ (0,2С) для дополнительной балансировку элементов АКБ между собой.
Для зарядки следует использовать только зарядные устройства предназначенные для литиевых аккумуляторов с алгоритмом заряда CC/CV.
Литиевые аккумуляторы не имеют эффекта памяти и их нет необходимости разряжать в ноль, соответственно подзаряжать их можно в любое удобное время.
Зарядка заканчивается при достижении одной из ячеек напряжения 3,6 Вольта.
особенности, напряжение и ток, индикатор[
Автор Aluarius На чтение 8 мин. Просмотров 16.1k. Опубликовано
Вопреки распространенному мнению, вам не нужно заряжать новый литий-ионный аккумулятор. Это означает, что вам не нужно полностью разряжать и заряжать первый цикл батареи. Литиево-ионные аккумуляторы имеют максимальную емкость, доступную с самого начала, и 1-й заряд ничем не отличается от 10-го заряда.
Зарядка Li-ion аккумуляторов — кратко о правилах эксплуатации
Срок службы вашей литий-ионной батареи должен составлять от 300 до 500 циклов зарядки и разрядки, которые обычно составляют 2-3 года. Постепенно в течение этого срока службы литий-ионные аккумуляторы будут, естественно, испытывать снижение емкости из-за ряда факторов, включая циклический заряд, хранение, колебания температуры, частоту использования и общее старение.
Во избежание риска повреждения аккумулятора используйте только предусмотренное для этого интеллектуальное зарядное устройство. Наши интеллектуальные зарядные устройства имеют встроенные схемы, специально предназначенные для обеспечения правильного напряжения на наших литий-ионных элементах, что предотвращает перезарядку.
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ Li-Ion АККУМУЛЯТОРОВ
Как заряжать аккумулятор, правила
Литий-ионные аккумуляторы похожи на людей тем, что они не ведут себя одинаково и работают лучше всего при температурах, которые не являются ни слишком жаркими, ни холодными.
Эти батареи работают лучше при высоких температурах, чем при низких, так как тепло снижает внутреннее сопротивление и ускоряет химическую реакцию внутри батареи. Побочным эффектом этого процесса является то, что он создает нагрузку на батарею, что может привести к сокращению срока службы в жарких условиях в течение продолжительных периодов.
С другой стороны, низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и сокращает его емкость. Батареи, которые обеспечивают 100% -ную емкость при 27 ° C, обычно уменьшаются на 50% при -18 ° C и так далее.
Li ion аккумуляторы как правильно заряжать?
Что вы можете сделать: Температура окружающей среды значительно влияет на здоровье батареи. Чтобы максимизировать производительность и / или срок службы батареи, работайте и храните при прохладной, сухой температуре. Нагревание холодной батареи в вашем кармане или рюкзаке может обеспечить дополнительное время работы зимой.
Не разряжать полностью
Несоблюдение этих советов и инструкций может привести к повреждению аккумулятора до такой степени, что он станет непригодным для использования. Вы также можете поставить под угрозу свою безопасность и безопасность других людей, если батарея не используется должным образом. В сочетании с несовпадающим зарядным устройством может произойти перегрев или перезарядка, и существует риск возгорания.
Что вы можете сделать: Соблюдайте любые признаки физического повреждения аккумулятора. Не используйте, если батарея вмятина, разорвана или протекает. Соблюдайте признаки перезарядки и перегрева. Не используйте и не заряжайте, если вы обнаружили отек, дым или высокие температуры. Если вышеуказанные признаки обнаружены, прекратите использование и утилизируйте безопасно, вдали от легковоспламеняющихся материалов.
Полная разрядка производится не чаще раза в 3 месяца
Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы?
Зарядка ионно-литиевых батарей очень отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.
Важно! Зарядка литий-ионных батарей зависит от напряжения, а не от тока. Зарядка ионно-литиевых батарей больше похожа на зарядку свинцово-кислотных батарей.
Различия заключаются в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокое напряжение на элемент. Они также требуют гораздо более жестких допусков на напряжение при обнаружении полной зарядки, а после полной зарядки они не допускают или требуют подзарядки. Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полной зарядки, поскольку литий-ионные аккумуляторы не допускают перезарядки.
Хранение с небольшим зарядом
Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это допускает отклонение около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого вызывает напряжение в элементе и приводит к окислению, что сокращает срок службы и производительность. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.
Заряжать только оригинальной зарядкой
Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:
- Заряд постоянного тока: на первой стадии зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента тока заряда контролируется. Как правило, это составляет от 0,5 до 1,0 С. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость зарядки будет равна 2000 мА для скорости зарядки С). Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется скорость зарядки не более 0,8 ° C.На этом этапе напряжение на ионно-литиевом элементе увеличивается для заряда постоянного тока. Время зарядки может быть около часа для этой стадии.
- Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика в 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 В, и ток будет постоянно падать. Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального тока. Время зарядки может быть около двух часов для этой стадии в зависимости от типа элемента и производителя и т. Д.
Эффективность заряда, то есть величина заряда, удерживаемого батареей или элементом, относительно количества заряда, поступающего в элемент, является высокой. Эффективность зарядки составляет от 95 до 99%. Это отражает относительно низкие уровни повышения температуры клеток.
Не перегревать аккумулятор при зарядке
Есть моменты, когда вы не можете использовать аккумулятор в течение длительного периода времени. Вот советы по поддержанию максимальной емкости батареи для длительного хранения.
Что нужно сделать: сохранить 40% уровня заряда перед тем, как поместить в хранилище. Поместите батарею в герметичный контейнер при низких температурах, например, в холодильнике (0–4 ° C), а не в морозильную камеру. Дайте батарее нагреться до комнатной температуры перед повторной зарядкой.
Характеристики при зарядке
Для зарадки литий-ионных аккумуляторов важнно два параметра:
- Ток зарядки. В батарее ток заряда начинает хим.реакции. Реакции варьируются от количества задействованой массы на пластинах и ее толщины, поверхности электродов, термального диапазона, незапланированного процесса электролиза воды. Слабый ток не активирует весь объем намазки электрода, а лишь его самый поверхностный слой.
- Напряжение. Напряжение на токовыводах не будет выше 12,5-12,6 Вольт. Такие аккумуляторы смогут полностью зарядить только специалисты. Рабочие напряжения современного аккумулятора, ниже которого не рекомендуется разряжать 10,8 В и выше которого точно нельзя подымать при зарядке 14.4 В.
Индикатор зарядки литий-ионного аккумулятора
Выполните следующие действия, чтобы сохранить работоспособность вашего аккумулятора.
Что вам нужно сделать: зарядите аккумулятор по мере необходимости. Не беспокойтесь о полной разрядке, так как частичная и случайная зарядка лучше для здоровья и долговечности вашей батареи. Для вашей собственной безопасности и здоровья вашей батареи используйте только специальное зарядное устройство. Хранить в сухом прохладном месте (25 ° C и ниже). Заряжать при комнатной температуре 25 ° С. Никогда не заряжайте при температуре ниже 0 ° C или выше 40 ° C.
Принимая во внимание количество энергии, запасенной в ионно-литиевых батареях, а также характер их химического состава и т. Д., Необходимо обеспечить, чтобы батареи заряжались надлежащим образом и с помощью соответствующего зарядного устройства и оборудования.
Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов или аккумуляторные блоки оснащены различными механизмами для предотвращения повреждений и опасности. Часто эти механизмы предусмотрены в батарейном блоке, который затем можно использовать с простым зарядным устройством.
Механизм, требуемый литий-ионной батареей для зарядки и разрядки, включает в себя:
- Зарядный ток: ток зарядки должен быть ограничен для литий-ионных аккумуляторов. Обычно максимальное значение составляет 0,8C, но более низкие значения обычно устанавливаются, чтобы дать некоторый запас. Для некоторых батарей возможна более быстрая зарядка.
- Температура зарядки: температура заряда литий-ионной батареи должна контролироваться. Элемент или батарея не должны заряжаться, если температура ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
- Зарядный ток: защита от тока разряда необходима для предотвращения повреждения или взрыва в результате коротких замыканий.
- Перенапряжение: защита от перенапряжения необходима для предотвращения слишком высокого напряжения, прикладываемого к клеммам батареи.
- Защита от перезарядки: Схема защиты от перезарядки необходима для остановки процесса зарядки литий-ионных аккумуляторов, когда напряжение на элементе превышает 4,30 Вольт.
- Защита от обратной полярности: литиево-ионная батарея необходима для защиты от неправильной полярности, так как это может привести к серьезным повреждениям или даже взрыву.
- Литий-ионная переразрядка: защита от переразряда необходима для предотвращения падения напряжения батареи ниже примерно 2,3 В в зависимости от производителя.
- Перегрев: защита от перегрева часто используется для предотвращения работы батареи, если температура поднимается слишком высоко. Температура выше 100 ° C может нанести непоправимый ущерб.
При использовании ионно-литиевой батареи обязательно использовать зарядное устройство производителя, поскольку в зарядном устройстве и батарейном блоке могут использоваться различные элементы защиты, в зависимости от конструкции.
Как сделать своими руками, пошагово
Понадобится один из четырех операционных усилителей (IC1a) и транзистор для создания виртуальной шины 2.5 В через GND, которая поглощает ток, который протекает через часть зарядного устройства схемы.
R2 и R3 представляют собой делитель напряжения с выходным напряжением около 2,5 В в зависимости от допусков резистора, операционный усилитель управляет транзистором таким образом, что независимо от тока, 2,5 В всегда будет падать через него.
Четыре операционных усилителя и светодиодные индикаторы питаются напрямую от источника питания 12 В, но на остальной цепи подается питание 9,5 В; между 12v и 2.5v рельсами.
Схема
Схема разработана таким образом, что любой, кто имеет базовые навыки пайки, может легко ее построить.
Печатная плата для зарядника
Плата выглядит таким образом, приобрести её можно на радио-рынке или заказать в интернете:
Как зарядить полностью разряженный аккумулятор
Для начала нужно определить его емкость и текущее состояние.
Плотность электролита на 100% заряженного аккумулятора должна быть выше 1,22 грамм на см³. Чтобы вычислить плотность электролита, нужно воспользоваться ареометром (продается в автомагазинах). Если брать в учет огромное количество видов ареометров, нельзя выдать одну рекомендацию по их эксплуатации.
Как заряжать и обслуживать литий ионный аккумулятор: 6 простых правил
Если вы интересуетесь как заряжать литий ионный аккумулятор, значит вы попали по адресу.
Современные мобильные устройства требуют автономного источника питания.
Причем это справедливо как для «высоких технологий» вроде смартфонов и ноутбуков, так и для более простых устройств, скажем, электродрелей или мультиметров.
Содержание:
Существует масса типов разнообразных аккумуляторов. Но для портативной техники чаще всего используются Li-Ion.
К столь широкому распространению привела относительная простота производства и невысокая стоимость.
Поспособствовали этому и отличные эксплуатационные характеристики, плюс низкий саморазряд и большой запас циклов зарядки-разрядки.
Важно! Для большего удобства большинство таких батарей снабжается специальным контролирующим устройством, которое не дает заряду переходить критические отметки.
При критической разрядке эта схема просто перестает подавать напряжение на устройство, а во время превышения допустимого уровня заряда отключает поступающий ток.
Телефон или планшет с литий-ионным аккумулятором необходимо ставить на зарядку, когда показатель батареи находится на 10–20%.
При этом после достижения номинальных 100% зарядка должна продлится еще полтора-два часа.
Это необходимо потому что фактически батарея будет заряжена на 70–80%.
Совет! Примерно раз в три месяца необходимо проводить профилактическую разрядку.
При зарядке от ноутбука или стационарного компьютера необходимо учитывать, что USB порт неспособен обеспечить достаточного высокого напряжения, следовательно, процесс отнимет больше времени.
Чередование циклов полной и неполной (80–90%) зарядки продлит срок использования устройства.
Несмотря на столь умную архитектуру и общую неприхотливость, соблюдение некоторых правил использования аккумуляторов поможет продлить срок их использования.
Чтобы батарея устройства не «страдала» достаточно придерживаться простых рекомендаций.
Правило 1. Не нужно полностью разряжать аккумулятор
У литий-ионных аккумуляторов современных конструкций отсутствует «эффект памяти». Поэтому заряжать их лучше до того, как настанет момент полной разрядки.
Некоторые производители отмеряют срок службы своих батарей именно количеством циклов зарядки с нулевого значения.
Наиболее качественная продукция способна переносить до 600 таких циклов. При зарядке батареи с 10–20% остатком количество циклов возрастает до 1700.
к содержанию ↑
Правило 2. Полную разрядку все же необходимо предпринимать раз в три месяца
При нестабильной и нерегулярной зарядке среднестатистические отметки максимального и минимального зарядов в упомянутом ранее контроллере сбиваются.
Это приводит к тому, что устройство получает некорректную информацию о количестве заряда.
Предотвратить это поможет профилактическая разрядка. При полной разрядке аккумулятора, минимальное значение заряда в схеме управления (контроллере) обнулится.
После этого необходимо зарядить батарею «под завязку», продержав от восьми до двенадцати часов в подключенном к сети состоянии.
Это обновит максимальное значение. После такого цикла работа батареи будет стабильнее.
к содержанию ↑
Правило 3. Неиспользуемый аккумулятор необходимо хранить с небольшим количеством заряда
Перед хранением лучше зарядить аккумулятор на 30–50% и хранить при температуре 150С. В таких условиях батарея может храниться довольно долго без особого ущерба.
Полностью заряженный аккумулятор в процессе хранения потеряет существенную часть емкости.
А полностью разряженные после долгого хранения останется только отдать на переработку.
к содержанию ↑
Правило 4. Зарядку необходимо производить только оригинальными устройствами
Примечательно, что непосредственно зарядное устройство встроено в конструкцию мобильного устройства (телефона, планшета и пр).
Внешний адаптер в таком случае выступает в роли выпрямителя и стабилизатора напряжения.
Фотоаппараты и видеокамеры не оснащаются подобным устройством. Именно поэтому их аккумуляторы необходимо вынимать и заряжать во внешнем устройстве.
Использование сторонней «зарядки» может негативно сказаться на их состоянии.
к содержанию ↑
Правило 5. Перегрев губителен для Li-Ion аккумуляторов
Высокие температуры крайне негативно отражаются на конструкции аккумуляторов. Низкие тоже губительны, но в гораздо меньшей степени.
Об этом необходимо помнить при эксплуатации литий-ионных батарей.
Батарею необходимо предохранять от прямых солнечных лучей и использовать на расстоянии от источников тепла.
Допустимый диапазон температур находится между -400С и +500С.
к содержанию ↑
Правило 6. Зарядка батарей при помощи «лягушки»
Использование несертифицированных зарядных устройств небезопасно. В частности, распространенные «лягушки» китайского производства нередко воспламеняются в процессе зарядки.
Поэтому зарядка через лягушку рекомендуется только в крайних случаях.
Прежде чем использовать подобное универсальное зарядное устройство, необходимо сверится с указанными на упаковке максимально допустимыми значениями.
Так, внимание необходимо обратить на максимальную емкость.
Если ограничение меньше чем емкость аккумулятора, то в лучшем случае он полностью не зарядится.
При подключении батареи на корпусе «лягушки» должен засветиться соответствующий индикатор.
Если этого не происходит, значит, заряд критически низок или аккумулятор вышел из строя.
При подключении зарядного к сети должен засветиться индикатор подключения.
За достижение максимального заряда отвечает другой диод, который активируется в соответствующих условиях.
Достоинства Li-ion аккумуляторов Makita. / Статьи
Любой человек, предпочитающий аккумуляторный электроинструмент, хочет, чтобы в руках у него было мощное и по возможности легкое устройство. Специалисты известной на весь мир японской компании Makita, учитывая пожелания потребителей, создали для собственного электроинструмента аккумуляторы нового поколения. На смену многим известным никель-кадмиевым (Ni-Cd) и никель-металлогидридым (Ni-MH) аккумуляторам пришли более совершенные батареи – литий-ионные Li.
В чем преимущества Li-ion батарей?
Их несколько. Во-первых, в отличие от аккумуляторов предыдущего поколения, каждый элемент Li-ion батареи обеспечивает 3,6 В (вместо 1,2 В), что втрое больше прежнего. Как следствие, уменьшение веса аккумулятора на 40%. Люди, которым приходится работать с электроинструментом длительное время, безусловно, это оценят – теперь им придется держать в руках устройство, которое стало легче почти в два раза. Также у аккумуляторов изменились габаритные размеры – они стали меньше, а значит, работать с ним будет намного удобнее. При этом Li-ion батареи способны полностью удовлетворить возросшие потребности мощного современного электроинструмента – их емкость равна максимальной емкости Ni-MH аккумуляторов и составляет 3,0 Ah!
Во-вторых, благодаря использованию Li-ion технологии в новых аккумуляторах полностью отсутствует «эффект памяти». А это значит, что заряжать аккумулятор можно в любой время вне зависимости от степени его зарядки. Теперь за ней можно вообще не следить – отлучились на обед, поставили аккумулятор на зарядку.
Третье преимущество – использование в линейке Li-ion инструмента революционной технологии Makstar. Каждая батарея комплектуется специальным встроенным чипом, основная задача которого – фиксация всех данных: количества разрядок и зарядок, емкости, интенсивности использования аккумулятора и некоторых других. Впоследствии эта информация передается зарядному устройству, исходя из нее, он выбирает наиболее оптимальные условия зарядки – напряжение, ток, степень охлаждения. Все это позволяет существенно снизить время зарядки батареи – теперь оно равно 30-60 минутам (в зависимости от типа батареи)! Кроме того, технология Makstar значительно увеличивает срок службы Li-ion аккумулятора, который сейчас составляет 280% от срока службы Ni-Cd батарей. Для сравнения, срок службы Ni-MH аккумуляторов составляет лишь 130%.
В-четвертых, Li-ion аккумуляторы Makita отличаются минимальной разрядкой во время длительного хранения. А это значит, что вам не придется заботиться об их подзарядке. Причем хранить Li-ion аккумуляторы можно даже при минимальном уровне зарядки.
Кроме всего вышеперечисленного необходимо упомянуть, что новые батареи Makita имеют более прочный корпус, в котором осуществляется амортизация толчков и ударов, и многоконтактное крепление (16 контактов), обеспечивающее высокую надежность электрического соединения и минимальную вероятность снижения мощности при вибрациях.
Сегодня на российском рынке представлены два типа Li-ion аккумулятора от Makita – напряжением 18 В и 14,4 В емкостью 3,0 Ah. Они могут использоваться для работы с различными видами ручного электроинструмента – дрелями-шуруповертами, винтовертами, перфораторами, ленточными, циркулярными, сабельными пилами и другими современными устройствами Makita. Причем 14,4-вольтовые аккумуляторы подходят к любым 14,4-вольтовым Li-ion инструментам Makita, а 18-вольтовые, соответственно, к любым 18-вольтовым Li-ion инструментам Makita.
Тяговый литиевый аккумулятор на катере
Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте. От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует
Содержание статьи
LiFePO4 аккумулятор на катере
Компоненты тягового литиевого аккумулятора — четыре последовательно соединенных ячейки и плата управления, приложенная к одной из нихТяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи. Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений
В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.
Литиевый аккумулятор и генератор
LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт
Спецификация типичного тягового литиевого аккумулятора:
| Характеристика | Значение |
| Номинальная емкость, Ач | 125 |
| Минимальная емкость, Ач | 119 |
| Электрическая энергия, кВтч | 1,6 |
| Номинальное напряжение, В | 12,8 |
| Выходное напряжение, В | >12,8 |
| Внутреннее сопротивление, мОм | |
| Последовательное/параллельное соединение | Последовательно до 4 аккумуляторов. Параллельно не ограничено |
| Максимальное напряжение зарядки, В | 14,6 ± 0,1 |
| Поддерживающее напряжение, В | 13,8± 0,2 |
| Стандартный зарядный ток, А | 60 |
| Максимальный зарядный ток, А | 80 |
| Стандартный разрядный ток, А | 80 |
| Максимальный разрядный ток, А | 100 в течении 30 минут |
| Габариты, мм (Д х Ш х В) | 318 х 165 х 215 |
| Вес, кг | 14,7 |
| Характеристика | Значение |
| Защитное напряжение при перезаряде, В/яч | 3,8± 0,025 |
| Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч | 3,6± 0,025 |
| Порядок отключения защиты | Напряжение ниже порогового |
| Защитное напряжение при переразряде, В/яч | 2,0± 0,08 |
| Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч | 2,3± 0,1 |
| Порядок отключения защиты | Зарядка выше порогового напряжения |
| Защита от перегрузки по току, А | 350 |
| Задержка срабатывания защиты, с | 0,5-1,5 |
| Порядок отключения защиты | Сброс нагрузки до допустимого значения |
| Защита от перегрева, С | 65± 5 |
| Сброс защиты при перегреве, С | 50± 10 |
BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.
Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.
Ток зарядки
Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.
Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%. Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается
Стандартный генератор автомобильного типа плохо приспособлен для зарядки тяговых аккумуляторов. Если аккумулятор потребляет ток в течении продолжительного времени, а охлаждение недостаточное, температура генератора вырастет и он может сгореть.КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора. Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается
Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно
Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.
Ограничение нагрузки на генератор
Устройства Sterling Power APD12 защищают генератор от повреждения при сбросе нагрузки во время работы двигателяТок в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.
Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен
Дополнительная защита аккумулятора
Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов для зарядки от генератора. Вверху изображена панель зарядного конвертера. Датчик, соединенный с устройством, отслеживает температуру аккумуляторной батареи. Выводы BMS (1) и BMS (2) служат для соединения с системой управления аккумулятором. В случае возникновения аварийной ситуации, BMS генерирует сигнал высокого (низкого) напряжения. Получив этот сигнал конвертер прекращает работу и снимает напряжение с аккумулятора. Работа автоматически возобновляется после того , как неисправность ликвидированаBMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй — плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:
Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.
DC-DC устройство Sterling Power BBW предназначено для зарядки 6 типов тяговых аккумуляторов, в том числе литиевых, от генератора двигателя. На фотографии представлена модель с входным и выходным напряжением 12 Вольт. Выпускаются варианты 12->12, 12->24, 12->36, 12->48, 24->24. Устройство имеет класс защиты IP68 (полностью водонепроницаемое), поэтому входные и выходные кабеля с предохранителями предустановлены изготовителем. Регулировка и настройка выполняется магнитным ключомУстройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С. Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.
Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С
Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек
Зарядные конвертеры
Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:
| Проблема | Последствия |
| Напряжение генератора не соответствует рекомендуемому напряжению зарядки литиевого аккумулятора
| Аккумулятор заряжается медленно. Заряженный аккумулятор остается под повышенным напряжением. Срок службы аккумулятора сокращается |
| Непрерывная нагрузка может оказаться слишком высокой для генератора | Генератор перегревается и выходит из строя |
| Резервная защита аккумулятора отсутствует
| Отказ BMS или ее компонентов приводит к перезарядке аккумулятора. В крайнем случае аккумулятор разрушится или станет причиной пожара |
Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.
Схема подключения DC-DC конвертеров для зарядки тяговых аккумуляторных батарей. В системе установлено два литиевых аккумулятора — один 12 вольтовый, другой 24-вольтовый. Конвертеры получают от генератора 14 Вольт и преобразуют это напряжение в подходящий для каждого аккумулятора зарядный профильВ системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства
Преимущества зарядных конвертеров:
- Sterling Power BB1260
Входное напряжение 11-20 Вольт
- 12->12 Вольт    
Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт
- Максимальный ток 60 А    
Есть режим 50% мощности
Быстрая зарядка постоянным током
- Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов    
9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль
- —    
Класс защиты IP21
Sterling Power BB1230
12->12 Вольт
Максимальный ток 30 А
- Быстрая зарядка постоянным током    
Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
—
Sterling Power BBW1212
- 12->12 Вольт    
Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1
- Максимальный ток 28 А    
Максимальный ток, потребляемый устройством. Работает с генератором любой мощности
Безопасно для LiFePO4 АКБ
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
- Водонепроницаемое    
Класс защиты IP68
- Преобразует фиксированное выходное напряжение генератора в профиль, состоящий из 4-5 участков разного уровня. Приложенное к тяговому аккумулятору напряжение больше не зависит от генератора, а определяется текущим состоянием самой аккумуляторной батареи
- Заряжает аккумулятор быстрее, чем генератор напрямую. Понижает выходное напряжение после того как зарядит аккумулятор до 100%. Защищает литиевый аккумулятор от перезарядки
- Ограничивает ток в цепи, так что он никогда не превышает номинал устройства. Благодаря этому нагрузка на генератор и зарядный ток аккумуляторной батареи всегда остаются в допустимых пределах
- Прекращает зарядку по сигналу от BMS и уменьшает напряжение с ростом температуры аккумуляторной батареи. Обеспечивает дополнительный уровень защиты литиевого аккумулятора
Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов | DIM565.RU
Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов
Владельцы различных устройств иногда испытывают определённые трудности при поиске информации о правильной эксплуатации аккумуляторов. Этому вопросу и посвящена данная статья.
Все современные телефоны, смартфоны и КПК снабжены аккумуляторами на литиевой основе: литий-ионными или литий-полимерными, поэтому в дальнейшем речь будет идти именно о них. Такие аккумуляторы имеют замечательную ёмкость и сроки службы, но требуют очень жёсткого следования определённым правилам эксплуатации. Эти правила можно разделить на две группы:
1. Не зависящие от пользователя
2. Зависящие от пользователя.
В первую группу входят основополагающие правила заряда и разряда аккумуляторов, которые контролируются встроенным в аккумулятор устройством (контроллером), а также иногда дополнительным контроллером, располагающимся в самом устройстве. Эти правила просты:
Аккумулятор всю свою жизнь должен находиться в состоянии, при котором его напряжение не превышает 4.2 вольта и не опускается ниже 2.7 вольта. Эти напряжения являются показателями соответственно максимального (100%) и минимального (0%) заряда. Минимальное напряжение, указанное выше, применимо к аккумуляторам с электродами, выполненными из кокса, однако большинство современных аккумуляторов имеет электроды из графита. Для них минимальное напряжение равно 3 вольта.
Количество энергии, отдаваемой аккумулятором при изменении его заряда от 100% до 0%, — это его ёмкость. Некоторые производители ограничивают максимальное напряжение 4.1 вольтами, при этом аккумулятор живёт подольше, но его ёмкость снижается примерно на 10%. Также иногда нижний порог повышается до 3.0-3.3 вольт, в зависимости от материала электродов, с такими же последствиями.
Наибольшая долговечность аккумулятора достигается при примерно 45-процентном заряде, а при увеличении или уменьшении степени заряда срок жизни аккумулятора уменьшается. Если заряд находится в пределах, которые обеспечивает контроллер аккумулятора (см. выше), изменение долговечности не значительно.
Если в силу обстоятельств напряжение на аккумуляторе выходит за пределы, указанные выше, даже на непродолжительное время, срок его жизни драматически уменьшается. Такие состояния называются перезаряд и переразряд и являются очень опасными для аккумулятора.
Контроллеры аккумуляторов, предназначенные для разных устройств, если они (контроллеры) изготовлены с надлежащим качеством, никогда не позволяют напряжению на аккумуляторе во время заряда стать больше 4.2 вольта, но, в зависимости от предназначения батареи, могут по-разному ограничивать минимальное напряжение при разряде. Так, в аккумуляторе, предназначенном для, скажем, шуруповёрта или моторчика модели автомобиля, минимальное напряжение, скорее всего, будет действительно минимально допустимым, а для КПК или смартфона — повыше, ибо минимального напряжения в 2.7-3.0 вольт может просто не хватить для работы электроники девайса. Поэтому в сложных устройствах типа телефонов, КПК и т.п. работу контроллера, встроенного в сам аккумулятор, дополняет контроллер в самом устройстве.
Поговорим о процессе заряда литиевых аккумуляторов. Зарядное устройство любого литиевого аккумулятора представляет собой источник постоянного напряжения в 5 вольт, способный отдавать для заряда ток, равный примерно 0.5-1.0 емкости аккумулятора. Так, если емкость аккумулятора равна 1000 mA•h, зарядное устройство должно обеспечить ток заряда не менее 500 mA, а номинально — 1 ампер.
Существует несколько режимов заряда литиевых аккумуляторов.
Начнём с режима, являющегося стандартным в компании Sony. Этот режим требует длительного времени заряда, сложного контроллера, но обеспечивает наиболее полный заряд аккумулятора. На представленном графике синим цветом обозначен ток заряда, красным — напряжение на аккумуляторе, розовым — степень заряженности аккумулятора в процентах.
На первом этапе зарядки, длящемся приблизительно 1 час, аккумулятор заряжается током постоянной величины до достижения напряжения в 4.2 вольта на аккумуляторе. После этого начинается второй этап, длящийся также около часа, во время которого контроллер, поддерживая напряжение на аккумуляторе ровно в 4.2 вольта, постепенно уменьшает зарядный ток. При уменьшении зарядного тока до определённой величины (порядка 0.2 от ёмкости аккумулятора) начинается третий этап зарядки, в течение которого зарядный ток продолжает уменьшаться, а напряжение на клеммах аккумулятора сохраняется на прежнем уровне — 4.2 вольта. Третий этап, в отличие от первых двух, имеет строго определенную длительность, определяемую встроенным в контроллер таймером, — 1 час. По истечении третьего этапа контроллер полностью отключает аккумулятор от зарядного устройства.
Степень заряженности аккумулятора в конце первого этапа равна 70%, в конце второго — 90%, а в конце третьего — 100%.
Многие компании, стремясь к удешевлению своих устройств, используют упрощенные режимы заряда аккумуляторов, например, прекращая заряд при достижении напряжения на аккумуляторе 4.2 вольта, то есть используя только первый этап зарядки. В этом случае аккумулятор заряжается быстро, но, увы, только до 70% своей реальной емкости. Определить, что в вашем устройстве именно такой, упрощенный контроллер нетрудно, — для полноценной зарядки требуется примерно 3 часа, не меньше.
Во вторую группу входят правила эксплуатации, на которые мы с вами можем влиять, тем самым значительно увеличивая или уменьшая срок жизни аккумулятора.
Эти правила следующие:
нужно стараться не доводить аккумулятор до минимального заряда и, тем более, до состояния, когда машинка сама выключается, ну, а если так случилось, то нужно зарядить аккумулятор как можно скорее.
не нужно бояться частых подзарядок, в том числе и частичных, когда полный заряд не достигается — аккумулятору это не вредит.
вопреки сложившемуся у многих пользователей мнению, перезаряд вредит литиевым аккумуляторам не меньше, а даже больше, чем глубокий разряд. Контроллер, конечно, ограничивает максимальный уровень заряда, но есть одна тонкость. Хорошо известно, что ёмкость аккумуляторов зависит от температуры. Так, если, например, мы зарядили аккумулятор при комнатной температуре и получили заряд 100%, то при выходе на мороз и остывании машинки степень заряженности аккумулятора может снизиться до 80% и ниже. Но может быть и обратная ситуация. Аккумулятор, заряженный при комнатной температуре до 100%, будучи немножко нагрет, станет заряженным, скажем, до 105%, а это для него очень и очень неблагоприятно. Такие ситуации встречаются при эксплуатации машинки, длительное время находящейся в кредле. Во время работы температура девайса и вместе с ним аккумулятора повышается, а ведь заряд уже полный…
В связи с этим правило гласит: если Вам необходимо работать в кредле, сначала отсоедините машинку от зарядки, поработайте на ней, а когда она выйдет на “боевой” температурный режим, подключайте зарядку.
Кстати, это правило также касается владельцев ноутбуков и прочих гаджетов.
Идеальные условия для длительного хранения аккумулятора — это нахождение вне девайса с зарядом примерно 50%. Исправный аккумулятор при этом не требует заботы о себе месяцами (порядка полугода).
И напоследок еще немного информации:
— Вопреки сложившемуся мнению, литиевые аккумуляторы, в отличие от никелевых, почти не обладают “эффектом памяти”, поэтому, так называемая, “тренировка” нового литиевого аккумулятора практически не имеет смысла. Для собственного успокоения достаточно один-два раза полностью зарядить-разрядить новый аккумулятор. Это нужно для калибровки дополнительного контроллера.
— Владельцы устройств знают, что можно заряжать батарею как от зарядного устройства, так и от USB. При этом зачастую вызывает недоумение невозможность зарядки от USB. Дело в том, что по “закону” USB-контроллер должен отдавать периферийным устройствам, подключенным к нему, ток около 500 mA. Однако бывают ситуации, когда либо сам контроллер не может обеспечить такой ток, либо устройство подключают к USB контроллеру, на котором уже висит какая-то периферия, потребляющая часть мощности. Вот и не хватает тока для зарядки, особенно если аккумулятор разряжен слишком сильно.
— Литий-содержащие аккумуляторы ОЧЕНЬ НЕ ЛЮБЯТ ЗАМОРАЖИВАНИЕ. Всегда старайтесь избегать пользования машинкой на сильном морозе — увлечетесь, и аккумулятор придётся менять. Конечно, если Вы достали машинку из тёплого внутреннего кармана куртки и сделали пару заметок или звонков, а потом положили зверька обратно, проблем не будет.
— Практика показывает, что литиевые батареи (не только аккумуляторы) снижают свою ёмкость при уменьшении атмосферного давления (в высокогорье, в самолете). Вреда батареям это не приносит, но знать об этом следует.
— Бывает, что после приобретения аккумулятора повышенной ёмкости (скажем, 2200 mA•h вместо штатных 1100 mA•h) машинка через пару дней пользования новым аккумулятором начинает странно себя вести: виснет, отключается, зарядка аккумулятора, вроде, происходит, но как-то странно, и т.п. Не исключено, что ваше зарядное устройство, которое с успехом работает на “родном” аккумуляторе, просто не в состоянии обеспечить достаточный ток зарядки аккумулятора большой ёмкости. Выход — приобретение зарядного устройства с большим отдаваемым током (скажем, 2 ампера вместо прежнего 1 ампера).
Автор статьи: slimest
По материалам сайта 4pda.ru
Как правильно заряжать и эксплуатировать литий-ионный аккумулятор?
ОбзорыЗаряжение и разряжение любой аккумуляторной батареи (АКБ) происходит в виде химической реакции. Исключение составляют литиевые батареи. Чтобы увеличить срок годности изделий, пользователь должен знать, что такое Li-ion аккумуляторы и как правильно их заряжать.
Что представляет собой литий-ионный аккумулятор
В новых электронных приборах, энергетических системах и других источниках питания устанавливают литий-ионную батарею. Этот вид изделий подходит для телефонов, цифровых устройств, электромобилей и прочих гаджетов.
Как правильно заряжать Li-ion аккумулятор
Для восполнения заряда АКБ выделяют несколько способов. Чаще используют двухэтапное заряжение, которое разработала компания SONY, при этом импульсный заряд и ступенчатую зарядку не применяют. Во время заряжения литий-ионных АКБ соблюдают напряжение и учитывают особенности устройства.
На одну деталь батареи не должно приходиться более 4,2 В. Номинальный показатель для них составляет 3,7 В. Литиевые АКБ можно заряжать быстро и не полностью. Эксплуатация устройства с 40-80% наполнения увеличивает длительность его работы.
Двухступенчатая схема зарядки
Зарядить аккумулятор можно по схеме СС/CV. Сначала нужно обеспечить постоянный ток заряда. На этом этапе первой зарядки восстанавливается 70-80% объема энергии. Значение тока устанавливают 0,2-0,5 С. Для ускоренного заряжения понадобится 0,5-1,0 С. Изначально значение стабильное — 5 В. При достижении уровня 4,4 В на клеммах можно переходить к следующему этапу зарядки.
ЗУ держит стабильный уровень напряжения, а ток при повышении емкости начинает снижаться. Когда его значение опускается до 0,05-0,01 С, зарядка полностью исчезает, прибор отключается без запуска перезарядки. Для восстановления наполненности аккумулятора потребуется не больше 3 часов. При глубоком разряде литий-ионной АКБ (ниже 3,0 В) проводят толчок, заряжая батарею малым током, пока напряжение на клеммах достигнет 3,1 В. После этого применяют стандартную схему.
Как контролируют параметры зарядки
Из-за работы литиевых батарей в небольших рамках тока на клеммах их запрещено разряжать ниже 3 В и перезаряжать выше 4,2 В. В зарядном устройстве (ЗУ) есть контроллер заряженности, но в каждом аккумуляторе присутствует свой прерыватель, РСВ-плата или модуль защиты РСМ. Эти элементы помогают сохранить батарею в норме. При нарушении какого-то параметра они отключают банку и разрывают цепь.
Контроллер необходим для управления — перевода в режим CC/CV, отключения зарядки и контроля за энергетическим объемом в банках. В процессе заряжения сборка функционирует и нагревается.
Для литиевых конструкций можно использовать оригинальные ЗУ или зарядки, сделанные своими руками:
- LP2951 помогает ограничить ток стабилизатором и устанавливает постоянное значение напряжения 4,08-4,26 В;
- LM317 является схемой простого ЗУ с индикатором заряда и отсутствием питания от порта USB;
- MCP73831 подходит для зарядки полимерных и ионных изделий;
- MAX1555, MAX1551 разработаны для литиевых батарей, устанавливаются в адаптер питания от смартфона в USB и имеют возможность предварительного заряжения.
Когда в АКБ есть несколько элементов, то они разряжаются неравномерно. При восполнении уровня энергии используют балансир, который распределяет заряд равномерно по всем банкам. Эта деталь может встраиваться в схему или находиться отдельно. При восполнении энергии в изделии емкостью 12 В (вольт) нужно знать, каким током воспользоваться, чтобы не нарушить его характеристики. Самодельные ЗУ с контроллером и защитой прибора подходят для этого.
Эксплуатация Li-ion батарей
Использование литий-ионной конструкции должно быть правильным.
Калибровка
Процедура представляет собой полное заряжение и последующее разряжение аккумулятора. Калибровку проводят раз в 3 месяца для того, чтобы контроллер изделия зафиксировал границы зарядки и разрядки. Когда процедура осуществляется вручную, сначала ждут отключения устройства, которое в дальнейшем ставят заряжаться. Длительность заряжения до полной заполненности можно посмотреть в паспорте, прилагающемся к аппарату.
Затем батарею вынимают и снова вставляют в прибор. Если уровень заряженности меньше 100%, то снова включают зарядник. Действия повторяют до того момента, пока включение не покажет полную зарядку. Для калибровки часто применяют утилиты для Android и IOS.
Хранение
До отправки аккумулятора на хранение его нужно зарядить. Значение заряда должно находиться в пределах 50%. Для лучшего сохранения емкости АКБ рекомендуется поддерживать 15°С в помещении, где находится изделие. Высокий температурный режим приводит к быстрой потере емкости аккумулятора. Во время длительного хранения необходимо проводить полное заряжение и разряжение, восполняя заряд на последнем этапе до 50%.
Чего не нужно делать с литий-ионными аккумуляторами
Во время использования литиевых АКБ запрещено:
- Оставлять изделие в холодной комнате. Чувствительность прибора приведет к его полному разряжению в холодной среде.
- Заряжать батарею без контроллера. Это допустимо, если нужно толкнуть изделие, подав на него короткий сильный заряд тока. Игнорирование правил безопасности недопустимо.
- Нагревать элементы. Из-за активности лития в АКБ возникают непредсказуемые химические реакции, что вызывает возгорание. Чтобы этого не произошло, изделие не оставляют возле открытого огня, под солнечным светом и около других источников тепла.
- Разбирать банку батареи. Нарушение герметизации может стать причиной воспламенения.
При соблюдении этих правил устройство не будет повреждено, а срок его службы увеличится.
Мне нравитсяНе нравитсяLTC1733: терморегулирование увеличивает скорость зарядки литий-ионной батареи без риска перегрева
Линейные зарядные устройстваобычно меньше, проще и дешевле, чем решения на основе переключателей, но у них есть один серьезный недостаток: чрезмерное рассеивание мощности. Когда входное напряжение высокое, а напряжение батареи низкое (разряженная батарея), линейное зарядное устройство может генерировать достаточно тепла, чтобы повредить себя или другие компоненты. Как правило, такие условия являются временными — поскольку напряжение батареи растет вместе с ее зарядом — но это наихудшие ситуации, которые необходимо учитывать при определении максимально допустимых значений тока заряда и температуры ИС.Чтобы решить эту проблему, LTC1733 использует внутреннюю тепловую обратную связь для регулирования тока заряда и ограничения температуры кристалла. Эта функция обеспечивает более быстрое время зарядки, поскольку разработчик может запрограммировать высокий ток заряда (чтобы минимизировать время зарядки) без риска повреждения LTC1733 или любых других компонентов. Также устраняется необходимость в чрезмерном тепловом проектировании. Для дальнейшего улучшения теплопередачи LTC1733 заключен в 10-контактный корпус MSOP с улучшенными тепловыми характеристиками. Для простоты LTC1733 представляет собой законченное решение для литий-ионного зарядного устройства, для которого требуется всего три внешних компонента, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Автономное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов.
Внутренний силовой полевой МОП-транзистор позволяет программировать ток заряда до 1,5 А с точностью 7%, чтобы обеспечить быструю и полную зарядку. Внутренний полевой МОП-транзистор также устраняет необходимость во внешнем резисторе считывания тока или блокирующем диоде. Конечное напряжение холостого хода выбирается контактом 4,1 В или 4,2 В с точностью 1%, чтобы предотвратить опасную перезарядку или снижение емкости батареи из-за недозаряда.
В соответствии с рекомендациями производителей аккумуляторов LTC1733 включает в себя программируемый таймер завершения зарядки и вход термистора для зарядки с учетом температуры.Выходы состояния включают в себя обнаружение заряда C / 10 для индикации состояния, близкого к концу заряда, обнаружение наличия настенного адаптера для определения того, может ли зарядка продолжаться или нет, мониторинг зарядного тока для измерения газа и обнаружение неисправностей для выявления неисправных элементов. Кондиционирование низкого заряда батареи (непрерывная зарядка) безопасно заряжает переразряженный элемент, а автоматическая подзарядка гарантирует, что батарея всегда будет полностью заряжена. Для экономии заряда батареи ток разряда батареи LTC1733 падает до менее 5 мкА, когда сетевой адаптер отсутствует или когда компонент выключен.
Чтобы зарядить одноэлементный литий-ионный аккумулятор, пользователь должен подать входное напряжение (обычно от сетевого адаптера) не менее 4,5 В на вывод V CC . На выводе ACPR впоследствии будет установлен низкий уровень, чтобы указать, что условие входного напряжения было выполнено. Кроме того, резистор 1% должен быть подключен от PROG к GND, чтобы запрограммировать номинальный ток заряда на 1500 В / R PROG . Затем на выводе CHRG будет низкий уровень, чтобы указать, что цикл зарядки начался. Конденсатор, подключенный между выводом TIMER и GND, запрограммирует время завершения заряда на 3 часа на 100 нФ.
Если напряжение на выводе BAT ниже 2,48 В в начале цикла заряда, то ток заряда будет составлять одну десятую запрограммированного значения, чтобы безопасно довести напряжение элемента до достаточно высокого, чтобы обеспечить полный ток заряда. Если ячейка повреждена, и напряжение не поднимается выше 2,48 В в течение одной четверти запрограммированного времени завершения, цикл зарядки завершится, и на выходе состояния FAULT будет зафиксирован низкий уровень, указывающий на плохую ячейку. Все три из этих выходных контактов состояния, ACPR, CHRG и FAULT, обладают достаточной способностью потреблять ток, чтобы зажечь светодиод.
Когда напряжение батареи поднимается выше 2,48 В (что обычно происходит вскоре после начала цикла зарядки), LTC1733 подает на батарею постоянный ток, как запрограммировано R PROG . LTC1733 будет оставаться в режиме постоянного тока до тех пор, пока напряжение на выводе BAT не приблизится к выбранному конечному напряжению плавающего режима (4,1 В для SEL = 0 В и 4,2 В для SEL = V CC ). В этот момент деталь переходит в режим постоянного напряжения.
В режиме постоянного напряжения LTC1733 начинает уменьшать ток заряда, чтобы поддерживать постоянное напряжение на выводе BAT, а не постоянный ток на выводе BAT.Когда ток падает до 10% от полномасштабного запрограммированного тока заряда, внутренний компаратор блокирует сильное понижение на выводе CHRG и подключает источник слабого тока (около 25 мкА) к земле, чтобы указать близкий конец Заряд (C / 10) состояние.
В отличие от зарядных устройств, которые отключаются, когда ток достигает C / 10, LTC1733 продолжает заряжать батарею после точки C / 10, пока не истечет время завершения, чтобы гарантировать, что батарея полностью заряжена. Прекращение зарядки на C / 10 может оставить аккумулятор заряженным только до 90-95% емкости, в то время как зарядка после C / 10 и завершение по времени может зарядить аккумулятор до 100% емкости.После завершения контакт CHRG принимает состояние с высоким импедансом.
LTC1733 может заряжать батарею при условии, что напряжение батареи было заряжено выше 3,95 В (SEL = 0 В) или 4,05 В (SEL = V CC ) во время начального цикла зарядки. При превышении этих пороговых значений начинается новый цикл зарядки, если напряжение батареи падает ниже 3,9 В (SEL = 0 В) или 4,0 В (SEL = V CC ) из-за нагрузки на батарею или тока саморазряда батареи. батарея. Схема подзарядки интегрирует напряжение на выводе BAT в течение нескольких миллисекунд, чтобы предотвратить перезапуск цикла зарядки из-за переходных процессов.Эта функция гарантирует, что аккумулятор остается заряженным, даже если он оставлен подключенным к зарядному устройству в течение очень долгого времени.
Дополнительной ключевой особенностью LTC1733 является внутренний контур терморегулирования. Если при работе с высокой мощностью и / или в условиях высокой температуры окружающего воздуха температура перехода LTC1733 приближается к 105 ° C, ток заряда автоматически снижается, чтобы поддерживать температуру перехода примерно на уровне 105 ° C (температура платы обычно остается ниже примерно 85 ° C. ).Это называется режимом постоянной температуры. Эта функция позволяет пользователю программировать ток заряда на основе типичных условий эксплуатации и устраняет необходимость в сложной тепловой конструкции, необходимой во многих применениях линейных зарядных устройств. LTC1733 автоматически позаботится о наихудших условиях. Помимо защиты LTC1733, эта функция устраняет «горячие точки» на плате, тем самым защищая окружающие компоненты. Функции теплового отключения других зарядных устройств просто отключают зарядное устройство при очень высоких температурах (обычно выше 130 ° C).Этот тип отключения, основанный на температуре перехода, позволяет как зарядному устройству, так и окружающей плате сильно нагреваться, поэтому, даже если существует «защита» отключения, приложение должно быть тщательно спроектировано, чтобы избежать достижения температуры теплового отключения во всех сценариях. LTC1733 упрощает тепловую конструкцию, автоматически балансируя ток заряда, рассеиваемую мощность и рабочую температуру.
Для дальнейшего улучшения тепловых характеристик LTC1733 он упакован в 10-контактный корпус MSOP с улучшенными тепловыми характеристиками.Плата приложений, изображенная на Рисунке 2, занимает всего 76 мм 2 пространства на плате и может рассеивать более 2 Вт энергии при комнатной температуре. Это соответствует максимальному току заряда около 1,5 А при входном напряжении 5 В. Это предполагает, что литий-ионный аккумулятор во время зарядки большую часть времени работает при напряжении 3,7 В. Фактически, это консервативное предположение, так как типичный литий-ионный аккумулятор поднимается выше 3,8 В в течение первых нескольких минут зарядки. Мощные тепловые характеристики LTC1733 и точность запрограммированного тока заряда 7% позволяют очень быстро и точно заряжать одноэлементные литий-ионные аккумуляторы.
Рис. 2. Полнофункциональное одноэлементное литий-ионное зарядное устройство.
Для измерений газа вывод PROG предоставляет очень точную информацию о токе, вытекающем из вывода BAT. Отношение определяется по:
В режиме постоянного тока напряжение на выводе PROG всегда составляет 1,5 В, что указывает на то, что запрограммированный ток заряда вытекает из вывода BAT. В режиме постоянной температуры или постоянного напряжения ток вывода BAT уменьшается и может быть определен путем измерения напряжения на выводе PROG и применения приведенной выше формулы.Вывод PROG вместе с тремя выходами состояния с открытым стоком (ACPR, CHRG и FAULT) информируют пользователя о том, что именно делает LTC1733 в любое время.
В дополнение к программируемому таймеру и оценке низкого уровня заряда батареи, LTC1733 добавляет зарядку с определением температуры в список рекомендуемых производителем батарей функций безопасности. Температура аккумуляторной батареи измеряется путем размещения термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) рядом с аккумуляторной батареей. Используя схему, показанную на Рисунке 3, LTC1733 может временно приостановить внутренний таймер и прекратить зарядку, когда температура батареи упадет ниже 0 ° C или поднимется выше 50 ° C.Для выполнения этой функции следует выбрать R HOT как значение выбранного термистора NTC при 50 ° C. Это гарантирует, что точка срабатывания внутреннего компаратора 1 / 2V CC соответствует температуре NTC 50 ° C. Кроме того, выбранный термистор NTC должен иметь значение при 0 ° C, которое в семь раз больше значения при 50 ° C, насколько это возможно. Соотношение холодного и горячего NTC 7: 1 гарантирует, что точка срабатывания внутреннего компаратора 7 / 8V CC соответствует температуре NTC 0 ° C.Каждый компаратор горячего и холодного имеет гистерезис примерно 2 ° C для предотвращения колебаний относительно точки срабатывания. Кроме того, функцию NTC можно отключить без каких-либо внешних компонентов, просто заземлив вывод NTC.
Рисунок 3. Схема температурной квалификации.
LTC1733 — это полнофункциональное автономное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. В своей простейшей форме LTC1733 требует всего трех внешних компонентов и может безопасно и точно заряжать аккумуляторы большой емкости очень быстро, используя до одного.5А зарядного тока. Термистор NTC и несколько светодиодов могут быть добавлены, чтобы воспользоваться функциями безопасности и состояния.
Как продлить срок службы литий-ионной батареи электромобиля или устройства
Наша жизнь все больше заполняется устройствами с батарейным питанием, большинство из которых теперь используют литий-ионные батареи, включая сотовые телефоны, ноутбуки, электроинструменты и — самое подходящее. для нас — в электромобилях. Многие из нас испытали некоторый уровень деградации батареи, по крайней мере, в смартфонах.Но электромобили немного дороже, и потеря емкости или способности батареи удерживать заряд могут заметно повлиять на ваше поведение при вождении. Представьте, что топливный бак вашего газового автомобиля со временем сжимается!
Итак, что делать покупателям электромобилей? Исследование Мичиганского университета о том, как потребители могут продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов (в автомобилях, телефонах и т. Д.), Было недавно опубликовано в Journal of Energy Storage, и в нем содержится несколько советов. Исследование проводилось при поддержке Responsible Battery Coalition, ассоциации компаний (включая Ford и Honda), ученых и организаций, приверженных ответственному управлению аккумуляторными батареями сейчас и в будущем, чтобы свести к минимуму влияние, которое наш образ жизни, который все больше использует батареи, оказывает на здоровье человека. планета.Помимо академических исследований способов продления срока службы аккумуляторов, команда изучила доступные рекомендации по использованию аккумуляторов и зарядке, содержащиеся в руководствах пользователя от производителей, включая BMW, Chevrolet, Ford, Fiat, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Nissan и Тесла.
Продолжайте читать список, чтобы узнать больше о том, как продлить срок службы батарей, а также ключевую справочную информацию о науке, лежащей в основе этих устройств хранения энергии.
6 способов продлить срок службы батареи электромобиля
- Свести к минимуму воздействие высоких температур при хранении и использовании — По возможности ставьте электромобиль в тени или подключайтесь к электросети, чтобы система терморегулирования батареи могла работать от электросети .
- Свести к минимуму воздействие низких температур— Опять же, большая опасность заключается в том, что парковка отключена от электросети при экстремально низких температурах. Если вы можете подключить его, система терморегулирования батареи может поддерживать ее в удобстве. Некоторые электромобили автоматически запускают систему терморегулирования даже при отключении от сети, пока мощность не упадет до 15 процентов, после чего все становится некрасивым.
- Сведите к минимуму время, затрачиваемое на 100-процентный уровень заряда — Постарайтесь подавить желание каждую ночь подключаться к сети всю ночь.Если в ваших ежедневных поездках расходуется 30 процентов батареи, использование средних 30 процентов (например, от 70 до 40 процентов) лучше для батареи, чем всегда использование верхних 30 процентов. Умные зарядные устройства со временем интегрируются с вашим календарем, чтобы предугадывать ежедневные потребности вождения и адаптировать зарядку в соответствии с вашими требованиями.
- Минимизируйте время, проводимое при нулевом уровне заряда — Системы управления батареями обычно отключают электромобиль задолго до того, как он достигнет нуля. Еще большая опасность заключается в том, что автомобиль остается отключенным от электросети так долго, что он саморазряжается до нуля и остается там в течение длительного периода.
- Избегайте быстрой зарядки — Автопроизводители знают, что одним из ключей к массовому внедрению электромобилей является способность заряжаться так же быстро, как заправка бензобака, поэтому они боятся предупреждать о высоковольтной зарядке постоянным током. И действительно, это нормально для подзарядки во время нечастых длительных поездок — или когда неожиданная встреча истощает ваш стратегический 70-процентный заряд за ночь. Не делай это привычкой.
- Избегайте более быстрой разрядки, чем это необходимо — Трудно противостоять этим нелепым запускам Tesla, и они относительно безвредны, когда иногда им пользуются при демонстрации вашего автомобиля потенциальному новичку электромобиля.Просто знайте, что каждый из них в некоторой степени ускоряет окончательный разряд аккумулятора вашего автомобиля.
Ищете способы продлить срок службы аккумулятора телефона / ноутбука?
- Избегайте использования или хранения в среде с высокой влажностью. — Батареи должны быть герметично закрыты, но в случае повреждения корпуса влага может вызвать внешнее короткое замыкание ячеек или вызвать побочные реакции и другие возможные режимы отказа.
- Избегайте механических повреждений. — Да, все, что приводит к короткому замыканию аккумулятора, приведет к его выходу из строя и создаст угрозу безопасности.
- Следуйте инструкциям производителя по калибровке. — Они часто включают начальную полную разрядку для правильной калибровки измерителя уровня заряда батареи.
Как работают литий-ионные батареи
Как следует из названия, в этих батареях работают положительно заряженные ионы лития. Эти ионы притягивают электроны. В полностью заряженной батарее они сбиваются на некоторое количество молекул анода (которые обычно представляют собой углерод) вместе с электроном.Когда энергия отбирается от батарей, электроны уходят, чтобы выполнять свою работу, а ионы лития мигрируют через специальный сепаратор, который пропускает только эти ионы. Оказавшись на другой стороне, они падают на катодные молекулы (обычно оксиды металлов) вместе с электронами, которые только что помогли вращать двигатель, зажечь лампочку, доставить твит или что-то еще.
Типы старения и деградации батарей
В исследовании батарей Мичиганского университета рассматривалось как календарное старение с течением времени, так и циклическое старение с использованием.Он также был сосредоточен на двух основных формах деградации батареи: уменьшении емкости (когда ампер-часы энергии, которая может быть сохранена, падает) и снижении мощности (когда внутреннее сопротивление батареи в омах увеличивается, снижая скорость, с которой энергия может быть направлена в или вытащили из аккумулятора). Спад мощности влияет на запас хода электромобиля и расход топлива; Снижение мощности влияет на его ходовые качества — ускорение, способность преодолевать подъем и скорость, с которой он может заряжаться — с помощью тормозов или зарядного устройства.
Посмотреть все 25 фотографийЧто на самом деле ухудшает работу аккумуляторов
Потеря запасов лития (LLI) происходит, когда различные реакции выводят ионы лития из обращения. Первые циклы зарядки нового аккумулятора всегда истощают около 10 процентов доступного лития, когда он наносится на анод в качестве защитного слоя «твердый электролит между фазами» (SEI). Потеря активного материала (LAM) обычно происходит, когда электроды разрушаются, обеспечивая меньшее количество мест для прикрепления ионов лития.Затухание мощности будет зависеть только от того, что из вышеперечисленного хуже, но эффект обоих режимов является аддитивным, вызывая затухание мощности. Механическое напряжение возникает, когда «литиация» и «делитирование» электродов вызывают изменение их объема на целых +/- 10 процентов. Это набухание и усадка может вызвать «расслоение» и растрескивание SEI, что может привести к выведению большего количества лития из обращения при повторной пластинке.
Итак, в заключение, 6 вещей, которые ненавидят аккумуляторы
- Высокая температура — Может разрушать материалы, которые связывают углеродные или оксидные материалы с электродами, расплавлять сепаратор, вызывать растворение катодных металлов, растворять SEI слой, вызывают потерю кислорода из оксида металла катода и / или вызывают разложение электролита.
- Низкая температура — В первую очередь снижает скорость диффузии ионов через сепаратор.
- Высокий уровень заряда — Может вызвать коррозию алюминиевого токосъемника в катоде, разложить связующий материал, растворить слой SEI, вызвать повышение внутреннего механического напряжения в газах и разложение электролита.
- Низкое состояние заряда — Может вызвать коррозию медного токоприемника в аноде и растворение переходных металлов.
- Высокий зарядный ток — Может замедлять диффузию ионов и усиливать изменения объема и механические напряжения, которые они вызывают во время зарядки.
- Высокий ток разряда — Усиливает изменения объема и механические напряжения, которые они вызывают во время разряда.
Как хранить литиевые батареи
Обновлено 2 июля 2021 г.Что такое литий-ионные батареи?
С момента своего появления в 1991 году литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы остаются популярными как среди малых, так и среди крупных корпораций из-за их длительного срока службы и легкости.Сегодня мы используем их в качестве основного источника питания для смартфонов, ноутбуков, планшетов, военных дронов и даже электромобилей. Однако при неправильном хранении литиевые батареи могут быть чрезвычайно опасными. В этой статье мы дадим несколько советов по хранению литиевых батарей.
Рекомендации по хранению литий-ионных батарей: температура и заряд
Температура жизненно важна для понимания того, как хранить литиевые батареи. Рекомендуемая температура хранения для большинства из них — 59 ° F (15 ° C), но это не везде.Итак, перед хранением литиевых батарей внимательно прочитайте этикетки на правильном хранении для вашего конкретного типа батарей. Здания для хранения литиевых батарей с климат-контролем идеально подходят для хранения больших объемов литий-ионных батарей при определенных температурах, чтобы обеспечить безопасные условия хранения.
Также помните о состоянии заряда при хранении. Всегда держите свинцово-кислотный аккумулятор полностью заряженным во время хранения. Никелевые и литий-ионные аккумуляторы следует хранить при уровне заряда около 40%. В случае неправильного хранения литий-ионные батареи могут выйти из строя.Это может вызвать чрезмерный нагрев, что приведет к его внутреннему повреждению и потенциально может загореться. Храните элементы с зарядом от 30% до 50%. Элементы можно хранить полностью разряженными, хотя для оптимальной безопасности напряжение элемента не должно опускаться ниже 2,0. Максимальное напряжение не должно превышать 4,1 вольт. Всегда следуйте инструкциям по зарядке, прилагаемым к каждой литий-ионной батарее.
СВЯЗАННАЯ СТАТЬЯ: Требования к хранению литий-ионных батарей
Как хранить литий-ионные батареи: техническое обслуживание и меры предосторожности при обращении
- Контроль состояния заряда аккумулятора во время зарядки
- Убедитесь, что регуляторы температуры установлены на заданную температуру
- Соблюдайте время работы при полностью заряженном аккумуляторе
- Обеспечить саморазряд аккумуляторов
- Проверьте аккумуляторы перед тем, как поместить их на хранение, на предмет нарушений заряда
- Не подвергайте литий-ионные аккумуляторы чрезмерной вибрации
- Не храните батареи при высоких или низких температурах
- Всегда осторожно обращайтесь с батареями
- Поместите батареи на хранение после того, как в здании достигнут допустимый уровень температуры
- Не используйте поврежденные батареи
- При попадании жидкости не тереть глаза.Немедленно промойте глаза на станции для промывания глаз
- Мыть руки после работы с батареями
- При попадании на одежду немедленно сменить одежду
Поиск решений для хранения литий-ионных батарей с химическим хранилищем в США
Обеспечение безопасности и качества Литий-ионные аккумуляторыпредставляют собой проблемы и опасности для производителей, которые полагаются на безопасное хранение этих мощных энергетических инструментов, а правильное решение для хранения может улучшить или нарушить вашу работу.U.S. Chemical Storage гордится тем, что предоставляет безопасные и надежные сборные складские помещения, предназначенные для хранения литиевых батарей. Тщательно спроектированные здания для хранения литиевых батарей представляют собой осязаемое решение, как хранить батареи в течение длительного времени, сохраняя при этом ваши продукты для облегчения доступа и безопасности.
Обслуживание в различных отраслях промышленностиUS Chemical Storage с радостью обслуживает несколько отраслей промышленности, производство которых зависит от литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных элементов, включая автомобильную промышленность, судостроение и судоходство, поставщиков медицинских услуг, энергетические департаменты и разработчиков технологий, которые производят товары для дома, такие как сотовые телефоны. и ноутбуки.Мы с гордостью работаем с военными над критически важными приложениями и имеем репутацию поставщика безопасных и регулируемых кодексом продуктов, подходящих для дронов, БПЛА и другого жизненно важного оборудования.
СВЯЗАННАЯ СТАТЬЯ: Критически важные приложения для хранения и зарядки литиевых батарей в вооруженных силах
Лучшее место для хранения батарей
Здания для хранения литиевых аккумуляторовполностью настраиваются и могут быть оборудованы зарядными станциями для безопасного и удобного использования.
Наши решения для хранения аккумуляторовТемпература является жизненно важным фактором в обеспечении безопасного хранения ваших батарей, поэтому мы предлагаем варианты климат-контроля для вашего складского здания, включая доступные элементы управления и термостат, чтобы ваша работа работала бесперебойно.
Системы пожаротушениянеобходимы для хранения опасных материалов, поэтому мы предлагаем несколько вариантов для системы пожаротушения , в том числе системы пожаротушения для хранения сухих химикатов, разбрызгиватели воды и огнетушители для вашего спокойствия.
В наших зданиях также есть механическая вентиляция, полы из стекловолокна и двери различных стилей для входа и выхода. Эти факторы разработаны с учетом потребностей пользователя в безопасном перемещении литий-ионных аккумуляторов.Возможность получить доступ к вашим материалам когда и где они вам нужны, имеет решающее значение для бесперебойной и продуктивной работы.
Расположение — еще один важный аспект длительного хранения батарей. U.S. Chemical Storage предлагает безопасные, надежные, сборные складские здания, в том числе решения для хранения на открытом воздухе и в помещении. Конструкции без огнестойкости предлагают место для хранения литий-ионных батарей вне помещений, в то время как литиевые складские помещения с огнестойкостью могут быть расположены рядом с объектами или внутри них для повышения производительности и эффективности производственных операций.
Держите ваши литий-ионные батареи легко разделенными с помощью многокомнатного хранилища.
Давайте создадим для вас индивидуальное решение для хранения данных
Есть вопросы о том, как мы можем помочь вашей отрасли? Свяжитесь с нами или позвоните нам по телефону (800) 233-1480, чтобы назначить бесплатную консультацию сегодня или получить бесплатное предложение. Позвольте нашей команде экспертов, преданных мастерству, качеству и безопасности, помочь вам наладить бесперебойную работу с помощью персонализированного хранилища и оптимизированных решений для хранения литиевых батарей.
Список литературы
% PDF-1.4 % 14080 0 объект > эндобдж xref 14080 105 0000000016 00000 н. 0000004097 00000 н. 0000004288 00000 п. 0000005708 00000 н. 0000005982 00000 п. 0000006657 00000 н. 0000006836 00000 н. 0000007315 00000 н. 0000007581 00000 н. 0000007697 00000 н. 0000008367 00000 н. 0000008775 00000 н. 0000009652 00000 п. 0000010286 00000 п. 0000011086 00000 п. 0000011209 00000 п. 0000011370 00000 п. 0000012212 00000 п. 0000012313 00000 п. 0000012466 00000 п. 0000012627 00000 п. 0000012773 00000 п. 0000013560 00000 п. 0000013713 00000 п. 0000013859 00000 п. 0000014012 00000 п. 0000014158 00000 п. 0000014311 00000 п. 0000014457 00000 п. 0000014603 00000 п. 0000014756 00000 п. 0000014909 00000 н. 0000015062 00000 п. 0000015208 00000 п. 0000015354 00000 п. 0000015507 00000 п. 0000015631 00000 п. 0000015732 00000 п. 0000015885 00000 п. 0000016650 00000 п. 0000016803 00000 п. 0000016926 00000 п. 0000017079 00000 п. 0000017225 00000 п. 0000017378 00000 п. 0000017501 00000 п. 0000017645 00000 п. 0000017798 00000 п. 0000018584 00000 п. 0000018737 00000 п. 0000018883 00000 п. 0000019027 00000 н. 0000019180 00000 п. 0000020019 00000 н. 0000020172 00000 п. 0000020318 00000 п. 0000020464 00000 п. 0000020617 00000 п. 0000021372 00000 п. 0000022092 00000 п. 0000022341 00000 п. 0000022768 00000 п. 0000023017 00000 п. 0000023456 00000 п. 0000023856 00000 п. 0000024177 00000 п. 0000028022 00000 п. 0000028337 00000 п. 0000028677 00000 п. 0000028926 00000 п. 0000029307 00000 п. 0000029648 00000 н. 0000029947 00000 н. 0000030383 00000 п. 0000030632 00000 п. 0000030968 00000 п. 0000031395 00000 п. 0000031644 00000 п. 0000032037 00000 п. 0000032286 00000 п. 0000032535 00000 п. 0000032954 00000 п. 0000033283 00000 п. 0000033532 00000 п. 0000033781 00000 п. 0000034143 00000 п. 0000034504 00000 п. 0000034930 00000 п. 0000035262 00000 п. 0000035453 00000 п. 0000036931 00000 п. 0000037052 00000 п. 0000037376 00000 п. 0000037502 00000 п. 0000037628 00000 п. 0000049510 00000 п. 0000049553 00000 п. 0000049633 00000 п. 0000049979 00000 п. 0000050059 00000 п. 0000050399 00000 п. 0000053991 00000 п. 0001590999 00000 н. 0000003888 00000 н. 0000002450 00000 н. трейлер ] / Назад 5455674 / XRefStm 3888 >> startxref 0 %% EOF 14184 0 объект > поток h ެ_ LZwϽʥ E, r ‘) IR [Od> -k0f] nYOKe {~ 4Z ޓ s | w
Какие 3 этапа зарядки литиевой батареи? | Майк Лам | Лаборатория батарей
Литиевые батареи имеют 3 стадии зарядки , обычно разделенные на эти три стадии:
- Режим предварительной зарядки постоянным током
- Режим стабилизации постоянного тока
- Режим стабилизации постоянного напряжения
Звучит аналогично свинцовому- кислотный аккумулятор? Что-то другое.Вот почему нам нужно купить новое зарядное устройство для литиевых батарей. Более того, что такое «быстрая зарядка» и как с ее помощью аккумулятор заряжается быстрее?
Литиевые батареи делятся на анод (отрицательный полюс) и катод (положительный полюс). Катод представляет собой соединение лития. Анод в основном изготовлен из графита, и оба они погружены в электролит.
Разрядка или зарядка — это фактически процесс, в котором ионы лития перемещаются между анодом и катодом батареи, и электрическая энергия и химическая энергия преобразуются друг в друга.Во время зарядки из-за действия электрического поля ионы лития перемещаются от положительного полюса к отрицательному и накапливают энергию; во время разряда ионы лития переходят от отрицательного к положительному положению под действием химической реакции, во время которой к источнику питания подается ток.
Скорость, с которой заряжаются литиевые батареи, на самом деле является скоростью, с которой электрическая энергия преобразуется в химическую энергию, которая называется «мощностью» (P).
Формула: P (мощность) = I (ток) * U (напряжение)
Чем больше ток или напряжение, тем больше мощность, и литиевая батарея должна заряжаться быстрее.Однако из-за ограничений самой литиевой батареи зарядка в условиях пониженного или повышенного напряжения вызовет повреждение батареи. Поэтому метод зарядки литиевой батареи является особенным и обычно делится на три этапа:
Режим предварительной зарядки
Определение: когда телефон полностью разряжен, зарядное устройство сначала заряжает литиевую батарею постоянным током с небольшим ток, чтобы он медленно реактивировался.
В фазе предварительной зарядки аккумулятор заряжается с низкой скоростью (типично для 1/10 режима стабилизации постоянного тока), когда напряжение аккумуляторной батареи ниже 3.0 В . Это обеспечивает восстановление пассивирующего слоя , который может раствориться после длительного хранения в состоянии глубокого разряда, а также предотвращает перегрев при зарядке 1С, когда частичное разложение меди появляется на анодно закороченных элементах при чрезмерном разряде.
Когда напряжение аккумуляторной батареи достигает 3,0 В , , зарядное устройство увеличивает постоянный ток и постепенно увеличивает напряжение , что является основным этапом зарядки литиевой батареи.
Режим стабилизации постоянного тока (CC)
Определение: Заменяет ≈80% уровня заряда аккумулятора с максимально возможной скоростью.
Это ступень постоянного тока . На этом этапе обычно остается около 80% от их емкости. Это достигается за счет поддержания постоянного относительно высокого тока. Ток поддерживается постоянным против возрастающего внутреннего сопротивления зарядному току за счет повышения напряжения батареи.
Следовательно, если вы хотите увеличить скорость зарядки, лучший способ ее оптимизировать — это следующий этап: режим стабилизации постоянного тока.
Аккумулятор с быстрой зарядкой относится к аккумулятору, который можно за короткое время наполнить 80% или 100% .
Аккумуляторы с нормальной скоростью разряда (C-rate) могут быть быстро заряжены. Например, при зарядном напряжении 5 В и зарядке 1С его можно полностью зарядить за 1 час. Если это аккумулятор емкостью 1000 мАч, 1С означает, что ток зарядки составляет 1А; для аккумулятора 2000 мАч 1С означает, что ток зарядки составляет 2А и так далее.
Узнайте больше о батарее с быстрой зарядкой Grepow: Нажмите здесь
Как видно из диаграммы, период стадии зарядки постоянным током нормальной батареи намного дольше, батарея быстрой зарядки
Режим стабилизации постоянного напряжения (CV)
Определение: Напряжение поддерживается постоянным, чтобы предотвратить повреждение и поддерживать полную зарядку аккумуляторов, восполняет оставшиеся 20% заряда.
Аккумулятор обычно заряжается постоянным током 0.5 C или меньше, пока напряжение батареи не достигнет 4,1 или 4,2 В (в зависимости от точной электрохимии, около 80% заряда батареи). Когда напряжение аккумулятора достигает 4,1 или 4,2 В, зарядное устройство переключается на ступень «Постоянное напряжение» , чтобы исключить перезаряд.
P.S .: Превосходные зарядные устройства для аккумуляторов плавно переходят от постоянного тока к постоянному напряжению, обеспечивая достижение максимальной емкости без риска повреждения аккумулятора.
Поддержание постоянного напряжения постепенно снижает ток, пока он не достигнет примерно 0,1 C, после чего зарядка прекращается. Если зарядное устройство остается подключенным к аккумулятору, применяется периодический заряд «дозаправки» для предотвращения саморазряда аккумулятора. Подзарядка обычно начинается, когда напряжение холостого хода батареи падает ниже 3,9–4 В, и прекращается, когда снова достигается напряжение полной зарядки от 4,1 до 4,2 В.
Различные типы литиевых батарей и свинцово-кислотных батарей не рекомендуется использовать вместе, поскольку характеристики нагрузки и возможности батареи различаются, что приведет к ненормальным условиям и проблемам безопасности.
Как я уже упоминал ранее, зарядное устройство свинцово-кислотной батареи обычно устанавливается в двухступенчатый или трехступенчатый режим зарядки, заряд для литиевой и свинцово-кислотной батареи не совпадает из-за разных уровней напряжения.
Батареи с совершенно разными характеристиками не должны использоваться параллельно. Даже если добавить диоды, можно предотвратить саморазряд между батареями, но не получить хороший эффект параллельного разряда.
Связанная статья: Можно ли использовать вместе литиевые и свинцово-кислотные батареи?
Следите за официальным блогом Grepow, и мы будем регулярно обновлять отраслевые статьи, чтобы держать вас в курсе событий в области производства аккумуляторов.
Grepow: https://www.grepow.com/
Блог Grepow: https://blog.grepow.com/
Правило 40-80 Зарядка аккумулятора: решение проблем, связанных с химическими веществами на основе лития
Технологии развиваются очень быстро, и одна из них — внутри мобильных устройств, которые мы используем.
В то время как их оборудование и программное обеспечение становятся все более функциональными и мощными, источник энергии, который их питает, не развивается так быстро. Он действительно улучшается с исследованиями и временем, но, учитывая рост использования нами мобильных устройств, темпы развития аккумуляторов не могут угнаться за нашими привычками.
Обычно срок службы современной батареи смартфона (литий-ионной) составляет 2–3 года.
Это соответствует примерно 300-500 циклам зарядки по оценкам производителей. После этого емкость батареи упадет примерно на 20%, в результате чего батарея будет работать с эффективными 80% нормальной емкости, когда она была новой.
В зависимости от того, как вы используете свой смартфон, его батарея может работать дольше или меньше.
Если отвлечься от занятий во время использования телефона, имеет значение способ его зарядки.Причина — химические вещества внутри батарей.
Химические вещества, которые творит чудеса
Перед тем, как подробно описать, как работают литий-ионные аккумуляторы, никелевые аккумуляторы, предшествующие им, необходимо полностью разрядить, чтобы затем зарядить до 100%.
Эти батареи могут потерять емкость, если их повторно заряжать только после частичной разрядки.
Что это значит, частая зарядка быстро разрушает никелевые батареи. Это происходит потому, что никелевые батареи прокляты с эффектом памяти, а это означает, что батареи могут просто «забыть» свою полную емкость, если они не разряжены и не заряжены от 1% до 100%.
В литий-ионных батареях используются разные химические вещества, поэтому они работают наоборот.
Литий-ионная батарея или литий-ионная батарея — это тип перезаряжаемой батареи, обычно используемый в современных мобильных устройствах и другой портативной электронике, электромобилях, а также в военной и аэрокосмической промышленности.
Многие спутники также питаются от литий-ионных аккумуляторов.
Эта технология восходит к 1970-м годам, до того, как в 1991 году она была впервые коммерциализирована командой Sony и Asahi Kasei во главе с Йошио Ниши.
В батареях химические ионы лития перемещаются от отрицательного электрода через электролит к положительному электроду во время разряда и наоборот при зарядке. Литий-ионные батареи используют интеркалированное соединение лития в качестве материала на положительном электроде и обычно графит на отрицательном электроде.
Литий-ионные аккумуляторыимеют гораздо более высокую плотность энергии, а без эффекта памяти (кроме ячеек LFP) и низкий саморазряд.Эти свойства дают им преимущества перед аналогами на основе никеля.
В смартфонах и других мобильных устройствах литий-ионные батареи имеют плоский или мягкий корпус с мягким плоским корпусом. Внутри него находятся ячейки цилиндрической формы, сделанные в характерной манере «швейцарский рулет» (или также известный как «рулет из желе»).
Это означает, что батареи имеют один длинный «сэндвич» из положительного электрода, сепаратора, отрицательного электрода и сепаратора, свернутых в одну катушку.
Это электроды, удерживающие заряды.
Химия в действии и проблема, которая возникает
Реагентами электрохимических реакций в литий-ионном элементе являются анод и катод, оба из которых представляют собой соединения, содержащие атомы лития. Во время разряда реакция окисления на аноде производит положительно заряженные ионы лития и отрицательно заряженные электроны, а также незаряженный материал, который остается на аноде.
Электролит и внешняя цепь обеспечивают токопроводящую среду.
Теоретически, литий-ионные аккумуляторы, компоненты которых работают под закрытыми контейнерами и вдали от внешних элементов, должны работать вечно.
Но на самом деле именно реакции во время разряда снижают химический потенциал элемента, в первую очередь катода, что приводит к снижению емкости.
Количество лития также постепенно снижается по мере того, как все больше и больше оседает на аноде при нормальном использовании; поскольку они образуют ограничивающий слой, называемый границей раздела твердого электролита.Этот барьер увеличивает внутреннее сопротивление батареи, а также в конечном итоге снижает ее емкость.
Промежуточная фаза твердого электролита (SEI) образуется на аноде литий-ионных аккумуляторов во время первых нескольких циклов зарядки. SEI обеспечивает пассивирующий слой на поверхности анода, который препятствует дальнейшему разложению электролита. (Источник: ScienceDirect )
Другими словами, это проблема химического состава внутри литий-ионных аккумуляторов, которая вызывает их деградацию.
Зная этот факт, становится ясно, что экстремальные минимумы и экстремальные максимумы могут быстро сократить срок службы батареи.
Чтобы литий-ионный аккумулятор работал дольше, необходимо соблюдать следующие правила:
- Высокая скорость разряда (как быстро разряжается аккумулятор).
- Более глубокая разрядка (глубина разрядки или время использования аккумулятора до зарядки).
- Низкий уровень заряда батареи (как и высокий уровень заряда батареи, но с другими структурными изменениями).
- Экстремальные температуры, как низкие, так и высокие.
Самый простой способ продлить срок службы литий-ионных батарей — избежать всех перечисленных выше пунктов.
Хотя принято говорить и видеть, что у литий-ионных смартфонов все короче и короче при частом использовании, телефоны с 0% заряда также теряют емкость в результате так называемой «глубокой разрядки». В этом случае защита аккумулятора аккумулятора срабатывает цепь, предназначенная для предотвращения подачи питания на дефектные аккумуляторные элементы.
Это оставляет аккумулятор неспособным заряжаться вообще.
Итак, здесь лучший способ продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов — это использовать то, что сообщество называет ’40 -80 правило ».
Правило — постоянно поддерживать время автономной работы от 40% до 80%. Это должно предотвратить указанные выше «нагрузки», которые, в свою очередь, должны продлить срок службы батарей.
Причина в том, что чем глубже вы его разряжаете, тем больше нагрузки вы оказываете на аккумулятор. Каждый раз доливка на полную мощность также может вызвать стресс. Это означает, что частая зарядка должна продлить срок службы литиевых батарей .
В этом отношении выполнение полной разрядки, то есть разрядки аккумулятора до 0%, является наиболее напряженным.
Полная зарядка тоже делает то же самое. По мере приближения уровня к 100% напряжения возрастают.
Современные смартфоны могут быстро заряжаться, чтобы быстро пополнить свой заряд, а затем автоматически переключаться на более медленную капельную зарядку, чтобы продлить срок службы батареи. (Кредит: Apple )
Более того, каждый раз, когда вы заряжаете аккумулятор с 0% до 100%, это один цикл. Заряжая устройство с 40% до 80%, вы фактически в три или четыре раза увеличиваете количество перезарядок, которые может выдержать аккумулятор.
И если вы хотите, чтобы ваш смартфон с литиево-ионным питанием оставался в ящике в течение длительного времени. Если возможно, вы можете не только оставить его наполовину заряженным, но и вынуть аккумулятор и всегда держать его в прохладном месте.Даже когда вы просто сидите на полке, необратимая внутренняя структура все равно происходит. Но если держать его заряженным где-то на 50%, это снизит нагрузку на аккумулятор.
50% заряда — это уровень, который считается самым безопасным для срока службы батареи, а также причина, по которой такие компании, как Apple, предлагают людям хранить батареи наполовину заряженными.
Подобно механическому устройству, которое быстрее изнашивается при интенсивном использовании, глубина разряда (DoD) определяет количество циклов аккумулятора.Чем меньше разряд (низкий уровень DoD), тем дольше должна работать батарея.
Срок службы в зависимости от глубины разряда. Частичная разрядка снижает стресс и продлевает срок службы батареи, так же как и частичная зарядка. (Источник: Battery University — Как продлить срок службы литиевых батарей, )
Литий-ионный аккумулятор также подвержен стрессам при воздействии тепла.
При использовании смартфона существует множество источников тепла. Из-за температуры телефона, процессоров, которые выделяют много тепла, а также из-за подключенного зарядного устройства.Аккумулятор с температурой выше 30 ° C считается повышенной температурой, а для большинства литий-ионных аккумуляторов напряжение выше 4,10 В / элемент считается высоким.
Длительное воздействие высоких температур на аккумулятор может быть более стрессовым, чем езда на велосипеде.
Расчетная извлекаемая емкость при хранении Li-ion в течение одного года при различных температурах. Не все литий-ионные аккумуляторы работают одинаково. (Источник: Battery University — Как продлить срок службы литиевых батарей, )
Исключение из правила
Выполнение правил 40-80 может продлить срок службы аккумулятора вашего смартфона.Это не самый простой способ ежедневного использования, но лучший вариант — продлить его срок службы.
Литий-ионные аккумуляторы созданы и рассчитаны на быструю и непродолжительную зарядку. Поскольку нет памяти, аккумулятор не требует периодических циклов полной разрядки для продления срока службы.
Однако есть некоторые исключения из правила 40-80.
Например, если процент заряда батареи вашего телефона внезапно падает, ваш телефон внезапно умирает, просто потому, что он сообщает, что у него нет заряда.Чтобы решить эту проблему, вам следует откалибровать аккумулятор.
Для этого выключите телефон и подключите его, чтобы зарядить аккумулятор до 100%. Включите телефон и посмотрите, показывает ли он 100%. В противном случае зарядите его еще раз, пока оно не достигнет этого числа, прежде чем отключать от сети. После этого дайте телефону разрядиться до 0%, а затем снова зарядите его до 100%.
Это может произойти, потому что, в отличие от самого электрохимического элемента внутри батареи, микросхема на батарее, которая показывает вам показания, не стареет так быстро.
Bottom Line
Вам также следует знать, что литий-ионные и другие батареи в этом отношении будут разлагаться независимо от того, что вы делаете или не делаете.
Но забота о батареях продлит их срок службы.
Если вы понимаете, что наносит вред вашей батарее, вы можете настроить зарядку в соответствии со своими потребностями и распорядком дня. Опять же, это может быть обузой для опытных пользователей, зная, что правило 40-80 требует жертвовать удовольствием и удобством, что и должен дать вам ваш смартфон.
Новые технологии смартфонов позволяют использовать программное обеспечение, способное лучше обслуживать батареи. Например, непрерывная зарядка для предотвращения перезарядки, автокалибровка, энергосбережение на уровне ОС или даже на уровне оборудования.
Но все же батарейки — это батарейки. Внутри них есть соединения, которые будут стареть. Никакие продукты не могут длиться вечно в расцвете сил. Это естественно, и батарейки не исключение.
Каждый раз, когда вы подключаете свою электронику, будь то смартфон или ноутбук, она фактически будет удерживать немного меньше энергии, чем раньше.А метод 40-80 должен хоть немного увеличить срок службы.
Итак, если вы заботитесь о долговечности своих литиевых батарей, вы определенно можете немного облегчить их ношу, если захотите.
Связано: Увеличение срока службы аккумулятора вашего гаджета, продление его использования
Рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов 101
Bigblue Dive Lights использует самые безопасные литий-ионные батареи на рынке сегодня. Они специально разработаны со схемами защиты в соответствии с точными спецификациями каждого источника света для максимальной безопасности и мощности.Продолжайте читать, чтобы узнать больше о передовых методах зарядки литий-ионных аккумуляторов, которые вы можете применить, чтобы продлить срок службы вашего подводного фонаря!
Многие из наших клиентов выбирают аккумуляторные батареи для вторичного рынка, и, по правде говоря, это небольшая авантюра. На рынке есть сотни сопоставимых литий-ионных аккумуляторов, но, к сожалению, не все одинаковы.
Самая большая проблема (помимо очевидных проблем безопасности) заключается в том, что они могут быть немного короче по длине, вызывает смещение контактов. Это вызовет мерцание или, в некоторых случаях, свет не будет работать вообще.
Литий-ионные батареи: циклы зарядки и ожидаемый срок службы
Как и другие типы аккумуляторных батарей, литий-ионные батареи изнашиваются с каждым циклом зарядки / разрядки из-за химических реакций внутри элемента. Наши высококачественные аккумуляторы рассчитаны примерно на 500 циклов зарядки. В зависимости от того, как часто вы используете свой фонарь, и если вы будете придерживаться передовых методов зарядки литий-ионных аккумуляторов, этих аккумуляторов хватит на многие годы.
Рекомендации: как хранить литий-ионную батарею
При покупке нового фонаря для дайвинга и включении его без предварительной зарядки аккумулятор, скорее всего, будет заряжен на 40–60%. Светящийся индикатор батареи на индикаторе покажет уровень заряда.
Поскольку многие светильники хранятся на складах и в магазинах в течение недель или месяцев, прежде чем они в конечном итоге попадут к покупателю, это приблизительная цифра.
Вот несколько передовых практик:
- Не храните разряженный аккумулятор, уровень заряда которого составляет менее половины.
- Дайте ему полную зарядку, а затем уберите его.
- Не заряжайте аккумулятор, если вы использовали его всего несколько минут.
Рекомендации по температуре литий-ионных аккумуляторов
Температура имеет значение! Храните литий-ионные аккумуляторы вдали от экстремальных температур — горячих или холодных!
Чтобы продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, не оставляйте их в горячей машине или лодке. Жара (выше 140 градусов по Фаренгейту) и отрицательный холод могут сократить срок службы батареи на 15–20%.Если аккумулятор находится под прямыми солнечными лучами, он может действительно нагреться, поэтому защитите его от солнца.
Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов
Обязательно применяйте те же температурные правила, указанные выше, к зарядным устройствам для литий-ионных аккумуляторов. Они тоже могут быть подвержены проблемам при воздействии тепла или холода.
Для передового опыта: — это список рекомендуемого времени зарядки батарей Bigblue Dive Lights:
| Модель батареи | Время зарядки |
| BATCELL 18650 | 3-4 часа |
| BATCELL26650 | 5-6 часов |
| BATCELL32650 | 7-8 часов |
| BATCELL18650X4 | 2-3 часа |
| BATCELL18650X7 | 2-3 часа |
| BATCELL18650X4SUPREME | 5-6 часов |
| BATCELL21700X4 | 2-3 часа |