Li pol аккумуляторы как правильно заряжать: как зарядить в первых раз — Cheholshop.ru

Как заряжать новый литий полимерный аккумулятор смартфона

Сегодня телефоны — нечто большее, чем просто средство связи.

С помощью смартфонов выходят в интернет, слушают музыку, смотрят фильмы, играют в игры, делают фотографии и снимают видео — такие возможности требуют качественного аккумулятора, который обеспечит устройству длительную автономную работу. Одними из самых популярных и современных считаются литий-полимерные аккумуляторы. В чем его особенности, достоинства и недостатки?

Содержание

Особенности литий-полимерных (Li-pol) аккумуляторов

Литий — легчайший из металлов, который имеет самый высокий электрохимический потенциал, обеспечивающий высокую плотность энергии. При работе такая батарея использует литиевые металлические электроды.

Как полимерные, так и ионные батареи значительно эффективнее предшественников — никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов. В современных батареях гораздо выше емкость, больше циклов заряда/разряда, отсутствует «эффект памяти», а по габаритам они компактнее.

В плане компактности первое место занимают полимерные АКБ (Li-pol). В этих аккумуляторах используется полимер — тонкая и гибкая пластинка, пропитанная электролитами. За счет ее компактности батарея имеет толщину всего 1 мм. Такие компактные батареи позволяют дизайнерам разрабатывать более миниатюрные и легкие смартфоны.

Основные преимущества батарей Li-pol:

Гибкий полимер позволят добиваться меньших размеров аккумуляторов, соответственно, получаются компактные устройства. В этом параметре полимерные батареи предпочтительнее ионных, так как вторые достигли предела уменьшения толщины.
Такая батарея считается наиболее совершенной, поэтому обеспечивает больший уровень безопасности, снижающий риск перезаряда и утечки электролитов.
Полимерные АКБ имеют более длительный срок службы, замедленный процесс старения и саморазряда.

У полимерных аккумуляторов выше стоимость материалов для изготовления (по сравнению с ионными). В итоге это влияет на цену телефона.
Высокая чувствительность к низким температурам.
Сильнее нагреваются.

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор?

Какая бы батарея не была установлена в смартфон, без надлежащего ухода она быстро начнет изнашиваться и терять емкость. Оберегайте телефон от перегрева и переохлаждения. Высокие температуры способны вызвать возгорание. Что касается низких температур, то на морозе в аккумуляторе снижается отдача тока из-за замедления химических реакций электролитов. Именно поэтому мобильные устройства часто выключаются на сильном холоде — такая своеобразная самозащита.

Чтобы продлить жизнь литий-полимерного аккумулятора, заряжайте его правильно и следуйте базовым советам и рекомендациям. Помните, что многие АКБ чувствительны к перепадам температур и полным разрядам.

В современных батареях установлен специальных контроллер, который защищает смартфон от перезаряда и переразряда. Он не позволяет продолжать питать устройство электроэнергией после достижения 100% восстановленной емкости, даже если кабель зарядного устройства подключен к сети. При полном отключении телефона из-за истощения батареи в аккумуляторе всегда сохраняется немного мощности, так как контроллер отключает устройство заранее. Однако телефон после этого необходимо как можно скорее зарядить.

В идеале, нельзя допускать полной разрядки устройства. Некоторые эксперты рекомендуют не заряжать гаджет выше 90% и не разряжать ниже 10% — это может продлить срок службы батареи. Исключение — профилактическая калибровка раз в полгода. Для этого необходимо полностью разрядить смартфон, а затем зарядить батарею на 100%.

При покупке нового смартфона важно следовать простым правилам первой зарядки.

Итоги

Литий-полимерые аккумуляторы в мире мобильных устройств на данный момент считаются самыми современными и актуальнми благодаря ряду положительных качеств и компактности размеров. Помните, что за батареей телефона необходимо ухаживать — в этом случае она прослужит гораздо дольше.

Современное мобильное устройство, помимо первоначального своего назначения – средства коммуникации – выполняет множество других функций. Это выход в интернет, фото- и видеокамера, возможность смотреть фильмы, слушать музыку и играть в игры и многое другое. Поэтому аккумуляторы таких устройств приходится часто заряжать. Как это делать правильно, чтобы продлить жизнь АКБ и увеличить ее ресурс?

Виды телефонных аккумуляторов

В современных смартфонах используются литий-ионная (li-ion) и литий-полимерные (li-pol) батареи. Литий-ионные сменили своих предшественников – никель-кадмиевые и никель-металлогидридные – и превзошли их по многим параметрам. Однако в процессе эксплуатации обнаружились и их недостатки. Литиевые электроды оказались нестабильными. Поэтому в чистом виде этот материал перестали использовать, заменив различными соединениями. Получившиеся батареи отвечали всем требованиям, а потому прочно заняли свою нишу.

Также в современных смартфонах используются литий-полимерные аккумуляторы. Там используется принцип перехода полимеров в полупроводник. В полимеры внедряются ионы электролита, это улучшает проводимость.

На сегодняшний день выпускаются такие виды АКБ:

полимерные электролиты с внедренными в них солями лития;
сухие электролиты на основе полимера;
микропористые матрицы, куда внедрены неводные растворы солей лития.

Разработки в этом направлении ведутся по сей день, поэтому технология продолжает совершенствоваться.

В старых телефонах применяются, как правило, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные.

Как правильно заряжать новый аккумулятор смартфона

Многие слышали, что новую батарею нужно и заряжать по-особенному, в противном случае она быстрее выйдет из строя. А ведь если аккумулятор несъемный то заменить его будет совсем не просто.

Новенький аккумулятор рекомендуется «раскачать». Вот что для этого нужно:

Полностью, до нуля, разрядить АКБ. Не нужно делать это специально, мучая всеми способами смартфон – пусть разрядка произойдет постепенно, при обычном использовании. Главное, чтобы она была полной.
Затем поставить аппарат на зарядку. Нужно посмотреть в руководстве к нему, сколько времени занимает полный цикл заряда и разряда, и накинуть к времени восстановления батареи пару часов.

После полной зарядки пользоваться телефоном как обычно, но опять же дождаться его полной разрядки, процедуру повторить. И так – 3-4 раза. Это увеличивает ресурс АКБ, позволяет ей служить дольше.

Важно! Такая «раскачка» приемлема только для новых смартфонов, если аппарат уже давно эксплуатируется, то прием может, наоборот, навредить.

Как правильно заряжать новый телефон с li-ion батареей

Здесь есть некоторые нюансы. Литий-ионные батареи не очень хорошо относятся к полному разряду-заряду. Поэтому даже в самом начале эксплуатации злоупотреблять «раскачкой» не стоит, ограничившись 2-3 разами. В дальнейшем заряд батареи должен держаться в пределах 20-80%, не стоит допускать ее полной разрядки, равно как и держать, включенной в розетку, все время. Оптимальным будет немного не давать АКБ заряжаться до конца, оставляя заряд на уровне 90-95%.

Как правильно заряжать новый смарфон с li-pol батареей

Li-polymer АКБ совсем не любят глубокий разряд. Производители рекомендуют первые несколько раз заряжать аккумулятор полностью, однако в этом случае лучше не доводить его падения до нуля. При показателе 10-15 процентов стоит уже подключать аппарат к электросети. В дальнейшем рекомендуется подзаряжать его при любой удобной возможности – маленькими порциями.

Бытуют разные мнения, стоит ли новый телефон полностью разряжать и заряжать. С одной стороны, li-ion и li-pol не обладают эффектом памяти из-за этого в этом не смысла. С другой стороны, во время производства в аккумулятор добавляют ингибитор, который должен продлить жизнь батарее и именно во время первых зарядок-разрядок он разрушается, что позволяет достичь максимальной продолжительности жизни и емкости.

Как продлить срок службы аккумулятора телефона

Разные батареи требуют разного подхода, однако есть общие правила, которых следует придерживаться для всех типов АКБ, чтобы продлить их срок службы:

Пользоваться стоит только «родной» зарядкой – при достижении полного заряда она перестает подавать питание в него, даже если не отключить от сети. Поэтому перезаряда не произойдет в любом случае. Использование же чужой зарядки может подпортить работу батареи. «Родные» ЗУ также отвечают всем требованиям касательно именно этой модели: напряжение, выходной ток, мощность.

Необходимо поддерживать оптимальную температуру как при эксплуатации, так и при хранении смартфона. Эта комнатная температура. Одинаково вредят аппарату как перегрев, так и переохлаждение, а также резкая смена температур.
Если мобильным устройством длительное время никто не будет пользоваться, то не стоит его перед этим полностью заряжать, равно как и разряжать до нуля. Это повредит аккумулятору. Оптимальным будет выключить и убрать телефон при уровне заряда около 50%.

Далее – нюансы эксплуатации разных типов батарей.

Как правильно заряжать смартфон с li-ion батареей

Литий-ионные батареи не любят полный разряд (за исключением калибровки) и перезаряд. Оптимально поддерживать уровень заряда в пределах от 20 до 90%.

Заряжать можно разными способами:

Штатное зарядное устройство. Его характеристики – оптимальны, поэтому желательно пользоваться им. Только при отсутствии такой возможности прибегать к другим методам.
Во время работы за компьютером можно заодно подключить к нему мобильное устройство и подзарядить его. Однако это займет гораздо больше времени, чем зарядка через розетку.
Прикуриватель в автомобиле. Удобно для тех, кто за рулем, однако процесс тоже может оказаться не быстрым – в зависимости от параметров устройства.
Универсальное ЗУ. Такое устройство в простонародье называется «лягушка». Подходит для разных типов батарей.

Раз в три месяца рекомендуется калибровка заряда. Она предполагает полную разрядку с последующим полным же зарядом.

Как правильно заряжать телефон с li-pol батареей

Литий-полимерные АКБ не любят переразряд и стопроцентный заряд. Лучше держать его в пределах от 20 до 90%, при достижении этого показателя отключать от сети. Если при разрядке все-таки вы проворонили момент, и аппарат выключился, не нужно держать его в таком состоянии, а следует сразу поставить на зарядку.

С литий-полимерными АКБ не стоит бояться слишком частой подзарядки – наоборот, делать это нужно при любой удобной возможности небольшими порциями. Главное, не держать на зарядке по нескольку часов и не достигать 100% шкалы.

Быть постоянно подключенным к электрической сети такому аккумулятору вредно. Встроенный в зарядное устройство контроллер отключит его от зарядки в нужный момент, однако будет продолжать поступать тепло. Это вредит литий-полимерной АКБ.

Все аккумуляторы имеют встроенный контроллер, который контролирует процесс заряда и разряда. То есть при разряде батареи в ноль там еще остается какое-то количество заряда, а при достижении 100% контроллер перестают пускать ток в батарею, как только уровень заряда упадет до 99% напряжение снова пойдет.

Как правильно заряжать телефон с ni-mh батареей

Никель-металлогидридные (ni-mh) АКБ менее долговечные, по сравнению с современными ионными. А также они имеют эффект памяти. То есть, аккумулятор «запоминает», до какого состояния доходил раньше его заряд, и начинает разряжаться быстрее.

Чтобы этого не происходило, такие АКБ нужно «тренировать»: периодически полностью разряжать, а затем полностью заряжать. Это позволяет увеличить емкость в среднем на 5%.

Что не допускается при зарядке аккумулятора телефона

Все аккумуляторы без исключения не терпят:

переохлаждения;
перегрева;
ударов и других физических повреждений;
резкой смены температуры;
использования неродных ЗУ;
постоянного подключения к электросети.

В зависимости от типа, у них есть и еще кое-какие «пристрастия».

C li-ion батареей

С АКБ такого типа нельзя допускать следующее:

частая полная разрядка;
постоянный 100% заряд;
хранение в разряженном виде;
слишком частая калибровка заряда;
перегрев и переохлаждение.

Лучше поддерживать заряд батареи на уровне до 90%, а раз в несколько месяцев устраивать «тренировку», и все будет хорошо.

C li-pol батареей

С АКБ такого типа нельзя допускать следующее:

полный разряд;
тренировка или калибровка;
полный заряд;
постоянное подключение к электросети;
перегрев и переохлаждение.

Так же, как и с li-on оптимальный заряд будет в диапазоне от 20 до 90%.

С ni-mh батареей

С АКБ такого типа нельзя допускать следующее:

перезарядка;
частый заряд «по чуть-чуть»;
хранение в полностью заряженном или полностью разряженном виде;
перегрев.

Чтобы не терять емкость такого телефона, рекомендуется заряжать его полностью, а разряжать настолько, насколько это возможно. Периодически «тренировать».

Видео: Как правильно заряжать аккумулятор телефона

Заключение

Стоит понимать, что будь у вас Android, iPhone или старенький черно-белый мобильник, ни одно из этих устройств не сможет жить вечно. Старение и выход из строя аккумулятора – неизбежный процесс. Однако правильным обращением можно его замедлить и продлить жизнь мобильного устройства.

Во многих приборах нового поколения установлены литий-полимерные аккумуляторы, которые появились на рынке недавно и продолжают совершенствоваться. Их устанавливают в смартфоны, ноутбуки, планшеты и строительную технику, например шуруповёрты. Детские игрушки также в большинстве своём оснащены батареями такого типа. Чтобы техника радовала продолжительностью работы, необходимо понимать, что же такое литий-полимерные аккумуляторы и как правильно заряжать их.

Особенности аккумуляторов Li-pol

Литий – легчайший металл с высоким электрохимическим потенциалом и плотностью энергии.

Аккумуляторы на его основе превосходят по эффективности предшественников, содержащих никель и кадмий. При высокой ёмкости и расчёте на большее количество циклов зарядки, по габаритам они значительно компактнее.

Самые миниатюрные среди литиевых батарей – полимерные типа Li-pol, созданные на основе тонкой пластинки, пропитанной электролитами. Толщина источника питания в 1 мм позволяет создавать лёгкие и тонкие устройства с продолжительным временем автономной работы.

Особенность литий-полимерных аккумуляторов – долгий срок службы и замедленный процесс выхода из строя и саморазряда.

Без правильного ухода батарея быстро теряет ёмкость и выходит из строя. Основное правило эксплуатации литий-полимерных батарей – защита от перепада температур. Сильный нагрев может стать причиной возгорания, а при переохлаждении полимерный источник энергии попросту перестаёт функционировать, поскольку замедляются химические реакции электролитов.

Литий-полимерные батареи чувствительны к разрядам, поэтому важно следить за уровнем заряда батареи. В последних моделях смартфонов и планшетов установлен контроллер, защищающий устройство от перезаряда полной разрядки.

Принцип действия основан на сохранении баланса энергии внутри АКБ. При полном заряде контроллер прекращает подпитку гаджета, даже если кабель зарядки подключён к устройству.

При разрядке батареи смартфона контроллер отключает её заранее, чтобы оставалось немного мощности, которая поддерживает рабочее состояние аккумулятора, но не позволяет пользоваться устройством.

Однако раз в полгода полезно делать калибровку – разряжать АКБ до самоотключения устройства, затем заряжать до 100 %.

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор

Эксплуатация lipo-аккумулятора включает ряд правил, соблюдение которых поможет сохранить его в рабочем состоянии и обеспечить продолжительный жизненный цикл устройства.

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Не допускать отключения гаджета. Как говорилось выше, заряжать устройство нужно сразу после сигнала о низком заряде батареи, каждое отключение при полной разрядке снижает работоспособность АКБ и сокращает её ёмкость.
Проводить подзарядки. Если под рукой есть розетка, прикуриватель автомобиля или ПК, смартфон стоит подзаряжать, даже когда процент ещё высок. Главное, не допускать полного заряда при таких коротких подпитках.
Поддерживать оптимальный уровень заряда. Идеальный уровень заряда батареи литий-полимерного типа составляет 50 %, конечно, добиться постоянной цифры в современном ритме жизни сложно. Однако реально обеспечить диапазон в 30–80 %, это поддержит аккумулятор в хорошем состоянии и защитит от износа.
Вовремя отключать питание от сети. При длительном контакте с током, батарея будет защищена контроллером от перезарядки, но не от перегрева, поскольку химические реакции внутри АКБ продолжаются. Такое сверхпитание резко сокращает срок эксплуатации батареи, а в некоторых случаях приводит к взрыву.
Пользоваться оригинальным зарядным устройством. В комплекте с любым гаджетом, будь то смартфон или ноутбук, поставляется блок питания и кабель зарядки. Именно оригинальное ЗУ откалибровано под особенности конкретной модели и позволяет осуществлять правильный заряд батареи. Если комплект для зарядки вышел из строя, следует приобрести ЗУ, сертифицированное производителем.
Хранить устройство со средним процентом заряда. Если смартфон или другой гаджет длительное время не будет использоваться, следует хранить его в выключенном состоянии, предварительно зарядив батарею до уровня 50–60 %. Особенность липо-аккумуляторов – работа в неактивном состоянии, поэтому неудивительно, что после включения заряд будет ниже, чем при отключении.
Исключать зарядку при нагреве АКБ. Активное использование устройства может привести к нагреву батареи, если крышка устройства стала горячей и смартфон или планшет некомфортно держать в руках, заряжать его категорически запрещено. И без того высокая температура при контакте с током только возрастёт, что приведёт к возгоранию или взрыву устройства.
Ограничить эксплуатацию во время зарядки. Идеальным для зарядки смартфона или другого гаджета считается выключенное состояние. Батарея при этом безопасно подпитывается, нагреваясь минимально. Конечно, выключить устройство на несколько часов не всегда возможно. В таком случае необходимо максимально оптимизировать работу – отключить соединение с сетью Интернет, модуль GPS и Bluetooth, ограничить использование смартфона для звонков, смс или иных целей.

Правильно эксплуатировать литий-полимерный аккумулятор смартфона помогут советы специалистов канала «Отвёртка», в видео они поведают секреты долговечности и высокой ёмкости АКБ.

Как зарядить литий-полимерный аккумулятор смартфона в 1 раз после покупки

Гаджет из коробки обычно показывает уровень заряда в 30–40 %. Это результат консервации батареи на этапе производства: специальный состав тормозит действие электролитов. Такой способ сохраняет ёмкость АКБ и её свойства на пути к покупателю.

Консервирующий состав сразу после покупки необходимо деактивировать, разморозив аккумулятор и подготовив его к эксплуатации, такая процедура называется раскачкой. Чтобы её провести, нужно разрядить смартфон до уровня 10–15 %, затем подключить устройство к сети до полного заряда. Цикл повторить 2–3 раза, после чего использовать короткие подзарядки, не допуская крайних состояний.

Итак, чтобы продлить срок службы литий-полимерного аккумулятора и пользоваться мобильным устройством долгое время, нужно беречь его от воздействия высоких и низких температур, сократить контакт его с металлическими предметами, исключить удары и повреждения батареи.

Руководство по перезаряжаемым литиевым аккумуляторам для начинающих / Хабр

Когда-то аккумуляторы были тяжёлыми и неуклюжими предметами, выдававшими смехотворно мало энергии для своего размера и веса. К счастью, со временем технологии улучшаются, и в 2020 году у нас есть прекрасные мощные литий-полимерные аккумуляторы, выдающие столько энергии, сколько может понадобиться вашему мобильному проекту. Однако при их использовании нужно учесть некоторые моменты – поэтому предлагаю вам прочесть руководство для начинающих о том, как правильно использовать LiPo в своём проекте.

Так много типов!

Первые коммерческие литий-ионные аккумуляторы вышли на рынок в 1991 году, и за прошедшие с тех пор почти 30 лет мы наблюдали быстрый их прогресс. В итоге у нас появилось множество различных технологий и типов аккумуляторов, делящихся по типу конструкции и используемых материалов. Чтобы правильно обращаться с аккумуляторами, важно знать, какой именно тип попал к вам в руки, и очень важно обратить на это внимание.

Литий-ионные элементы форм-фактора 18650 из ноутбука. Подобные наборы обычно соединяются точечной сваркой никелевых полосок.

Обычно литий-ионными, или Li-ion аккумуляторами называют всю технологию перезаряжаемых литиевых батареек целиком, однако часто так называют традиционные элементы с цилиндрическим металлическим корпусом. Один из вариантов – многоуважаемые 18650, однако вообще их существует множество вариантов и размеров. Их крепкие корпуса сделали их популярными для использования в средствах передвижения, так как последние испытывают значительные физические нагрузки.

Литий-полимерными, или Li-Po называют литий-ионные батарейки, использующие полимерный электролит вместо жидкого. Благодаря этому их можно делать в виде ёмкостей различной формы. Такая гибкость делает их полезными для таких применений, как смартфоны и планшеты, где требуется аккумулятор большой ёмкости и плоской формы. Также их часто используют в радиоуправляемых моделях, поскольку их небольшой вес даёт существенное преимущество летающим аппаратам.

Литий-полимерные пакетные аккумуляторы для использования в радиоуправляемых моделях.

Lithium-HV, или литиевые аккумуляторы высокого напряжения – это литий-полимерные батарейки, использующие специальную кремний-графеновую добавку на плюсовой клемме, благодаря которой она не повреждается высоким напряжением. Если заряжать большинство литиевых аккумуляторов до напряжения выше 4,2 В, они значительно потеряют в ёмкости, а их срок службы будет заметно уменьшаться. Используя эту добавку, можно заряжать элементы до 4,32 В без подобных негативных последствий. Повышение напряжения даёт примерно 10% прибавку к плотности энергии по сравнению с обычными литий-полимерными аккумуляторами.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы , или LiFePO₄, используют немного изменённую химию, благодаря чему они могут выносить больше циклов заряда/разряда за счёт немного меньшей энергетической ёмкости. Лучше всего они работают в диапазоне от 3,0 В до 3,65 В, а не в типичном для стандартной химии литий-ионов диапазоне 3,0-4,2. Благодаря этому и очень плоской кривой разряда делает их идеальными для замены 12 В свинцовых батарей во многих случаях, а вместо оригинальных шести элементов используются четыре. Обычно они более стабильными, меньше подвержены саморазряду и потере ёмкости со временем.

Уважайте границы

Ошибка может привести к неприятным результатам

По сравнению с большинством типов аккумуляторов, литиевые элементы плохо переносят неправильное обращение. Разряд ниже нижнего предела приводит к формированию медных дендритов, из-за чего у них уменьшается ёмкость и может произойти короткое замыкание. Перезаряд может привести к повреждению анода отложениями лития, из-за чего могут образоваться литиевые дендриты, что часто приводит к короткому замыканию или самоподдерживающейся реакции с выделением тепла – аккумулятор начинает дымиться и гореть. Также каждый элемент в группе нужно поддерживать на том же уровне напряжения, что и все его соседи, чтобы элементы не слишком быстро деградировали.

Важно не заряжать литиевые элементы слишком быстро. Также на эффективность работы аккумуляторов сильно влияет окружающая температура. Литиевые аккумуляторы не любят температур ниже нуля, особенно при полном заряде. Их нельзя заряжать при отрицательной температуре. Поскольку металлический литий может отложиться на минусовом электроде, что может повредить элемент или вызвать короткое замыкание. В принципе, их можно заряжать при температуре до -5°C, однако это нужно делать очень медленно. Кроме того, аккумуляторы могут повредиться, если заряжать их при температурах выше 45°C.

При выходе за указанные пределы в лучшем случае вы просто убьёте аккумулятор, в худшем случае он загорится и взорвётся. Кроме того, эти элементы подвержены раздуванию, выделению газа, да и вообще кажутся не очень удобными в работе. Может показаться, что иметь с ними дело чересчур сложно. К счастью, современная электроника научилась справляться с их проблемами. Правильное оборудование и меры предосторожности дают возможность использовать литиевые аккумуляторы безопасно и эффективно. Однако все, кто работает с ними, должны уяснить себе потенциальные опасности. Боб Бэддели в прошлом ноябре опубликовал отличную статью на эту тему.

Работа с аккумуляторами

В случае использования отдельных элементов или их групп, к примеру, при использовании LiPo аккумуляторов в радиоуправляемых моделях, достаточно просто использовать специальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов. При зарядке нужно подключать провода для проверки балансировки [позволяют измерять напряжение на каждом из элементов по отдельности / прим. перев.], особенно если батарея разрядилась полностью. Наибольшей эффективности в работе батарей можно добиться при использовании умных зарядных устройств (особенно в случаях с LiFePO₄ и элементами высокого напряжения). Убедитесь, что у вас есть способ остановить разрядку батарей в случае слишком сильного понижения напряжения – будь то предупреждающий световой индикатор, звуковой сигнал или просто автоматическое отключение.

Подобные модули отлично подходят для интеграции литиевых аккумуляторов в прототип

Если вашему устройству требуется интегрированный аккумулятор, вам подойдут специальные платы защиты и заряда. Существуют готовые модули и интегральные схемы, позволяющие без проблем контролировать работу литий-ионных батарей. В принципе их множество – от тех, которые просто разрывают контур при понижении напряжения, до комплексных решений по зарядке и защите. Такие компании, как Adafruit, продают модули, которые отлично подойдут для начинающих любителей электроники, желающих интегрировать удобное решение по заряду и контролю аккумуляторов без необходимости проектировать платы самостоятельно. Однако существуют открытые решения, которые будет легко интегрировать в собственную плату в будущем.

Система управления батареей (BMS) для аккумуляторов из 12 элементов, способного выдавать до 60 А.

Для более крупных проектов с самостоятельно собранными батареями хорошо подойдут системы управления батареей (BMS). BMS, по сути, не сильно отличается от микросхемы защиты, она просто разработана для более крупных задач. BMS обычно используется для аккумуляторов, состоящих из десятка или более элементов, и часто в таких проектах, как электровелосипеды и другие средства передвижения. BMS паяется непосредственно к аккумуляторам, и подсоединяется к каждому элементу в отдельности [к группе элементов, соединённых параллельно / прим. перев.]. Её задача – балансировка элементов, ограничение тока разрядки для безопасности, управление процессом зарядки. Опытные сборщики батарей часто интегрируют BMS в корпус или кожух самого аккумулятора, оставляя снаружи только коннектор. Это позволяет пользователю просто добавить готовый аккумулятор в свой проект, не беспокоясь о защите.

Если вашему проекту необходима особая устойчивость к воздействию окружающей среды, вам также придётся отслеживать температуру аккумулятора. Отслеживать температуру ячеек, в особенности во время зарядки – отличный способ защитить аккумулятор от повреждения. У лучших чипов и BMS есть функция отслеживания температуры. На таком уровне сборки вы уже будете делать батарею самостоятельно, внедряя термопары в нужные места во время сборки. Для аккумуляторов, выдающих большие токи, температуры нужно отслеживать в обязательном порядке. Практически во всех электровелосипедах и электромобилях есть оборудование для отслеживания температуры аккумуляторов и управляющих систем.

Итог

Литий-ионные батарейки могут быть опасными, но при правильном использовании они достаточно безопасны для большинства проектов. Главное – использовать правильное оборудование, чтобы убедиться, что вы не выйдете за пределы диапазонов напряжения и температуры, иначе может случиться беда. Надеюсь, что данная инструкция поможет вам в поисках информации по включению литиевых аккумуляторов в свой проект.

См. также:

Как зарядить новый литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерные аккумуляторы отличаются высокой плотностью энергии – они позволяют получить большой запас емкости при минимальном весе и размерах. Поэтому чаще всего такие накопители энергии используются для оснащения квадрокоптеров, радиоуправляемых вертолетов, самолетов и других непилотируемых летающих устройств.

Основными преимуществами аккумуляторов типа LiPo являются:

высокая удельная емкость;
малый саморазряд;
толщина от 1 мм;
возможность получения гибких форм.

Ресурс Li-Pol элементов составляет порядка 500 циклов заряд-разряд. Чтобы продлить срок службы аккумуляторов, нужно соблюдать правила их эксплуатации.

Правила зарядки Li-Pol аккумуляторов

Заряжать LiPo аккумуляторы нужно специальным зарядным устройством (можно универсальным «умным»), обеспечивающим 2-фазный процесс подзарядки по методу CC-CV. Уровень заряда восполняется в 2 этапа:

С постоянным током величиной 0,5С–1С и ростом напряжения до значения 4,2 В. Уровень заряда к этому моменту достигает 95%.
С постоянным напряжением и снижением тока – для недопущения перезаряда.

Заряжать литий-полимерные элементы нужно, не дожидаясь их полной разрядки, – при уровне заряда 10–20% или выше. Это правило актуально и для батарей типа Li-ion. Если постоянно по максимуму разряжать литиевый аккумулятор, это негативно отразится на его ресурсе. Напряжение на каждой ячейке аккумуляторной батареи не должно падать ниже 3 В, иначе накопитель энергии может вздуться и необратимо потерять более половины емкости. В таком случае АКБ придется утилизировать.

Использование балансира в LiPo батареях

В аккумуляторных батареях все ячейки должны иметь одинаковый уровень заряда. При большом разбросе значений одни ячейки недозаряжаются, другие – перезаряжаются. Из-за этого возрастает риск вздутия батареи, ее выхода из строя и самовозгорания. Чтобы не допустить таких последствий, нужно заряжать LiPo батареи с применением балансира, отслеживающего напряжение на каждом элементе, или использовать зарядное устройство со встроенным балансиром.

Особенности первой зарядки

Несмотря на распространенное мнение, литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы не нужно разряжать «в ноль» перед зарядкой. Это касается и первой зарядки, и всех последующих. Литиевые элементы питания, в отличие от никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аналогов, не имеют эффекта памяти. Это значит, что их можно и нужно заряжать, не дожидаясь полностью разряженного состояния.

Но многие производители и технические специалисты при ответе на вопрос, как заряжать новый литий-полимерный аккумулятор, рекомендуют вначале выполнить его «раскачку» или «калибровку». Ее суть заключается в полном разряде и последующем заряде АКБ. Такую «раскачку» рекомендуется делать 2–4 раза в начале эксплуатации батареи и далее с периодичностью раз в полгода с целью максимального использования емкости. В остальное время заряжать литиевые элементы питания можно при любом уровне остаточного заряда.

Опасные ситуации, и как их избежать

Главными факторами риска при использовании Li-Pol элементов выступают:

перезаряд до напряжения выше 4,2 В на ячейку;
нагрев выше 60 °С;
разрядные токи выше нагрузочной способности элементов;
глубокий разряд до напряжения ниже 3 В на элемент;
хранение в разряженном состоянии;
разгерметизация – попадание внутрь элемента воздуха из-за механического повреждения, перегрева или по другой причине.

Эти нарушения приводят к падению доступной емкости и могут спровоцировать самовозгорание элементов. Поэтому использовать современные аккумуляторы на основе лития нужно корректно, с учетом рекомендаций производителей.

Во избежание пожара важно применять подходящее зарядное устройство и правильно выставлять на нем количество заряжаемых ячеек. Также нужно проверять, не перегревается ли батарея при зарядке, и вовремя заряжать севшие элементы.

В нашей предыдущей статье рассказывается о том, можно ли заряжать LiFePO4 АКБ свинцовой зарядкой?.

Как правильно заряжать литий-ионные и литий-полимерные

Как заряжать аккумуляторы: часто и мало или редко и на 100%

Как, по вашему мнению, правильно заряжать литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы в гаджетах, электроинструментах и электромобилях?

1. Часто подключать к заряднику и заряжать понемногу;
2. Заряжать как можно реже и стараться на максимум до 100%.

Теме сто лет в обед и только ленивое околотехническое издание не написало заметку, как зарядить телефон, чтобы долго работал. Предлагаем поставить точку с опорой на научные факты.

Как правильно заряжать батарею — часто и понемногу или редко и на максимум?

С точки зрения бытового использования вы можете забыть об этом вопросе и делать так, как вам лично удобнее.

По плану производителей, важнее всего максимальный комфорт пользователя. То есть при эксплуатации не стоит даже задумываться о технических нюансах в течение всего запланированного срока службы — от двух до пяти лет в среднем для большинства моделей портативной электроники.

Гаджеты защищены от неправильной зарядки

С телефонами и электромобилями, ноутбуками и планшетами, смарт-часами и прочими гаджетами на литий-ионных и литий-полимерных батареях для пользователя не должно быть никакой разницы — часто заряжать или редко, понемногу или на максимум.

Мы в своё время пошли немного дальше и сделали узкоспециализированные рекомендации, как зарядить телефон, чтобы долго работал. Каждый совет имеет за собой инженерные исследования, опубликованные в Battery University и на прочих профессиональных профильных сайтах вроде All-Electronics.de или Energy University.

В этих рекомендациях есть уточнения, которые помогут немного продлить срок службы аккумуляторов и уберечь их от неполадок.

1. Новый телефон

Если вы только что купили свежую модель смартфона (или планшета — у них одинаковая химия в аккумуляторе), то уберечься от ошибок поможет специально проработанная инструкция. Главное запомнить, что любой новый гаджет на Li-Ion- и Li-Poly-батареях первым делом заряжают, а не разряжают.

2. Новый аккумулятор в телефоне

После замены аккумулятора правила немного отличаются, ведь процесс изготовления, тестирования и поставки элемента питания вне корпуса телефона уже другие и здесь тоже есть на что обратить внимание. Например, не лишним будет «потренировать» двумя-тремя циклами заряд-разряд.

3. Все гаджеты на Li-Ion и Li-Poly

Для прочей мобильной электроники в целом действуют те же самые «телефонные» правила: для смарт-часов, для квадрокоптеров, для наушников, всевозможных компонентов умного дома (тот самый интернет вещей или IoT, о котором все говорят) и других гаджетов. На всякий случай собрали все эти знания в одном месте.

4. Чем заряжать, как и когда?

В этой статье мы разобрали массу популярных вопросов, которые вы нам задаёте в группе Neovolt Вконтакте о зарядниках. Можно ли пользоваться телефоном во время зарядки, есть ли вред от быстрой зарядки, какой адаптер выбрать, какой для машины от USB-прикуривателя и так далее. Этот материал мы часто перечитываем сами, когда что-то забывается.

5. Зарядка по ночам без присмотра

Заслуживающая отдельного внимания тема, которая волнует и нас самих. Как понять ответ многих инженеров и специалистов на эту тему: «Можно, но не нужно». То есть можно оставить, но чем тогда закончится, если «не нужно» так делать? Прояснили, чем всё грозит при недолгом оставлении или на пару недель, и почему производители разрешают надолго оставлять подключённый к розетке телефон.

6. До скольки процентов заряжать?

Если честно, то эта статья идеализирована — как раз о максимальной (теоретической) заботе об аккумуляторе, когда вы сможете продлить его срок службы так сильно, как никто другой в этом мире. Общее правило зарядки 20%-80% здесь расписано по пунктам.

7. Так ли страшна разрядка в ноль?

Пожалуй, самый популярный вопрос за всю историю нашей компании Neovolt, которой, между прочим, уже больше 12 лет. Насколько опасно разряжать гаджеты до полного выключения (или даже «потом включить, он ещё немного поработает и опять выключится»)? На самом деле неопасно. В каких случаях это полезно, в каких ни в коем случае нельзя допускать — всё это имеет не домыслы, не переписано с интернета, а основано на научных фактах.

8. Постоянно держать ноутбук на зарядке

Рекомендуем всем владельцам ноутбуков не держать их постоянно на зарядке в розетке. По возможности лучше вытаскивать батарею, когда она не нужна. В остальных случаях (например, нельзя или сложно извлекать аккумулятор) заряжайте и затем используйте батарею, не держите её всегда в состоянии «капельной дозарядки» — все подробности на примере макбуков, официальной позиции Apple и научных фактов, конечно же.

Что-нибудь может измениться с тем, как часто заряжать аккумулятор?

Да, может. В будущем процесс зарядки будет отличаться — учёные уже сейчас активно исследуют двумерные решёточные системы для понимания всех процессов и электрохимических свойств аккумуляторов. Они получают идеализированное и всё более точное представление о химических процессах внутри аккумулятора.

Сегодня электрохимические исследования «на коне». Ведь разработки в области накопления энергии сейчас особенно востребованы в концернах автомобилестроения, которые переходят к электромобилям.

Известно, что в аккумуляторах тепло распространяется и рассеивается. Но на сохранение энергии влияет и то, каким образом она доставляется, технически говоря, насколько точно «выравнивается доставка». И вот учёные выяснили, что доставка эффективнее всего при методе «реже и до максимума». Процитируем научную публикацию.

Учёные из Польской академии наук:

Мы заметили, что количество энергии, которое может хранить система, варьируется в зависимости от размера порции энергии и частоты её подачи. Наибольший показатель происходит, когда порции доставки энергии велики, но промежутки времени между их подачей также велики.

Интересно, что, оказывается, если мы разделим этот тип системы хранения внутри на отсеки или ячейки, то количество энергии, которая может храниться в такой разделенной батарее (если бы её можно было построить) увеличивается. Другими словами, три маленьких батареи могут хранить больше энергии, чем одна большая.

Мы в свою очередь хотели бы отметить, всё это верно при условии, что общее количество энергии, вводимой в систему, остаётся неизменным. То есть меняется только способ её доставки.

Исследование, надо сказать, носит теоретический (базисный) характер. До практики, как мы уже говорили в материале о мошенниках-учёных, пока ещё неблизко. Но вполне ожидаемо претерпит изменения фундаментальный принцип, с которым будут разрабатываться аккумуляторы для будущих гаджетов и программное обеспечения для управления ими.

→ Полная версия научной публикации Польской академии здесь.

Уже сейчас это исследование предлагает возможность зарядки электромобиля не за нескольких часов, а за чуть менее двадцати минут, предлагая тем самым значительное увеличение мощности таких батарей, не изменяя их объём. Достаточно просто изменив путь определения оптимальной периодичности подачи энергии.

Узнайте больше о батареях

Каких методов вы придерживаетесь при зарядке гаджетов? Поделитесь опытом длительного использования аккумулятора — напишите в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы и что они из себя представляют

Особенности литий-полимерных (Li-pol) аккумуляторов

Основные преимущества батарей Li-pol:

Гибкий полимер позволят добиваться меньших размеров аккумуляторов, соответственно, получаются компактные устройства. В этом параметре полимерные батареи предпочтительнее ионных, так как вторые достигли предела уменьшения толщины.
Такая батарея считается наиболее совершенной, поэтому обеспечивает больший уровень безопасности, снижающий риск перезаряда и утечки электролитов.
Полимерные АКБ имеют более длительный срок службы, замедленный процесс старения и саморазряда.

Недостатки:

У полимерных аккумуляторов выше стоимость материалов для изготовления (по сравнению с ионными). В итоге это влияет на цену телефона.
Высокая чувствительность к низким температурам.
Сильнее нагреваются.