РазноеЛитий полимерные аккумуляторы правила эксплуатации и зарядки: Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы, правильная зарядка Li Po аккумуляторов

Литий полимерные аккумуляторы правила эксплуатации и зарядки: Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы, правильная зарядка Li Po аккумуляторов

Содержание

Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы, правильная зарядка Li Po аккумуляторов

27.09.2016

Литиево-полимерными аккумуляторами оснащаются практически все современные электронные гаджеты. Широкое применение они нашли на летающих радиоуправляемых моделях, квадрокоптерах, вертолетах и самолетах. У литий-полимерных аккумуляторов есть немало преимуществ, в том числе – высокая плотность энергии, низкий саморазряд и отсутствие так называемого «эффекта памяти».

В результате для моделей с силовыми электроагрегатами Li Pol батарее практически не существует достойной альтернативы. Следует ожидать, что они будут применяться все более широко, особенно в таких областях, как непилотируемые летательные аппараты, электромобили и т.п.

Несмотря на все преимущества, LiPol батареи имеют репутацию капризных, опасных и маложивущих источников питания. На самом деле, эти недостатки несколько преувеличены. Если их правильно использовать, проблемы будут сведены к минимуму.

Правила зарядки

Для того чтобы в эксплуатации источника питания не возникало проблем, необходимо правильно заряжать LiPo батареи. В противном случае велик риск их повреждения и даже самовозгорания. Рассмотрим, как правильно зарядить литий полимерный аккумулятор, чтобы избежать возможных проблем:

  • Зарядить LiPo аккумулятор любым ЗУ не получится, для этого требуются специальные зарядные устройства. Связано это с особенностями двухфазного процесса зарядки.
  • Зарядка аккумуляторов Li Pol проходит в две фазы (метод CC-CV). На первой стадии напряжение на всех банках АКБ возрастает. К окончанию фазы оно достигает 4,2 Вольт. По сути, к этому моменту зарядка Li Pol аккумуляторов достигает 95%. Дальше начинается вторая фаза. Для недопущения перезаряда, губительного для литий-полимерной АКБ, ток снижается. В случае превышения напряжения более 4,25 Вольт увеличивается риск самовозгорания.
  • Не рекомендуется допускать полной разрядки источника питания, перед повторной зарядкой в нем должно оставаться около 10-20%, иначе он быстро выйдет из строя.
  • Важно следить, чтобы напряжение не падало ниже 3 Вольт на каждой банке. При таком снижении показателей напряжения велик риск того, что батарея может вздуться. При этом вздувшийся LiPo аккумулятор потеряет более 50% своей емкости. Если вздулась LiPo батарея, ее останется только выбросить – потеря емкости необратима.

То, что литий-полимерные источники питания вздуваются, является одной из серьезных проблем их эксплуатации. Все банки должны заряжаться и разряжаться равномерно. При этом зарядное устройство для литий полимерных батарей отслеживает только суммарное напряжение, но при большом разбросе показателей вероятность того, что LiPo аккумулятор вздулся увеличивается в разы. Также это приводит к перезаряду отдельных банок, увеличению риска самовозгорания.

Для решения этой проблемы зарядку Li Pol батарей необходимо выполнять с использованием балансира, который способен отслеживать напряжение на каждой банке, либо ЗУ со встроенным балансиром. Не заряжайте источник питания ЗУ с таймером. Если ток будет недостаточным, ЗУ отключится, не зарядив его полностью. Ток заряда не должен превышать 1С и быть меньше 0,5 С. Также нужно помнить, что чем больше емкость LiPo аккумулятора, тем дольше он будет заряжаться.

Эксплуатация

Для того чтобы продлить срок службы Li Pol устройств или, как минимум, не сократить его, важна и правильная эксплуатация аккумуляторов. Когда мы заряжаем источник питания, нельзя допускать его нагрева выше 60 градусов. Если нагрев все же произошел, прежде чем использовать батарею, ей нужно дать остыть. Также нельзя и ставить на зарядку перегревшийся накопитель.

На хранение нельзя оставлять полностью разряженную АКБ. Обязательно зарядите ее. Самые оптимальные показатели – 60%. В целом, при соблюдении этих несложных правил, проблем с использованием литий-полимерных батарей не возникает.

Инструкция по эксплуатации литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов

Зарядка

Внимание! Данный тип аккумулятора необходимо заряжать только специальным зарядным устройством в режиме балансировки (balance), где контролируется и балансируется напряжение на каждой секции. Простой тип зарядки (charge) может повредить аккумулятор, так как происходит зарядка без балансировки.

Ток заряда не должен превышать рейтинг 1C, так например, если у вас батарея емкостью в 1800mAh (1.8Ah), ток зарядки должен составлять 1.8 Ампер, соответственно если 4200mAh (4.2Ah), ток может составлять 4.2 Ампера. В отдельных случаях и моделях LiPo аккумуляторов допустимо повышение рейтинга до 3С-5С для срочной зарядки, но для долгой жизни аккумулятора все же рекомендуется заряжать током равным 1С.

В заряженном состоянии на каждой ячейке должно быть напряжение 4.2 Вольт.

Разрядка

Внимание! Не разряжайте аккумуляторы ниже 3 Вольт на одну ячейку, это безвозвратно повредит его. Используйте различные сигнализаторы разряда.

Внимание! Не разряжайте (discharge) литий-полимерные аккумуляторы с помощью IMAX B6 (и других подобных зарядок), это может вывести из строя ваш аккумулятор, так как данное устройство разряжает батарею без балансировки напряжения на каждой ячейке.

Допустимый ток разряда обычно указывается на аккумуляторах как

discharge rate. Например, если рейтинг разряда составляет 40C, а емкость 1800mAh (1.8Ah), то заявленный допустимый ток разряда будет 72 Ампера (40C*1,8Ah).

Данный тип аккумуляторов не имеет эффекта памяти, поэтому циклически разряжать и потом заряжать нет необходимости.

Хранение

Аккумулятор не следует оставлять на долгое время разряженным или полностью заряженным (более недели). Если знаете что некоторое время не будете использовать аккумулятор, следует перевести его в режим хранения (storage) с помощью зарядного устройства, это существенно продлит срок службы вашего аккумулятора и сохранит емкость.

В режиме хранения на каждой ячейке должно быть напряжение 3.8-3.85 Вольт.

Храните аккумуляторы вдали от тепловых источников, данные аккумуляторы легко воспламеняются.

Так же избегайте деформации и повреждений аккумулятора, это может привезти к возгоранию.

Внимание! Все операции по зарядке и разрядке литий-полимерных аккумуляторов необходимо проводить только под присмотром.

Как правильно заряжать литий─полимерный аккумулятор?

В современных гаджетах используется всё больше литий─полимерных аккумуляторов. Этот тип батарей появился не так давно. Их конструкция и используемые материалы постепенно совершенствуются. Li─Pol аккумуляторы можно встретить в планшетах, некоторых моделях смартфонов и ноутбуков. Также они широко используются в игрушках и моделях на радиоуправлении. К нам приходит довольно много вопросов о том, как заряжать такие аккумуляторы. Об этом уже упоминалось в некоторых статьях. Поскольку эта тема пользуется большим спросом, мы решили вынести её в отдельную заметку.


 

Содержание статьи

Особенности литий─полимерных аккумуляторов

Этот вид литиевых батарей был разработан в результате совершенствования конструкции и функционирования литий─ионных АКБ. В последних используется жидкий электролит, из-за чего возникает ряд проблем при их эксплуатации. В результате специалисты разработали литий─полимерные аккумуляторы, которые имеют аналогичный принцип действия, но несколько иную конструкцию и другой электролит.

Литий─полимерный аккумулятор



В Li─Pol аккумуляторах был использован сухой электролит, представляющий собой твёрдый полимера. Выглядит он как пластиковая плёнка. Структура полимера такова, что ток он не проводит. Однако не мешает обмену ионами, подразумевающему передвижение через него заряженных ионов. То есть, этот полимерный материал выступает как в роли электролита, так и непроводящего тока сепаратора между электродами. Кроме того, в современных образцах литий─полимерных аккумуляторах добавлен гелеобразный электролит с ионами лития.

Остаётся только добавить, что литий─полимерные аккумуляторы могут выполняться малой толщины (до 1 мм) и практически любой формы. Кроме того, вместо стального или алюминиевого корпуса, как в Li─Ion, в них используется фольга. В большинстве из них обязательно присутствует контроллер заряда и разряда аккумуляторного элемента.


Вернуться к содержанию
 

Как правильно заряжать и эксплуатировать Li─Pol аккумуляторы?

Теперь непосредственно о том, как заряжать литий─полимерные АКБ и об их правильной эксплуатации. Для начала нужно понять, что литий─полимерная аккумуляторная батарея должна весь срок эксплуатации иметь напряжение в определённых рамках. Эти границы в большинстве случаев от 2,7 до 4,2 вольта. Эти значения соответствуют минимальному заряду и максимальному.

Li─Pol аккумуляторная батарея



Стоит также понять, что ёмкость аккумулятора представляет собой количество запасённой энергии, которое он отдает, полностью разряжаясь со стопроцентной зарядки. Часто у этих аккумуляторных батарей верхний порог по напряжению ограничивается значением 4,1 В.
При этом немного снижается ёмкость, но увеличивается срок службы батареи.
Ведь для Li─Pol аккумуляторов вредны пограничные состояния (полного заряда и разряда). Это объясняется тем, что в таком состоянии ионы лития максимально внедрены в кристаллическую решётку катода или анода. Нахождение в таких пограничных состояниях даже непродолжительное время отрицательно сказывается на сроке его службы.

Так, что добиться максимального срока эксплуатации литий─полимерного аккумулятора можно, поддерживая уровень его заряда на уровне 40─60 процентов. Часто аккумуляторные батареи в продаже имеют примерно такой уровень заряда. Эти границы могут быть проконтролированы самим пользователем, а минимум и максимум заряда АКБ контролирует специальная плата. Она называется контроллером заряда-разряда.



Пользователям можно дать совет заряжать аккумулятор, не дожидаясь полного разряда. Также не следует заряжать его «под завязку». При 80% заряда вполне можно его отключать от адаптера. Остаётся только добавить, что в электронике (планшеты, ноутбука, смартфоны) работа платы-контроллера часто дополнена схемой питания в самом устройстве.
Вернуться к содержанию
 

О чём нужно помнить пользователям при зарядке АКБ?

Для пользователя можно назвать ряд простых правил при эксплуатации Li─Pol аккумуляторов:

  • Не доводите дело до минимального разряда батареи. Особенно не рекомендуется ждать до отключения телефона, планшета и т. п. Если это произошло, сразу ставьте АКБ на зарядку;
  • Не бойтесь делать частые подзарядки. То есть, пользуйтесь розеткой в любой подходящий момент. Если при этом литий─аккумулятор не заряжается целиком, то частые зарядки ему не вредят. Можно, к примеру, использовать ноутбук для зарядки телефона. Для этого просто подключите его к порту USB. Также можно немного восполнить заряд аккумулятора от прикуривателя в машине, если есть соответствующий переходник. И ничего страшного, если вы не зарядите АКБ до конца. Наоборот, это лучший режим для Li─Pol батарей;
  • Перезаряд аккумуляторной батареи может произойти даже при нормальной работе контроллера. Причиной здесь может стать рост температуры. К примеру, аккумулятор полностью зарядился и контроллер отключил банку от зарядки. Если дальше держать устройство на зарядке, оно может немного нагреться. Соответственно, нагреется и аккумулятор. Вместе с температурой растёт и заряд батареи. И это не способствует увеличению срока службы литий─полимерной АКБ;
  • В идеальном случае зарядка Li─Pol батареи должна находиться на уровне 50 процентов. В реальных условиях это сложно. Но поддерживать заряд в интервале 30─80 процентов вполне реально.

Вернуться к содержанию
 

Некоторые дополнения

В заключение стоит отметить несколько моментов:

  • Литий─полимерные аккумуляторы не имеют «эффекта памяти», как Ni─Cd и Ni─MH. Поэтому тренировать зарядом-разрядом их бессмысленно. Для них можно проводить периодическую калибровку (раз в 2─3 месяца полный заряд-разряд) и этого достаточно;
  • Как и любые АКБ литиевого типа, Li─Pol плохо переносят охлаждение до отрицательных температур. Естественно, это не касается тех моментов, когда вы на морозе достали телефон позвонить. В этом случае он просто не успевает остыть;
  • При замене литий─полимерного аккумулятора в своём устройстве покупайте батарею аналогичного типа с такими же характеристиками (напряжение, разъём, тип и так далее).

Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал. Исправления и дополнения оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

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:

  1. высокая удельная емкость;
  2. малый саморазряд;
  3. толщина от 1 мм;
  4. 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:

  1. С постоянным током величиной 0,5С–1С и ростом напряжения до значения 4,2 В. Уровень заряда к этому моменту достигает 95%.
  2. 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 новый литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерные аккумуляторы были разработаны не так давно, но в течение небольшого отрезка времени успели стать основным источником питания для большого количества электротехники. От них питаются и современные гаджеты, и электрический инструмент, и даже некоторые электромобили.

Повсеместное использование стало возможным благодаря эксплуатационным качествам этих аккумуляторов. Фактически альтернатива Li-Pol батареям сегодня отсутствует.

Почему литий-полимерная технология?

Аккумуляторы этого типа отличает большое количество положительных качеств, среди которых следует отметить:

  • компактные размеры батарей благодаря использованию гибкого полимера;
  • более совершенная конструкция аккумуляторов, дающая более высокие показатели безопасности;
  • продолжительный срок службы, замедленное старение;
  • минимальный уровень саморазряда;
  • отсутствие «эффекта памяти». 

Такие преимущества обусловлены применением твердого полимера в качестве электролита, а также применению контроллеров заряда/разряда. В результате мы получаем эффективный источник питания для техники. Впрочем, стоит отметить важное обстоятельство – Li-Pol батареи в некоторых кругах снискали славу капризных и опасных изделий. Особенно, если не знать, как правильно заряжать литий полимерный аккумулятор. К их недостаткам приписывают:

  • немалую стоимость из-за дороговизны материалов;
  • значительную чувствительность к отрицательным температурам;
  • Вероятность перегрева при серьезных нагрузках и высокой окружающей температуре;
  • Ускоренное изнашивание наряду с быстрой утратой емкости и т.д.

Впрочем, эти недостатки легко свести к минимуму, если знать, как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор, сразу после покупки и в ходе длительной эксплуатации. 

Как правильно заряжать новый литий-полимерный аккумулятор?

Самое главное, о чем нужно помнить при покупке новой техники или замене батареи – нужно зарядить ее на 100%. Это необходимо для того, чтобы аккумуляторный контроллер выявил предельную вместимость заряженного аккумулятора. Если не сделать этого, то случаются ситуации, когда устройство демонстрирует на индикаторе полный заряд, но фактически заряжено не полностью.

Правило трех циклов заряда/разряда, придерживаться которого рекомендовали в случае с Li-Ion батареями, здесь уже неактуально. Даже наоборот. В вопросе, как заряжать литий-полимерный аккумулятор, категорически не рекомендуется сразу после покупки разряжать его «под ноль». Это может лишь навредить.

Как заряжать литий полимерный аккумулятор в обычной жизни?

Особых условий, которых нужно придерживаться при пользовании техникой с этим источником питания, нет. Однако есть рекомендации, которые могут существенно продлить срок его жизни.

Это интересно: Как правильно заряжать аккумуляторные батарейки

  • Необходимо использовать совместимые зарядные устройства, которые поддерживают двухфазный процесс работы.
  • Стоит избегать ситуаций, когда уровень заряда опускается ниже 10-20%. Иначе срок эксплуатации значительно снижается. 
  • Многие специалисты рекомендуют отключать батарею от зарядного устройства при достижении 90% заряда, чтобы также не изнашивать ее чрезмерно.
  • Нельзя ставить на зарядку гаджет или технику в случае, если батарея перегрета. Точно также, если она перегрелась в процессе заряжания, перед использованием нужно дать ей остыть. 

Раз в несколько месяцев стоит проводить цикл полной разрядки/зарядки. Стоит также знать, как заряжать литий-полимерный аккумулятор для его последующего хранения. Лучше всего оставлять на нем около 60% заряда. В этом случае она без проблем пролежит очень длительное время. 

Литий-полимерные аккумуляторы — особенности правильной эксплуатации и зарядки Li-pol АКБ

Попытки использовать легкий активный литий в качестве электродов для аккумуляторов закончились провалом, но одноразовые батарейки эффективны. Современники литиевыми аккумуляторами называют приборы, с ионами лития. Их используют в виде солей на подложке из алюминиевой или медной фольги. Активным элементом является ион лития, аккумулятор называется литий-ионный. Условие – в герметичном корпусе обязательно залит жидкий электролит. Если внутри гель или специальная пленка – литий-полимерная батарея. Все литиевые батареи относят к щелочным.

Литий-ионный и литий-полимерный, разница

Аккумуляторная батарея – система динамичная. Рабочие параметры зависят от любого компонента. Посмотрим, как подействовало наполнение гелем вместо жидкого электролита и какой лучше, литий-полимерный или литий-ионный аккумулятор, в чем разница.

Оба вида батарей характеризуются высокой плотностью энергии при малых размерах. Один элемент способен выдать напряжение 3,6 В, в два раза больше Ni-Cd батареи. Нет эффекта памяти, аккумулятор можно заряжать на любом уровне запаса энергии.

Отличия в том, что при использовании жидкого литий-ионного аккумулятора максимальное напряжение при заряде и минимальное при разряде контролирует встроенная защита, устройство становится дороже. Без защиты возможно возгорание и даже, взыв. Такие проблемы не сопровождают работу сухого литий-полимерного элемента. Гелевый элемент можно называть литий-ионным полимерным аккумулятором. Это гибрид, где используют вместо сепаратора полимерную пленку с твердым составом, ее действие усиливает обычный электролит в гелевой форме. Но называют гибрид литий-полимерным, в интересах маркетинга.

Сравнение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

Рассмотрим методику заряда литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов. Какой из них быстрее зарядится? Исследования показывают, за первый час батареи заряжаются на 70-80 %, в последующем на пониженном токе напряжение доводят до максимального, и зарядное устройство отключает процесс. Зарядка, разрядка проходят за одно время. Ни чем не отличается, работоспособность литий-полимерного аккумулятора от литий-ионного.

Но обратите внимание на форму батарей. Компактная, в прочной герметичной упаковке из ламинированной фольги, литий-полимерная батарея удобнее в монтаже. Какой аккумулятор, литий-ионный или литий-полимерный выбрать? Если вам нужен легкий и емкий аккумулятор, выбирайте полимерный.

Предлагаем сравнить реакцию двух видов батарей на неисправности и решить, какой аккумулятор безопаснее, литий-ионный или литий-полимерный.

Вид испытаний Аккумулятор литий-полимерный Аккумулятор с жидким электролитом
Прокол Нет изменений Нагрев до 2500, взрыв, дым, протечка
Нагрев до 200 0 Нет внешних изменений Взрыв, электролит потек
Короткое замыкание Нет изменений Нагрелся до 100 0 С, потек
Перезаряд Вспучивание Взрыв, протечка, T>100 0 C.

Лучшие литий-полимерные аккумуляторы

Выбор моделей литиевых аккумуляторов с не текучим электролитом расширяется. Промышленность уже предоставила 3 разновидности литий-полимерных батарей:

  • гелеобразный электролит однородного состава за счет использования солей лития;
  • сухой электролит в виде полимерной пленки, в роли сепаратора проницаемый полиэтиленоксида с внедренными солями лития;
  • сухой электролит, как полимерная матрица, сорбент для солей лития, растворенных не в воде.

Устройство литий-полимерного аккумулятора, в отличие от литий-ионного, основано на использовании твердого электролита в виде проницаемой мембраны. Элемент имеет полимерный катод, а вместо сепаратора – полимерная пленка, называемая твердым электролитом. Новая конструкция, толщиной в 1 мм и более, перспективна для установки в стесненных условиях, сбора в пакет.

Для массового спроса сухие Li-pol не подходят, велико внутренне сопротивление при комнатной температуре. Их рабочая среда 60-100 0 С. Но разработка продолжается, есть перспективы создания сухого литий полимерного аккумулятора, работающего при комнатной температуре. Вскоре нас ожидает появление недорого сухого литий-полимерного АКБ с еще большей плотностью энергии, чем литий-ионные аккумуляторы, работающего при комнатной температуре, без опасности перегрева. Безопасность обеспечивается в различных форс-мажорах – проткнули корпус, произошло короткое замыкание, или перезарядка.

Линейка литий-полимерных аккумуляторов делится на обычные и быстроразрядные модели. В чем их отличие? В бытовых приборах используются модели с нормальным разрядом 3-5 С. «Силовые», с разрядом 10 С и более, часто применяют на радиоуправляемых моделях.

При использовании гелиевых литий-полимерных (li-pol) аккумуляторов важным условием является не допустить их глубокой разрядки или перезарядки. При правильной эксплуатации приборов, плюсы их перевешивают немногочисленные минусы.

Правила эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов

Чтобы продлить срок службы литий-полимерных источников энергии, нужно соблюдать определенные правила. Разрядить батарею полностью нельзя, есть ограничение. Если телефон или другой прибор отказал из-за севшей батареи, ее нужно срочно поставить на зарядку. Находясь в бездействии, аккумулятор продолжает садиться от каждого нажатия на клавиши, происходит саморазряд. Есть предел, после которого придется батарею утилизировать.

Вы зарядили батарею полностью прохладным утром, а потом оставили в авто под лучами солнца, или поставили в кедл — возможна перезарядка, что губительно для прибора. Как поступить? Отсоединить гаджет от зарядки, поработать, пока литий- полимерный аккумулятор нагреется, только потом включать питание. Лучше, если батарея всегда будет находиться заряженной на уровне 40-80 %.

Отмечено, степень заряженности акка уменьшается в самолете, действует атмосферное давление. К плачевным последствиям этот факт не приводит. В условиях холода батарею следует держать в теплом месте, доставая ненадолго, при необходимости.

Хранение литий-полимерных аккумуляторов должно отвечать следующим условиям:

  • заряд батареи на уровне 60-70 %;
  • периодическая проверка, подзарядка;
  • для меньшего саморазряда батареи выбрать прохладное сухое место.

Как правильно зарядить литий-полимерный аккумулятор

Чтобы обеспечить длительную работу литий-полимерной батареи, необходимо усвоить, как его правильно заряжать. Процесс зарядки двухступенчатый, не зависит от вида аккумулятора, литий-ионный или литий-полимерный. Необходимо использовать специальное зарядное устройство.

К пониманию, о чем речь: буквой «С» обозначается числовое значение тока зарядки, соответствующее емкости в А-ч или МА-ч, обозначенной на корпусе. ЗУ – зарядное устройство.

Первый этап зарядки выполняется током 0,2-0,5 С. Степень заряда увеличивается до 70-80 %. В этот период ЗУ работает, как стабилизатор. Если в литий-полимерном аккумуляторе есть встроенная плата защиты, напряжение ХХ не должно быть выше 6-7 В.

Второй этап начинается с момента, когда напряжение на клеммах достигло 4,2 В. Теперь ЗУ выпрямляет сетевой ток, поддерживает постоянное напряжение. Сила тока постепенно снижается до 0,05-0,01С. После ЗУ отключается от батареи, исключая перезарядку.

Для глубоко разряженной батареи с напряжением около 2,5 В используется этап предзарядки, нагрев и доведение показателя до 2,8 В. Подается постоянный ток низких параметров. Этим предупреждается вспучивание, разгерметизация и взрыв батареи.

Способ двухэтапной зарядки разработан компаний SONY, он не единственный, но рациональный, как для литий-ионных полимерных аккумуляторов, так и для сухих полимерных. Правильно заряжать тонко настроенную систему, значит, продлять срок ее эксплуатации.

Зарядное устройство для литий-полимерных аккумуляторов

Если литий-полимерные аккумуляторы так требовательны к характеристикам параметров тока для подзарядки, нужны особые зарядные устройства. Промышленность предлагает ЗУ с минимальным набором функций, стоимостью 10-20 $ и универсальные устройства со встроенными балансирами, пригодные для любых видов батарей. Их цена доходит до 400 долларов.

Недорогое ЗУ имеет индикацию заряда, не может правильно определять окончание заряда, показывают только окончание первого момента. Важно использовать дополнительно балансир, чтобы в момент заряда все банки получали свою порцию энергии. Необходима ручная настройка количества элементов в батарее и зарядного тока. Нельзя использовать ЗУ с таймером, можно не дождаться полной зарядки литий-полимерного аккумулятора. Тем дольше идет процесс, чем больше размеры прибора.

Применив универсальное ЗУ, с расширенными возможностями, можно отслеживать процесс по информации на дисплее. Необходимо будет задать количество банок и величину зарядного тока.

Литий-полимерный аккумулятор как заряжать первый раз

Вы принесли только что купленный прибор, аккумулятор показывает 2/3, это для удобства проверки работоспособности гаджета, или это норма для батареи? Да, литий-полимерные аккумуляторы работают на 20-80% заряда.

Новый ноутбук, в телефоне или фотоаппарате необходимо откалибровать. Как? Провести 2 раза цикл заряда-разряда. В дальнейшем заряжать аккумулятор можно в любое время, тип «литий-полимерный» не обладает эффектом памяти, не теряет емкость.

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор смартфона

Современные смартфоны обладают мощными литий- полимерными аккумуляторами, способными выдержать нагрузку без подзарядки в течение суточной активности пользователя. Некоторым приходится обзаводиться даже внешним источником энергии, дабы удовлетворить активность при отсутствии зарядного. Конечно же, он тоже должен быть литий-полимерным. Как правильно заряжать устройства?

Новый смартфон должен естественно разрядиться до 10 -15 %, после подключить ЗУ к сети и зарядить аккумулятор полностью. Так повторяют 2-3 раза, называется операция раскачкой. Позже литий-полимерная  батарея заряжается малыми порциями при любой возможности. Разумеется, пользоваться для зарядки нужно родным ЗУ, не оставляя его включенным в розетку в моменты бездействия.

Итог

Знание, как правильно обслуживать литий-полимерные аккумуляторы позволит обеспечить их безаварийную работу, продлить срок службы. Но источники химической энергии не вечны, они стареют, активное вещество используется. В наших силах бережным обращением сдвинуть время расходов на замену батареи.

Предлагаем посмотреть видео по теме.

Вы знаете, как правильно заряжать LiPo аккумулятор? Planeta Hobby расскажет.

Литий-полимерные аккумуляторы, пожалуй, пользуются наибольшим спросом у моделистов. Не удивительно, ведь они обладают отличными показателями удельной энергии, способны отдавать большие токи разряда и весят совсем немного. Однако такие батареи заслужили и негативные отзывы, как самые привередливые, опасные и недолговечные. На такие замечания у специалистов «Planeta Hobby» один ответ – только при правильной эксплуатации LiPo аккумуляторы для радиоуправляемых моделей прослужат долго и не доставят хлопот.

Основные правила по использованию LiPo аккумуляторов

  • Не хранить аккумулятор в разряженном состоянии!
  • Заряжать LiPo аккумулятор стоит зарядным устройством либо предназначенным только для этого типа батарей, либо универсальным.
  • Рекомендуется заряжать аккум с использованием балансира.
  • Во время полетов или покатушек не стоит полностью разряжать АКБ, оставьте хотябы 10% емкости.

Как правильно зарядить LiPo аккумулятор для радиоуправляемой модели

Верно говорят, что литиевые батареи привередливы в использовании. Потому в паре вместе с ними стоит использовать зарядное устройство, которое поддерживает метод двухфазной зарядки CC-CV. Во время первой фазы LiPo аккумулятор заряжается током постоянной величины, в то время как напряжение постепенно растет. Когда в каждой ячейке напряжение достигнет показателя 4,2В, вступает в работу вторая фаза, при которой зарядный ток понемногу снижается.

Стоит отметить, что максимально допустимое напряжение на одну банку не должно превышать 4,25В. Если это произойдет, АКБ может воспламениться.

Если вам некогда ждать, второй фазой (CV) можно пренебречь, так как на этом этапе восполняется лишь 5% емкости аккумулятора, а тратится от 1/3 до 1/2 от общего времени заряда.

Также отметим, что есть ограничения и по зарядному току. Для LiPo батарей он не должен быть меньше 0,5С или превышать 1С, где С – емкость (мАч). Так, если у вашего LiPo аккумулятора для радиоуправляемой модели емкость составляет 3200 мАч, Li Po аккумулятор заряжать можно с током в диапазоне 1,6-3,2А. 

Для чего нужна функция балансировки при заряде/разряде

Так как аккумуляторы данного типа не обладают эффектом памяти, как NiMh модели, принудительно проводить разряд или циклирование нет необходимости. Но если все же решили провести эту процедуру, знайте, ток разряда не должен превышать показатель, указанный на наклейке аккумулятора для ру модели. Например, если у батареи емкость 2300 мАч, а токоотдача 20С, то максимальный непрерывный ток разряда будет равен 46А (2300мАч*20С/1000).

Когда вы будете разряжать свою батарею, контролируйте напряжение каждой банки – оно не должно упасть ниже 3В. В противном случае вы рискуете тем, что АКБ вздуется, потеряет больше половины своей емкости и не сможет отдавать ток разряда. Согласитесь, что от такого источника мало толка и его придется отправить на свалку.

Вот именно здесь и кроется основная сложность в использовании литиевых батарей. При заряде стоит следить за напряжением каждой банки, чтобы оно не превысило допустимую норму, а при разряде – чтобы напряжение не снизилось ниже дозволенного минимума.

Стандартное зарядное устройство для LiPo аккумуляторов радиоуправляемых моделей способно контролировать напряжение в общем, но, к сожалению, не может этого делать для каждой ячейки индивидуально. Т. е. может случиться так, что в одной ячейке напряжение будет составлять 4,05, в то время как во второй – 4,3. При таком раскладе, ЗУ увидит только сумму напряжения по всем банкам, и продолжит заряжать дальше, что приведет к увеличению напряжения второй банки и дальнейшем воспламенении.

Во избежание вышеописанного, используют зарядные устройства с балансиром, который контролирует, чтобы напряжение каждой ячейки было одинаковым и когда оно достигнет критического значения, заряд/разряд прекратится.

Теперь вы знаете, как правильно заряжать LiPo аккумулятор для ру модели, чтобы он прослужил максимально долго. Если у вас возникла необходимость в новом зарядном устройстве, загляните в соответствующий раздел, а чтобы выбрать действительно качественное ЗУ, прочтите эту статью. Если у вас возникли вопросы, не стесняйтесь звонить нам или писать на почту, мы всегда рады оказать помощь товарищам по хобби.

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы и литий-железо-фосфатные элементы, включая зарядные устройства для литиевых аккумуляторов.

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Основы

Эти примечания в равной степени относятся и к литию. ионные и литий-полимерные батареи. Химия в основном такая же для два типа аккумуляторов, поэтому методы зарядки литий-полимерных аккумуляторов могут использоваться для литий-ионных аккумуляторов.
Зарядка фосфата лития-железа 3.2 вольта ячейки идентичны, но фаза постоянного напряжения ограничена 3,65 вольт.

Литий-ионный аккумулятор легко заряжается. Безопасная зарядка — это труднее. Основной алгоритм — зарядка при постоянном токе (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от производителя), пока аккумулятор не достигнет 4,2 В на канал (вольт на ячейке) и удерживайте напряжение на уровне 4,2 В, пока ток заряда не упадет. до 10% от первоначальной ставки начисления. Условием прекращения является падение ток заряда до 10%.Максимальное напряжение зарядки и ток завершения незначительно варьируется в зависимости от производителя.

Однако таймер заряда должен быть включены для безопасности.

Заряд не может быть прекращен по напряжению. В Емкость, достигнутая при 4,2 В на ячейку, составляет всего от 40 до 70% полной мощности если не заряжается очень медленно. По этой причине вам нужно продолжать заряжать до тех пор, пока ток не упадет, и прекратить работу на низком токе.

Это Важно отметить, что непрерывная подзарядка неприемлема для литиевых аккумуляторов. батареи.Литий-ионная химия не может принять перезарядку, не вызывая повреждение элемента, возможно, отслоение металлического лития и превращение опасно.

Плавающая зарядка, тем не менее, является полезным вариантом. Проблема безопасности с поддержанием постоянного заряда аккумулятора — это то, что если зарядное устройство должно как-то сойти с ума и подать более высокое напряжение могут быть проблемы. Так что по логике, чем короче включается зарядное устройство, тем меньше вероятность заряда при подключении к аккумулятору выйдет из строя.Однако есть еще один Метод безопасности, плата защиты аккумулятора, которая должна быть включена либо на аккумулятор или в другой цепи между аккумулятором и зарядным устройством. BPB (также известная как PCB для «платы защиты») или другое управление батареей. цепь остановит заряд, если напряжение станет слишком высоким.

Иногда возникает вопрос «Каков эффект от зарядки менее 4,2 вольт?» В отличие от других батарей химии аккумулятор будет заряжаться, но никогда не достигнет полной зарядки, это будет взиматься только частичная оплата.Причина этого в том, что ионы помещаются в анодные или катодные кристаллы требуют большего напряжения, чем простой напряжение электрохимической ячейки. Чем выше напряжение, тем больше ионов может быть вставлен. Ссылка на эту страницу содержит наши исследования и некоторые количественные данные. от относительной емкости литий-ионных аккумуляторов, заряженных ниже 4,2 вольт. Преимущество зарядки при более низком напряжении заключается в том, что срок ее службы сокращается. резко вверх.

Эта ссылка показывает, как литиевое железо Емкость фосфатных аккумуляторов изменяется в зависимости от напряжения заряда.Напряжение заряда эксперименты с литий-железо-фосфатными батареями, показывающие, как меняется емкость с зарядным напряжением.

Медленная зарядка ионно-литиевых батарей

Когда скорость заряда во время фазы постоянного тока низкая, процесс зарядки будет тратить меньше времени во время хвоста постоянного напряжения. Если вы заряжаете ниже около 0,18 ° C, при достижении 4,2 вольта ячейка практически заполнена. Этот может использоваться как альтернативный алгоритм начисления.Просто зарядите ниже 0,18C постоянный ток и прекратить заряд, когда напряжение достигнет 4,2 вольт на ячейку.

Безопасность

Каждый литий-ионный аккумулятор должен иметь метод поддержания баланса клеток и предотвращения их чрезмерно разряжены. Обычно это делается с помощью доски безопасности, которая контролирует зарядка и разрядка пакета и предотвращение опасных вещей. Технические характеристики этих досок безопасности продиктованы производителем ячейки, и может включать следующее:

  • Защита от обратной полярности
  • Температура заряда — нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
  • Ток заряда не должен быть слишком большим, обычно ниже 0,7. С.
  • Защита от тока разряда для предотвращения повреждений из-за короткого схемы.
  • Напряжение заряда — постоянный предохранитель размыкается при слишком большом напряжении. прикладывается к клеммам АКБ
  • Защита от перезарядки — останавливает заряд при напряжении на ячейку поднимается выше 4,30 вольт.
  • Защита от чрезмерной разрядки — прекращает разрядку, когда аккумулятор напряжение падает ниже 2.3 В на элемент (зависит от производителя).
  • Предохранитель
  • A срабатывает, если аккумулятор когда-либо подвергается воздействию высоких температур. выше 100 ° С.

Правильный уход продлевает срок службы литий-ионных батарей

Перезаряжаемые литий-ионные и литий-ионно-полимерные батареи распространены повсеместно, и причина этого вполне обоснована. По сравнению с другими перезаряжаемыми батареями литий-ионные батареи имеют более высокую плотность энергии, более высокое напряжение элементов, низкий саморазряд и очень хороший срок службы, а также экологически безопасны, а также просты в зарядке и обслуживании.Кроме того, из-за их относительно высокого напряжения (от 2,9 В до 4,2 В) многие портативные устройства могут работать от одной ячейки, что упрощает общую конструкцию продукта.

В зависимости от приложения могут возникать споры о том, какая характеристика аккумулятора является наиболее важной. Слишком много внимания было уделено увеличению емкости литий-ионных аккумуляторов, чтобы обеспечить максимальную продолжительность работы продукта при минимальных физических размерах. Бывают случаи, когда более длительный срок службы аккумулятора, увеличенное количество циклов зарядки или более безопасный аккумулятор важнее, чем емкость аккумулятора.

Прежде чем рассматривать роль зарядного устройства в продлении срока службы батареи, давайте рассмотрим характеристики литий-ионной батареи. Литий — один из самых легких металлов, один из самых реактивных и обладающий самым высоким электрохимическим потенциалом, что делает его идеальным материалом для батареи. Литий-ионная батарея не содержит лития в металлическом состоянии, а вместо этого использует ионы лития, которые перемещаются между катодом и анодом батареи во время заряда и разряда соответственно.

Несмотря на то, что существует много различных типов литий-ионных аккумуляторов, наиболее популярные химические продукты, производимые в настоящее время, можно сузить до трех, все из которых относятся к их катодным материалам.Литий-кобальтовая химия стала более популярной в ноутбуках, фотоаппаратах и ​​сотовых телефонах, главным образом из-за ее большей емкости заряда. Другой химический состав зависит от потребности в высоких токах разряда или повышенной безопасности, или от того, где стоимость является движущим фактором. Кроме того, в разработке находятся новые гибридные литий-ионные батареи, основанные на комбинации катодных материалов, сочетающих лучшие свойства каждого химического состава.

В отличие от аккумуляторов другого химического состава, технология литий-ионных аккумуляторов еще не развита. В настоящее время ведутся исследования новых типов аккумуляторов, которые обладают еще большей емкостью, более длительным сроком службы и улучшенными характеристиками, чем современные аккумуляторы.Таблица выделяет некоторые важные характеристики каждого типа батарей.

Литий-ионные полимерные батареи

Обладая характеристиками, аналогичными стандартному литий-ионному аккумулятору, вы можете заряжать и разряжать литий-ионный полимерный аккумулятор аналогичным образом. Основное различие между ними заключается в том, что твердый ионопроводящий полимер заменяет жидкий электролит, используемый в стандартной литий-ионной батарее, хотя большинство полимерных батарей также содержат электролитную пасту для снижения внутреннего сопротивления элемента.Отсутствие жидкого электролита позволяет помещать полимерную батарею в мешочек из фольги, а не в тяжелый металлический корпус, необходимый для стандартных литий-ионных батарей. Литий-ионные полимерные батареи набирают популярность из-за их рентабельной производственной гибкости, которая позволяет изготавливать их во многих различных формах, включая очень тонкие.

Все аккумуляторные батареи изнашиваются, и литий-ионные элементы не являются исключением. Производители аккумуляторов обычно считают, что срок службы аккумулятора заканчивается, когда емкость аккумулятора падает до 80% от номинальной.Тем не менее, батареи по-прежнему могут обеспечивать полезную мощность при зарядке ниже 80%, хотя и сокращают время работы.

Число циклов заряда / разряда обычно используется при определении срока службы батареи, но срок службы батареи и срок службы батареи (или срок службы) могут отличаться. Зарядка и разрядка в конечном итоге уменьшат активный материал батареи и вызовет другие химические изменения, что приведет к увеличению внутреннего сопротивления и необратимой потере емкости. Но необратимая потеря емкости также происходит, даже когда аккумулятор не используется.Постоянная потеря емкости является наибольшей при повышенных температурах, когда напряжение батареи поддерживается на уровне 4,2 В (полностью заряжена).

Для максимального срока хранения аккумуляторы следует хранить с зарядом 40% (3,6 В) при 40 ° F (в холодильнике). Возможно, одно из худших мест для литий-ионного аккумулятора — это портативный компьютер, который ежедневно используется на настольном компьютере с подключенным зарядным устройством. Ноутбуки обычно нагреваются или даже нагреваются, что приводит к повышению температуры батареи, а зарядное устройство поддерживает ее почти на 100%.Оба эти условия сокращают срок службы батареи, который может составлять от шести месяцев до года. Если возможно, пользователя следует проинструктировать о необходимости вынуть аккумулятор и использовать адаптер переменного тока для питания ноутбука, когда он используется в качестве настольного компьютера. Аккумулятор ноутбука, за которым правильно ухаживают, может прослужить от двух до четырех лет и более.

Существует два типа потери емкости аккумулятора: восстанавливаемая и безвозвратная потеря. После полной зарядки литий-ионный аккумулятор обычно теряет около 5% емкости в течение первых 24 часов, затем примерно 3% в месяц из-за саморазряда и еще 3% в месяц, если аккумуляторная батарея имеет схему защиты. .Эти потери на саморазряд возникают, когда температура батареи остается около 20 ° C, но значительно увеличиваются с повышением температуры, а также по мере старения батареи. Эту потерю емкости можно восстановить, перезарядив аккумулятор.

Постоянная потеря емкости, как следует из названия, относится к постоянной потере, которая не может быть восстановлена ​​путем зарядки. Постоянная потеря емкости в основном связана с количеством полных циклов зарядки / разрядки, напряжением и температурой аккумулятора. Чем дольше батарея остается на уровне 4.2 В или уровень заряда 100% (или 3,6 В для литий-ионного фосфата), тем быстрее происходит потеря емкости. Это верно независимо от того, заряжается ли аккумулятор или только что он находится в полностью заряженном состоянии с напряжением около 4,2 В. Постоянное поддержание литий-ионного аккумулятора в полностью заряженном состоянии сокращает срок его службы. Химические изменения, сокращающие срок службы батареи, начинаются в момент ее изготовления, и эти изменения ускоряются за счет высокого напряжения подзарядки и высокой температуры. Необратимая потеря емкости неизбежна, но ее можно свести к минимуму, соблюдая надлежащие методы работы с аккумулятором при зарядке, разрядке или просто хранении аккумулятора.Использование циклов частичной разрядки может значительно увеличить срок службы, а зарядка до уровня менее 100% может еще больше увеличить срок службы батареи.

Буква «C» — это термин, обозначающий батарею, который используется для обозначения заявленной производителем емкости разряда батареи, измеряемой в миллиампер-часах. Например, батарея с номиналом 2000 мАч может обеспечивать нагрузку 2000 мА в течение одного часа, прежде чем напряжение элемента упадет до напряжения нулевой емкости. В том же примере зарядка аккумулятора со скоростью C / 2 будет означать зарядку с током 1000 мА (1 А).C важен в зарядных устройствах для аккумуляторов, поскольку он определяет правильный требуемый ток заряда и время, необходимое для полной зарядки аккумулятора. При обсуждении методов завершения минимального зарядного тока, батарея 2000 мАч, использующая терминатор C / 10, завершит цикл заряда, когда ток заряда упадет ниже 200 мА.

Увеличение срока службы батареи

Обычно сочетание нескольких факторов увеличивает или уменьшает срок службы батареи. Для увеличения срока службы

  • Использовать циклы частичного разряда

    Использование только 20% или 30% емкости аккумулятора перед подзарядкой значительно продлит срок службы.Как правило, от 5 до 10 циклов неглубокой разрядки равны одному полному циклу разрядки. Хотя количество циклов частичной разрядки может исчисляться тысячами, поддержание батареи в полностью заряженном состоянии также сокращает срок ее службы. По возможности следует избегать полных циклов разряда (до 2,5 В или 3 В, в зависимости от химического состава).

  • Избегайте зарядки до 100% емкости

    Для этого можно выбрать более низкое напряжение холостого хода. Уменьшение напряжения холостого хода увеличит срок службы и срок службы за счет уменьшения емкости батареи.Падение плавающего напряжения с 100 мВ до 300 мВ может увеличить срок службы от двух до пяти и более раз. Литий-ионный кобальт более чувствителен к более высокому напряжению подзарядки, чем другие химические соединения. Литий-ионные фосфатные элементы обычно имеют более низкое напряжение холостого хода, чем более распространенные литий-ионные аккумуляторы.

  • Выберите правильный метод прекращения зарядки

    Выбор зарядного устройства, в котором используется терминатор минимального зарядного тока (C / 10 или C / x), также может продлить срок службы батареи за счет отсутствия зарядки до 100% емкости.Например, завершение цикла зарядки, когда ток падает до C / 5, аналогично снижению напряжения холостого хода до 4,1 В. В обоих случаях аккумулятор заряжается только примерно до 85% емкости, что является важным фактором срока службы аккумулятора. .

  • Ограничить температуру аккумулятора

    Ограничение крайних значений температуры батареи продлевает срок ее службы, особенно запрет зарядки при температуре ниже 0 ° C. При зарядке ниже 0 ° C на аноде батареи появляется металлическое покрытие, которое может перерасти во внутреннее короткое замыкание, выделяя тепло и делая батарею нестабильной и небезопасной.Многие зарядные устройства имеют приспособления для измерения температуры батареи, чтобы гарантировать, что зарядка не происходит при экстремальных температурах.

  • Избегайте высоких токов заряда и разряда

    Высокие токи заряда и разряда сокращают срок службы. Некоторые химические соединения больше подходят для более высоких токов, например, литий-ионный марганец и литий-ионный фосфат. Высокие токи создают чрезмерную нагрузку на аккумулятор.

  • Избегайте очень глубоких разрядов (ниже 2 В или 2 В).5 В)

    Очень глубокая разрядка быстро и необратимо повредит литий-ионный аккумулятор. Внутреннее металлическое покрытие может вызвать короткое замыкание, сделав аккумулятор непригодным для использования и небезопасным. Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют схему защиты в своих аккумуляторных блоках, которая размыкает соединение с аккумулятором, если напряжение аккумулятора меньше 2,5 В или превышает 4,3 В, или если ток аккумулятора превышает предопределенный пороговый уровень при зарядке или разрядке.

Способы зарядки

Рекомендуемый способ зарядки литий-ионного аккумулятора — подавать на аккумулятор постоянный ток с ограничением по напряжению ± 1% до тех пор, пока он не станет полностью заряжен, а затем остановиться.Методы, используемые для определения того, когда аккумулятор полностью заряжен, включают измерение общего времени заряда, мониторинг тока заряда или их комбинацию.

В первом методе применяется постоянный ток с ограничением по напряжению в диапазоне от C / 2 до 1C в течение 2,5–3 часов, таким образом, батарея заряжается до 100%. Вы также можете использовать более низкий ток заряда, но это потребует больше времени. Второй метод аналогичен, но требует контроля зарядного тока. По мере зарядки аккумулятора напряжение повышается, как и в первом способе.Когда он достигает запрограммированного предела напряжения, который также называется плавающим напряжением, ток заряда начинает падать. Когда он впервые начинает падать, аккумулятор заряжен примерно на 50-60%. Плавающее напряжение продолжает подаваться до тех пор, пока ток заряда не упадет до достаточно низкого уровня (от C / 10 до C / 20), после чего батарея заряжена приблизительно от 92% до 99%, и цикл зарядки завершится. В настоящее время не существует безопасного метода быстрой зарядки (менее одного часа) стандартной литий-ионной батареи до 100% емкости.

Не рекомендуется подавать постоянное напряжение на аккумулятор после того, как он полностью заряжен, так как это ускорит необратимую потерю емкости и может вызвать внутреннее литиево-металлическое покрытие. Это покрытие может перерасти во внутреннее короткое замыкание, что приведет к перегреву и сделает аккумулятор термически нестабильным. Требуемый срок — месяцы.

В некоторых зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов используется термистор для контроля температуры аккумулятора. Основное назначение такого монитора — предотвратить зарядку, если температура батареи выходит за пределы рекомендуемого диапазона от 0 ° C до 40 ° C.В отличие от никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов, температура литий-ионных элементов при зарядке повышается незначительно. На рис. 1 показан типичный профиль заряда литий-ионного аккумулятора, напряжение и емкость аккумулятора в зависимости от времени.

Основным определяющим фактором для плавающего напряжения является электрохимический потенциал активных материалов, используемых в катоде батареи, который для лития составляет приблизительно 4 В. Добавление других соединений будет повышать или понижать это напряжение. Второй фактор — это компромисс между емкостью элемента, сроком службы, сроком службы батареи и безопасностью.Кривые на рис. (рис. 2) показывают взаимосвязь между емкостью элемента и сроком службы.

Большинство производителей литий-ионных аккумуляторов установили напряжение холостого хода 4,2 В как лучший баланс между емкостью и сроком службы. Используя 4,2 В в качестве предела постоянного напряжения (плавающее напряжение), батарея обычно может обеспечить около 500 циклов заряда / разряда, прежде чем емкость батареи упадет до 80%. Один цикл зарядки состоит из полной зарядки до полной разрядки. Несколько неглубоких разрядов составляют один полный цикл зарядки.

Хотя зарядка до емкости менее 100% с использованием либо пониженного напряжения холостого хода, либо прекращения минимального зарядного тока приведет к первоначальному уменьшению емкости батареи, поскольку количество циклов увеличивается свыше 500, емкость батареи при более низком напряжении плавающего режима может превышать более высокое плавающее напряжение. Рис. 3 показывает, как рекомендованное напряжение холостого хода сравнивается с уменьшенным плавающим напряжением в отношении емкости и количества циклов зарядки.

Из-за различий в химическом составе литий-ионных аккумуляторов и других условий, которые могут повлиять на срок службы аккумулятора, приведенные здесь кривые являются только оценкой количества циклов зарядки и уровней емкости аккумулятора.Даже одинаковый химический состав аккумуляторов от разных производителей может дать кардинально разные результаты из-за незначительных различий в материалах аккумуляторов и методах изготовления.

Производители аккумуляторов указывают метод заряда и поддерживающее напряжение, которое конечный пользователь должен использовать, чтобы соответствовать спецификациям аккумуляторов в отношении емкости, срока службы и безопасности. Зарядка выше рекомендованного напряжения холостого хода не рекомендуется. Многие батареи включают в себя схему защиты батарейного блока, которая временно размыкает соединение с батареей при превышении максимального напряжения батареи.После открытия, подключение аккумуляторной батареи к зарядному устройству обычно приводит к сбросу защиты батареи. На аккумуляторных блоках часто указывается напряжение, напечатанное на аккумуляторе, например 3,6 В для одноэлементной батареи. Это напряжение не является постоянным напряжением, а скорее средним напряжением батареи, когда батарея разряжается.

Выбор зарядного устройства

Хотя зарядное устройство не контролирует глубину разряда батареи, ток разряда и температуру батареи, которые влияют на срок службы батареи, многие зарядные устройства имеют функции, которые могут увеличить срок службы батареи.

Роль зарядного устройства в продлении срока службы аккумулятора в основном определяется подзарядным напряжением зарядного устройства и методом завершения заряда. Многие литий-ионные зарядные устройства имеют фиксированное напряжение холостого хода ± 1% (или ниже), равное 4,2 В, но есть некоторые предложения с напряжением 4,1 В и 4 В, а также регулируемые напряжения холостого хода. Использование зарядных устройств для аккумуляторов с пониженным постоянным напряжением может продлить срок службы аккумулятора при зарядке литий-ионного аккумулятора 4,2 В.

Зарядные устройства

, которые не предлагают варианты с более низким плавающим напряжением, также способны продлить срок службы батареи.Зарядные устройства, которые обеспечивают методы завершения минимального зарядного тока (C / 10 или C / x), могут продлить срок службы батареи, выбрав правильный уровень зарядного тока, при котором следует завершить цикл зарядки.

Уровень согласования

A C / 10 повысит емкость аккумулятора только примерно до 92%, но это приведет к увеличению срока службы. Уровень согласования C / 5 может удвоить срок службы, хотя емкость заряда батареи еще больше упадет примерно до 85%. Ряд микросхем зарядного устройства обеспечивают режим прекращения заряда C / 10 (порог тока 10%) или C / x (регулируемый порог тока).

Время работы от батареи

С современной технологией аккумуляторов и без увеличения размера аккумулятора вы не сможете увеличить время автономной работы и увеличить время автономной работы. Для максимального времени работы зарядное устройство должно заряжать аккумулятор до 100% емкости. Это приближает напряжение аккумулятора к рекомендованному производителем напряжению холостого хода, которое обычно составляет 4,2 В ± 1%. К сожалению, зарядка и поддержание уровня заряда батареи вблизи этих уровней сокращает срок ее службы. Одно из решений — выбрать более низкое напряжение холостого хода, которое не позволяет батарее достигать 100% заряда, хотя для этого потребуется батарея большей емкости, чтобы обеспечить такое же время работы.Конечно, во многих портативных устройствах аккумулятор большего размера может не подходить.

Кроме того, использование метода ограничения минимального зарядного тока C / 10 или C / x может иметь такое же влияние на срок службы батареи, как и использование более низкого напряжения холостого хода. Уменьшение напряжения холостого хода на 100 мВ снизит емкость примерно на 15%, но может удвоить срок службы. В то же время завершение цикла зарядки, когда ток заряда упал до 20% (C / 5), также снижает емкость на 15% и обеспечивает такое же удвоение срока службы.

Как и ожидалось, во время разряда напряжение аккумулятора будет медленно падать. Профиль напряжения разряда в зависимости от времени зависит от ряда факторов, включая ток разряда, температуру батареи, возраст батареи и тип анодного материала, используемого в батарее. В настоящее время в большинстве литий-ионных аккумуляторов используется кокс на нефтяной основе или графит. Профили напряжения для каждого из них показаны на Рис. 4 . Более широко используемый графитовый материал обеспечивает более плоское напряжение разряда между 20% и 80% емкости, затем быстро падает ближе к концу, тогда как на коксовом аноде наклон напряжения более крутой и ниже 2.Напряжение отсечки 5 В. Приблизительную оставшуюся емкость батареи легче определить с помощью коксового материала, просто измерив напряжение батареи.

Для увеличения емкости литий-ионные элементы часто подключаются параллельно. Никаких особых требований не требуется, кроме батарей должны быть одного химического состава, производителя и размера. Последовательно соединенные элементы требуют большей осторожности, потому что схемы согласования емкости и балансировки ячеек часто требуются, чтобы гарантировать, что каждая ячейка достигает одного и того же плавающего напряжения и одинакового уровня заряда.

Последовательное соединение двух ячеек (имеющих индивидуальную схему защиты блока) не рекомендуется, поскольку несоответствие емкости может привести к тому, что одна батарея достигнет предела перенапряжения, что приведет к разрыву соединения батареи. Многоэлементные аккумуляторные батареи следует приобретать у производителя аккумуляторов в собранном виде с соответствующей схемой защиты.

15 вещей, которые должен знать каждый пользователь LiPo аккумуляторов

Батареи

LiPo, как правило, безопаснее и экологичнее, чем другие батареи R / C, такие как NiCd и NiMH.LiPo батареи стали наиболее распространенными высокопроизводительными батареями для радиоуправляемых машин и используются в автомобилях, лодках, самолетах, вертолетах, мультикоптерах и многом другом. Однако при неправильной зарядке, разрядке, хранении, техническом обслуживании или обращении они могут стать чрезвычайно опасными. Это простое руководство по безопасному владению и использованию LiPo-аккумулятора.

Это руководство применимо ко всем R / C LiPo батареям, включая все «умные» батареи, сделанные DJI, такие как Smart Batteries, разработанные для Phantom дронов, Intelligent Flight Battery для маленьких дронов Mavic Mini и Intelligent Flight Batteries, сделанные для гонок DJI. дрон, DJI FPV.

1. Никогда не заряжайте, не разряжайте, не используйте и не храните поврежденный или раздутый LiPo аккумулятор. Немедленно соблюдайте соответствующие протоколы утилизации.

2. Не покупайте использованные LiPo батареи. В то время как некоторые предметы, используемые для экономии денег и защиты окружающей среды, покупать разумнее, LiPo-аккумуляторы не относятся к числу таких вещей. Никогда не знаешь, что с ними сделал предыдущий владелец, а они уже могли быть сильно повреждены. «Аккумулятор LiPo как новый, использованный один раз» обычно является мошенничеством, и его следует избегать.

3.При зарядке и разрядке LiPo-аккумулятора всегда используйте подходящее зарядное устройство / разрядник для литий-полимерных аккумуляторов. Крайне важно, чтобы все элементы LiPo-аккумулятора постоянно поддерживали одинаковое напряжение на всех элементах. Если напряжения на элементах слишком сильно отличаются друг от друга (5 мВ ~ 10 мВ), аккумулятор может стать нестабильным и опасным. (Если это не LiPo с одной ячейкой, и в этом случае вам не нужно беспокоиться о балансе ячеек).

4. Всегда используйте огнестойкую сумку безопасности LiPo, металлический ящик для боеприпасов или другой огнеупорный контейнер при зарядке, разрядке или хранении LiPo батарей.Хотя возгорания LiPo случаются редко, они могут произойти невероятно быстро и могут нанести большой ущерб. Все, что нужно, — это внутреннее короткое замыкание, чтобы вывести аккумулятор из строя. Невозможно предсказать, когда это произойдет. Это обычно происходит чаще, когда батареи полностью заряжены, чрезмерно заряжены или разряжены, но это может случиться с любым LiPo в любое время. Никогда не наполняйте емкость батареями до отказа, всегда следуйте рекомендациям производителя относительно LiPo-пакетов относительно того, сколько мАч они могут безопасно вместить.ВСЕГДА стоит инвестировать в взрывозащищенный LiPo-мешок (менее 10 долларов) или баллончик с боеприпасами.

5. Не используйте свой полетный / дорожный чемодан для длительного хранения LiPo. Пена и пластик в этих случаях могут способствовать распространению огня LiPo. Всегда используйте для хранения огнестойкие контейнеры, такие как металлический ящик для боеприпасов или огнестойкий сейф.

6. Никогда не оставляйте заряженные LiPo аккумуляторы без присмотра. Если батарея начинает опухать, дымиться или загораться, вы должны быть в состоянии немедленно справиться с ситуацией.Отказ хотя бы на 5 минут может обернуться катастрофой.

7. Пожар LiPo — это химический пожар. Всегда держите огнетушитель класса D рядом с местом зарядки / разрядки и хранения аккумулятора. В зоне зарядки / разрядки и хранения аккумулятора не должно быть никаких материалов, которые могут воспламениться, например деревянных столов, ковров или контейнеров с бензином. Идеальная поверхность для зарядки и хранения LiPo аккумуляторов — бетон или керамика.

8. Никогда не перезаряжайте LiPo аккумулятор.Обычно полная зарядка составляет 4,2 В на ячейку. Никогда не заряжайте LiPo аккумулятор «струйкой».

9. Никогда не разряжайте LiPo аккумулятор ниже 3,0 В на элемент. В идеале вы никогда не захотите опускаться ниже 3,2 В на элемент, чтобы поддерживать работоспособность батареи. 2,9 В на ячейку и ниже наносят непоправимый ущерб.

10. Никогда не оставляйте LiPo аккумуляторы полностью заряженными более чем на 2-3 дня. Если к 3-му дню вы поймете, что не собираетесь использовать батарею сегодня, вам необходимо разрядить ее до 3 раз.6–3,8 В на ячейку для безопасного хранения, пока вы не будете готовы снова использовать аккумулятор.

11. Правильно ухаживайте за своими LiPo батареями. Всегда храните свои LiPo батареи при комнатной температуре. Не храните их в горячем гараже или в холодном холодильнике. Несмотря на то, что холодная батарея имеет меньше химических реакций, что может продлить срок ее службы, вынимание батареи из холодного холодильника может вызвать конденсацию внутри батареи, что может быть очень опасным.

12.Всегда помните, что тепло — враг номер один для литий-полимерных батарей. Чем сильнее нагреваются батарейки, тем короче их срок службы. Никогда не заряжайте аккумулятор, еще теплый после использования, и никогда не используйте аккумулятор, еще теплый после зарядки.

13. В зависимости от того, как они используются, большинство LiPo аккумуляторов обычно не выдерживают более 300 циклов зарядки. Если оставить их все время с полностью заряженными или разряженными, полностью разряженными или подвергать воздействию высоких температур, это значительно сократит срок их службы.

14. LiPo аккумуляторы плохо работают в холодную погоду. Чем холоднее, тем короче время работы из-за замедления химической активности внутри батареи. Если он ниже 14F (-10C), использование LiPo не рекомендуется. При таких температурах аккумулятор может внезапно выйти из строя вашего автомобиля с радиоуправлением без предупреждения.

15. Всегда кладите свои LiPo аккумуляторы в ручную кладь, а не в зарегистрированный багаж, когда путешествуете в самолете. Это закон.

— Написано Джессикой Фаррар

Джессика Фаррар является основателем ASG Aerial и специализируется на аэрофотосъемке для личного и коммерческого использования. Посетите www.ASGaerial.com, чтобы узнать больше или записаться на прием.

Джессика Фаррар также является администратором сети S.W.A.R.M. Сеть, в которой тысячи пилотов со всего мира добровольно делятся своими навыками, чтобы помочь связать спасательные дроны с пропавшими людьми. Зайдите на www.SARdrones.org, чтобы узнать больше о том, чем вы можете помочь.

Похожие сообщения:

Связанные

Советы по безопасности при использовании литий-полимерных (Li-Po) батарей — Сайт поддержки регистрации дронов FAA

Все беспилотные транспортные средства будут иметь как минимум аккумулятор для управления и какой-либо источник энергии для движения. Энергия может быть во многих формах: от резиновой ленты до бензина и ракетных двигателей, однако литий-полимерные (Li-Po) батареи, несомненно, являются наиболее распространенной платформой для хранения энергии для дронов и БПЛА.Батареи — это легко принять как должное. Практически все, что мы используем, требует какой-то батареи. Многие типы батарей очень безопасны, не представляют большого риска и требуют минимального обслуживания. Батарея LiPo не попадает в эту категорию. Литий-полимерные батареи требуют особого ухода и обслуживания, чтобы поддерживать их работоспособность и обеспечивать вашу безопасность. Давайте посмотрим, чем LiPo отличается, и что вы можете сделать, чтобы ваш кошелек был доволен, а пожарная служба не совершила незапланированный визит.

Литий-полимерные батареи

Батареи

LiPo по химическому составу аналогичны литий-ионным батареям, используемым в сотовых телефонах и ноутбуках.Основное различие типов батарей — это корпус. То, что энтузиасты радиоуправляемых моделей и дронов называют LiPo батареями, на самом деле является литий-ионными батареями в полимерном корпусе по сравнению с твердой оболочкой, которую обычно можно найти в других литиевых элементах. Это делает LiPo аккумуляторы выгодными по нескольким причинам. Во-первых, LiPo аккумуляторы имеют одно из лучших соотношений заряда и веса среди всех аккумуляторов, представленных сегодня на рынке. Во-вторых, LiPo-батареи имеют относительно ровную кривую напряжения при разряде. Это означает, что напряжение остается довольно постоянным под нагрузкой до определенного момента.Несмотря на то, что химический состав батареи дает нам благоприятное соотношение емкости к весу и высокую скорость разряда, при использовании LiPo батарей следует помнить о нескольких проблемах. LiPo батареи выделяют водород (очень горючий газ — см. Гинденбургская катастрофа) в результате разряда. В нормальных условиях количество минимально и не представляет особой опасности. Однако повреждение аккумулятора может легко привести к возгоранию. Чрезмерная зарядка, разрядка и физическое повреждение — все это может вызвать внутренние короткие замыкания, способствующие быстрой разрядке накопленного потенциала батареи, что приводит к накоплению тепла и водорода: рецепт катастрофы.(Взгляните на эту ссылку, чтобы найти на YouTube несколько примеров кровавой бойни по запросу Lipo Fires). Особые меры предосторожности необходимы для продления срока службы ваших батарей и должны быть приняты меры предосторожности, чтобы свести к минимуму риск при использовании литий-полимерных батарей.

Советы по обслуживанию, хранению и безопасности

Первое правило для LiPo аккумуляторов — никогда не оставлять их без присмотра во время зарядки. Батарея, оставленная без присмотра во время зарядки, может легко перезарядиться и загореться. Во-вторых, аккумулятор LiPo всегда следует заряжать и хранить в бункере LiPo.Бункер для LiPo — это огнеупорный мешок или ящик, в котором в случае возгорания батареи можно будет сдержать пожар. Батареи LiPo никогда не должны быть полностью разряжены. Это может вызвать внутреннее короткое замыкание аккумулятора и / или привести к тому, что он не сможет зарядиться. Никогда не оставляйте зарядку аккумулятора без присмотра. Чрезмерная зарядка — верный способ вызвать проблемы: в лучшем случае аккумулятор можно вывести из строя, в худшем — аккумулятор может вызвать пожар, и многие из них. Никогда не используйте вздутый аккумулятор. Затяжка исходит от ячеек, которые разрушаются изнутри и могут выделять горючие газы.«Пухлый» LiPo имеет меньшую емкость для хранения заряда и может привести к тому, что ваш дистанционно управляемый автомобиль потеряет мощность и разбится или загорится. Никогда не используйте аккумулятор с видимыми внешними повреждениями. Все, что протыкает клетки, может вызвать внутреннее короткое замыкание. Высокая плотность заряда LiPo-батарей означает, что элемент может быстро разряжаться за это короткое время, выделяя сильное тепло и выделяя токсичные пары. Всегда балансируйте заряд многоэлементных LiPo аккумуляторов. Это продлит срок службы батареи и снизит вероятность чрезмерной разрядки и внутреннего короткого замыкания отдельных ячеек.Зарядное устройство с хорошей балансировкой — это относительно недорогой шаг, который необходимо предпринять, чтобы свести к минимуму риск для вас, вашего оборудования и, что наиболее важно, для окружающих вас людей.

Советы по безопасности

  • Зарядка LiPo-батарей на поверхностях из цемента, керамики, камня или стали — хорошая идея. Они не могут ловить и распространять огонь. Напротив, ковровое покрытие и деревянные столы не являются безопасными поверхностями для зарядки.
  • Если вы видите, что ваш LiPo распух или опух, немедленно прекратите его зарядку.Закройте его в безопасном контейнере и наблюдайте за ним в течение 15 минут. Теперь ваш LiPo — это потенциальный фейерверк, который может сработать в любую минуту, но может перестать набухать и вернуться в безопасное состояние.
  • Храните аккумулятор LiPo в негорючем контейнере. К ним относятся керамические, металлические и огнестойкие корпуса, сделанные специально для литий-полимерных аккумуляторов. Храните эти контейнеры вдали от легковоспламеняющихся предметов.
  • Если вы по ошибке позволили положительному и отрицательному выводам батареи соприкоснуться друг с другом, будьте готовы ожидать возгорания или взрыва, а также, что более мягко, вздутия или повреждения элементов.
  • Настройки вашего литий-полимерного зарядного устройства должны быть идеальными и совместимыми с литий-полимерным аккумулятором, который он заряжает. Необходимо учитывать текущие настройки и количество ячеек. Как правило, вы должны заряжать LiPo аккумуляторы не более 4,2 В на элемент или разряжать их не менее 3,0 В на элемент.
  • Безопасные пакеты для зарядки Lipo
  • — отличный вариант безопасности. Используйте их, чтобы удерживать LiPo во время зарядки.
    Никогда не храните LiPo в автомобиле, даже на открытом воздухе.
  • При утилизации LiPo батарей соблюдайте набор правил безопасности, которые сделают объект нелетальным для окружающей среды. Избавиться от огня или тепла — ужасно опасная идея.
  • Вы всегда должны хранить свой LiPo частично заряженным. Это побудит их поддерживать уровень производительности в долгосрочной перспективе.
  • На самом деле нет необходимости в цикле их хранения, если они не хранились более 3-6 месяцев, и вы не возвращаете их для использования снова.

Заключение

Забота о батареях спасет вас в долгосрочной перспективе. Вы сэкономите деньги, увеличив срок службы батареи, но также убережете себя от повышенного риска повреждения имущества, оборудования и жизни людей. Дроны и летательные аппараты с дистанционным управлением — увлекательное и полезное хобби, но необходимы надлежащие меры предосторожности, чтобы обезопасить себя и окружающих.

Информационное руководство по литий-ионным батареям

| Хьюстон, Техас США |

Технологический профиль

Батарейные блоки, изготовленные по спецификациям заказчика с использованием литий-ионных и литий-полимерных элементов, проектировались и разрабатывались в SWE более 20 лет.SWE инвестировала значительные средства в приобретение технологий и создание интеллектуальной собственности, связанной с разработкой аккумуляторных блоков и аккумуляторных систем, в которых используются литий-ионные и литий-полимерные химические вещества. SWE вместе с интеллектуальным сообществом участвует в обмене техническими достижениями через международные конференции по аккумуляторным технологиям и технические журналы. SWE выпустила ряд патентов, непосредственно связанных с контролем за литий-ионными батареями, и имеет различные связанные с этим коммерческие секреты, некоторые из которых рассматриваются для будущих патентных заявок.SWE свела на практике всю эту интеллектуальную собственность в поставляемых продуктах, используемых в наземных, скважинных и подводных приложениях.

Знакомство с литий-ионными батареями

Литий-ионные батареи

достигли уровня, при котором существует очень мало приложений, в которых невозможно использовать преимущества превосходного срока службы, мощности и плотности энергии, а также широкого диапазона рабочих температур, присущих литий-ионной технологии. Литий-ионные аккумуляторы также экологически безопасны.

Литий-ионные аккумуляторы широко используются в бытовой электронике. Это один из самых популярных типов аккумуляторов для портативной электроники с одним из лучших соотношений энергии к весу, без эффекта памяти и очень медленной потерей заряда, когда они не используются. Помимо бытовой электроники, меньшие версии литий-ионных батарей можно найти в специальных приложениях, начиная от имплантируемых в человеке клеток и заканчивая различными спутниками, гибридными автомобилями и военными кораблями. Литий-ионные батареи становятся все популярнее в оборонной, автомобильной и аэрокосмической сферах из-за их высокой плотности энергии.

Последние достижения в электронной технологии системы управления батареями (BMS) для литий-ионных аккумуляторов и новые концепции модульного дизайна для построения сложных аккумуляторных систем привели к созданию аккумуляторных систем, которые являются более безопасными, более прочными, более гибкими, более длительными и простыми в эксплуатации. заряжать и поддерживать. Цепи защиты блока (PTC), разделители отключения и т. Д. (Разработанные для массового использования) обеспечивают несколько уровней безопасности, недоступных в других химических реакторах.

Все элементы, продаваемые SWE, сертифицированы производителем в соответствии с требованиями UL 1642.

Безопасность при транспортировке литий-ионных батарей

До 2003 года не существовало ограничений DOT на транспортировку литий-ионных элементов или батарей. Однако, начиная с 2003/2004 года, DOT требовал, чтобы аккумуляторные батареи прошли новые тесты DOT. Это требование не распространяется на прототипы аккумуляторных батарей.

Литий-ионная батарея Характеристики

Литий-ионные батареи

могут быть адаптированы к потребностям клиентов по размеру, размеру и производительности.Литий-ионные батареи обладают высокой ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ (соотношение веса и размера).

НАПРЯЖЕНИЕ НА ЯЧЕЙКУ: Литий-ионные батареи имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент. При последовательном подключении ячеек аккумуляторная батарея может иметь любое возможное напряжение с шагом 3,7 В. Бывший. В литий-ионных батареях используются 3 элемента, чтобы обеспечить батарею на 11,1 вольт, 4 элемента, чтобы обеспечить батарею на 14,8 вольт, или 10 элементов, чтобы обеспечить батарею на 37 вольт.

ЕМКОСТЬ: Литий-ионные элементы устанавливаются параллельно, чтобы обеспечить необходимое количество ампер-часов (Ач).Ампер может варьироваться от нескольких ампер до сотен ампер, в зависимости от требований приложения. Бывший. В литиево-ионных батареях используются три параллельно подключенных элемента по 2,6 Ач для выработки 7,8 Ач, или при использовании десяти элементов по 2,6 Ач параллельно для производства 26 Ач. Существует ряд ячеек с высоким рейтингом Ач, которые можно использовать для обеспечения ЕМКОСТИ, необходимой для вашего приложения.

МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ЗАРЯДКИ: Литий-ионный имеет номинальную максимальную скорость зарядки 1С, а литий-полимерный — 2С. Есть элементы, которые имеют заряд до 10С.Выбрав правильный элемент, вы получите литий-ионный аккумулятор, который будет соответствовать вашим требованиям.

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАРЯДКИ: Литий-ионные батареи , использующие типичную схему Pack Protect, имеют сложный профиль зарядки, и следует использовать только зарядное устройство, предназначенное для этой батареи. Но если вы используете SWE BMS (систему управления батареями) с импульсной зарядкой на борту, вам понадобится только простой источник постоянного тока с постоянной мощностью для зарядки аккумуляторной батареи или подключить его напрямую к солнечной панели с помощью только изолирующего диода.Другими словами, не требуется специального зарядного устройства Li-Ion, что снижает стоимость системы.

МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РАЗРЯДА: Литий-ионный имеет максимальную скорость разряда 2 ° C, а литий-полимерный — 3 ° C (Примечание: есть выбор литий-полимерных элементов со скоростью разряда выше 30 ° C) .

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР РАЗРЯДА: Литий-ионные и литий-полимерные имеют предел разряда от -20 ° C до 60 ° C. SWE выбрала химические и эмпирические данные с повышенным пределом разряда до -50 ° C.

ХРАНЕНИЕ: Рекомендуемый диапазон температур для хранения: от -20 ° C до 60 ° C (хранение при температурах ниже 20 ° C снижает необратимую потерю емкости). Рекомендуемый диапазон напряжения для кратковременного хранения составляет от 3,0 до 4,2 В на последовательно соединенную ячейку. Длительные периоды хранения: храните литий-ионные аккумуляторы с емкостью около 75% (от 3,85 до 4,0 В) и при низкой температуре, чтобы уменьшить необратимую потерю емкости при длительном хранении.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ: Литий-ионные элементы обладают очень высокой мощностью и плотностью энергии.При обращении или тестировании соблюдайте меры предосторожности, основанные на здравом смысле. ЗАПРЕЩАЕТСЯ заменять отдельные элементы или модули, а также комбинировать эту батарею последовательно или параллельно с другими батареями, поскольку это может представлять опасность пожара или взрыва.

ВНИМАНИЕ! Литий-ионные батареи могут представлять опасность возгорания или химического ожога при неправильном обращении. ЗАПРЕЩАЕТСЯ закоротить, перезарядить, раздавить, повредить гвоздь, не менять полярность, разбирать, подвергать воздействию температур выше 100 ° C (212 ° F) и сжигать.

УТИЛИЗАЦИЯ: Литий-ионные батареи не содержат материалов, наносящих вред окружающей среде; следовательно, нет никаких правил или ограничений по утилизации.Литий-ионные батареи можно переработать, чтобы восстановить относительно дорогой кобальт, содержащийся в катоде. По окончании срока службы безопасно утилизируйте использованную батарею. Держись подальше от детей. Не разбирать и не бросать в огонь.

Система управления литий-ионными аккумуляторами SWE (BMS)

SWE имеет множество BMS для удовлетворения потребностей клиентов, от упаковки 1 серии до упаковки 10 серий. BMS могут быть объединены последовательно для удовлетворения требований по напряжению и размещены параллельно для обеспечения требований по току.

Защита аккумуляторного блока: BMS обеспечивает следующее: защита от перезарядки аккумулятора (наиболее критичная), — защита от переразряда аккумулятора, — защита от перегрузки по току, — защита от перегрузки по току, — защита от короткого замыкания нагрузки и Запретить состояние зарядки 0 В.

Управление зарядкой: Мониторинг температуры заряда: — Импульсная зарядка на борту и управление зарядкой могут быть установлены в процентах от емкости в соответствии с требованиями заказчика.

Датчик уровня топлива: Точный датчик уровня заряда батареи, — Мониторинг температуры элемента и стандартные протоколы последовательной шины.SMBus, I2C, RS485 и другие.

Рекомендуемые максимальные токи: 8 ампер непрерывно, до 20 ампер в импульсном режиме в течение 30 мс. (Примечание: BMS серии от 5 до 10 могут быть добавлены дополнительные 4 усилителя тока PCA по 16 ампер на каждую, что позволяет получить в общей сложности 72 ампера на BMS.)

Балансировка ячеек: Каждый модуль содержит схемы балансировки ячеек для балансировки последовательно соединенных секций во время зарядки или непрерывной балансировки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ: BMS обеспечивает необходимую защиту от перезаряда, переразряда и аномального заряда, тока разряда и короткого замыкания.

Интегрированное управление импульсным зарядом позволяет конечному пользователю использовать простой источник постоянного тока с постоянной мощностью для зарядки аккумуляторной батареи или подключаться напрямую к солнечной панели с помощью только изолирующего диода. Другими словами, здесь не требуется никакого специального литий-ионного зарядного устройства, что снижает стоимость системы. Зарядка также запрещена за пределами предварительно установленного температурного окна, обычно от 0 ° C до 45 ° C.

Литий-ионные батареи не нужно часто полностью разряжать и заряжать («глубокого цикла»), но это может потребоваться примерно после каждой 30-й перезарядки для повторной калибровки любого электронного «указателя уровня топлива», если он используется.Это предотвращает отображение неправильного заряда аккумулятора на указателе уровня топлива.

Литий-ионный аккумулятор

Скорость старения литий-ионной батареи зависит от температуры и степени заряда. Литий-ионные батареи следует хранить в прохладном месте. В идеале их хранить в холодильнике. Старение сказывается намного быстрее при высоких температурах.

Рекомендуемая температура хранения аккумуляторных систем — комнатная или ниже. Батареи следует контролировать и при необходимости заряжать.Как правило, батарею следует проверять каждые 90 дней, чтобы определить, нужно ли перезаряжать батарею.

Литий-ионные батареи

никогда не должны разряжаться ниже минимального напряжения, от 2,4 до 3,0 В на элемент.

Как и все аккумуляторные батареи, литий-ионные батареи следует заряжать рано и часто. Однако, если они не используются в течение длительного времени, их следует довести до уровня заряда около 80% или менее, в зависимости от энергии батареи и продолжительности хранения.

Литий-ионный аккумулятор теряет емкость, если он находится на 100% -ном уровне заряда во время хранения.

Руководство по LiPo батареям для начинающих — FPV Freedom Coalition

Не оставляйте их полностью заряженными надолго

После того, как липо-батарея заряжена, лучше всего использовать ее «как можно скорее», а затем снова вернуть батарею к напряжению хранения. сделано. Это связано с тем, что аккумулятор, не находящийся под напряжением хранения, со временем постоянно разрушается, и это повреждение накапливается.Например, батарея, оставшаяся полностью заряженной в течение месяца, может значительно увеличить внутреннее сопротивление при использовании, что приведет к снижению производительности и увеличению нагрева. Не существует волшебного числа, на протяжении которого липосакция остается полностью заряженной. Оставить его полностью заряженным на 1 день 10 разных раз — это то же самое, что оставить его полностью заряженным на 10 дней подряд. Или оставить его полностью заряженным на 1 час 24 раза, это то же самое, что оставить его полностью заряженным на 1 день один раз. В общем, большинство людей считает приемлемым оставлять батареи полностью заряженными на день или около того.Так что, если вы обнаружите, что у вас есть полностью заряженные батареи и вы не планируете использовать их в ближайшие день или два, лучше всего разрядить
их до напряжения хранения.

Скорость разряда или рейтинг C

LiPo-аккумуляторы, хорошо известные своей способностью очень быстро расходовать много энергии. Это основная причина, по которой мы используем их вместо других батарей, таких как литий-ионные. Чем выше скорость разряда или C-рейтинг батареи, тем большую емкость они могут обеспечить непрерывно, не повреждая батарею.Очень обсуждается, насколько точны C-рейтинги производителей для их батарей, но можно с уверенностью сказать, что вы можете сравнить C-рейтинги для аналогичных батарей того же производителя, чтобы понять, какая батарея может безопасно обеспечивать большую мощность.

Большинство батарей также имеют рейтинг С. Это количество энергии, которое батарея может обеспечить для быстрой разрядки или нескольких секунд без причинения вреда, и будет выше, чем непрерывный C-рейтинг батареи. Хорошая скорость серийной съемки отлично подходит для тех случаев, когда вы хотите быстро перейти на полную мощность.Но помните, что полная работа более чем на несколько секунд может повредить вашу батарею, если ваши двигатели могут потреблять больше энергии, чем C-рейтинг батареи.

LiPo не любят экстремальные температуры

Жара и холод — враги липо-батарей. Нагревание липо-аккумуляторов во время использования или особенно во время зарядки приведет к их повреждению. С другой стороны, низкие температуры снижают производительность липоаккумулятора. Имейте это в виду, если вы летите при низких температурах.Перед использованием в холодную погоду старайтесь держать батареи в тепле, но не горячими. Попав в воздух, использование батареек поможет им немного согреться, но вы заметите, что они не будут работать так хорошо, как вы привыкли. Их напряжение будет ниже, а провисание, которое вы почувствуете при доведении их до предела, будет больше. Конечным результатом является меньшая мощность и меньшее время полета.

Срок службы LiPo

Аккумуляторы LiPo имеют ограниченный срок службы. В конце концов, после 300 или около того циклов зарядки вы обнаружите, что большинство LiPo-аккумуляторов сильно потеряли производительность, и пора их списать.Вы заметите, что у вас будет все меньше и меньше времени полета и не такой большой «удар», как при новой батарее. Еще один индикатор того, что аккумулятор готов к утилизации, — это «задыхание». Изношенные или использованные батареи будут расширяться или вздуваться, поскольку компоненты внутри батареи превращаются в газ. Наконец, если ваше зарядное устройство может измерить внутреннее сопротивление батареи, следите за этими цифрами. Внезапный скачок или внутреннее сопротивление одной ячейки намного выше, чем у других, указывает на то, что батарею следует списать.

Тем не менее, как долго они прослужат и сколько циклов вы их проведете, будет во многом зависеть от того, насколько хорошо вы к ним относились, не перезаряжая их, не перезаряжая их, не давая им слишком сильно нагреваться.

Только кончик Ice Berg

О LiPo-батареях можно узнать еще много, чего не было в этом руководстве для начинающих. К счастью, есть много других замечательных ресурсов, если вы их поищете. Поэтому, если вы хотите узнать, как параллельно заряжать аккумуляторы, правильно их утилизировать или узнать все подробности о внутреннем сопротивлении и его влиянии на аккумуляторы, выполните поиск на YouTube, посетите веб-сайты, такие как Oscar Liang, или задайте вопросы в Discord FPVFC. сервер.


Заявление об ограничении ответственности и возмещение убытков

Рекомендации в этой статье являются предложениями Коалиции свободы FPV. Источником информации был опыт и лучшие отраслевые практики. LiPo батареи имеют риски для безопасности, включая возгорание, если они слишком разряжены или заряжены, как описано в статье. Читатель принимает на себя всю ответственность за зарядку и разрядку своих батарей и освобождает FPV Freedom Coalition от любой ответственности.

Советы по продлению срока службы литий-ионных аккумуляторов

ANN ARBOR — Литий-ионные аккумуляторы в наши дни используются повсюду, от мобильных телефонов и ноутбуков до беспроводных электроинструментов и электромобилей.

И хотя они являются наиболее широко применяемой технологией для мобильного накопления энергии, пользователи не понимают, как лучше всего продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов.

Чтобы прояснить ситуацию, исследователи из Мичиганского университета просмотрели множество научных статей и руководств производителей, а также информацию на веб-сайтах поддержки клиентов, чтобы составить список из девяти передовых методов продления срока службы литий-ионных аккумуляторов.

Девять ключей к увеличению срока службы литий-ионных батарей. Изображение предоставлено: Центр устойчивых систем при UM School for Environment and Sustainability.

«За счет минимизации воздействия условий, ускоряющих деградацию, батареи могут работать дольше. И это положительно сказывается на окружающей среде, поскольку производство аккумуляторов является источником выбросов парниковых газов и многих других загрязняющих веществ », — сказал старший автор исследования Грег Кеолиан, директор Центра устойчивых систем Университета штата Вашингтон при Школе окружающей среды и устойчивого развития.

«Кроме того, у пользователей есть значительные финансовые стимулы избегать неблагоприятных условий, поскольку стоимость литий-ионных батарей может составлять от 5% до более 50% стоимости продукта».

Выводы команды UM были опубликованы 15 февраля в Journal of Energy Storage.

Многие из рекомендуемых действий связаны с тремя основными переменными, влияющими на состояние аккумулятора: температурой, состоянием заряда и током.

Вот несколько общих рекомендаций исследователей U-M по увеличению срока службы литий-ионных аккумуляторов, а также несколько конкретных рекомендаций от производителей:

  • Избегайте экстремальных температур, как высоких, так и низких, при использовании или хранении литий-ионных батарей.Повышенные температуры могут ускорить разрушение почти каждого компонента батареи и могут привести к значительным рискам безопасности, включая возгорание или взрыв. Если ноутбук или мобильный телефон заметно нагреваются во время зарядки, отключите его. Сведите к минимуму воздействие низких температур, особенно при зарядке.

Что касается электромобилей, то почти все производители включают предупреждения о высоких температурах в свои руководства по эксплуатации. Некоторые из них рекомендуют парковаться в тени и оставлять автомобиль включенным в жаркую погоду, тем самым позволяя системе охлаждения аккумулятора работать по мере необходимости.Подключение автомобиля к сети также рекомендуется в холодную погоду, чтобы система обогрева батареи могла работать от электросети.

  • Минимизируйте время, в течение которого аккумулятор работает при 100% или 0% заряде. Аккумуляторы с очень высоким и низким «уровнем заряда» нагружают. Рассмотрите возможность использования частичной зарядки, которая восстанавливает батарею до 80% SoC вместо 100%. Если это невозможно, отключите устройство, как только оно достигнет 100%.

Samsung и LG предлагают заряжать свои телефоны, когда уровень заряда достигает 20%.Nokia и Sony упоминают о потенциальном повреждении своих телефонов, если оставить устройство заряженным после достижения 100%.

Советы по продлению срока службы литий-ионных аккумуляторов портативных компьютеров. Изображение предоставлено: Центр устойчивых систем при UM School for Environment and Sustainability.

В большинстве ноутбуков внутренняя система управления батареей прекращает зарядку, как только устройство достигнет 100% уровня заряда, и не возобновляет зарядку, пока ноутбук не достигнет 95% SoC.Тем не менее, многие производители ноутбуков предостерегают от того, чтобы оставлять компьютер включенным после завершения зарядки.

  • Использование «быстрых зарядных устройств» удобно, но литий-ионный аккумулятор разлагается быстрее, чем при стандартной зарядке. Слишком быстрая разрядка аккумулятора также приводит к его ухудшению из-за многих из тех же механизмов. Для мобильных телефонов и ноутбуков снижение яркости экрана, отключение служб определения местоположения и выход из приложений с высоким энергопотреблением могут помочь снизить скорость разряда.
  • Некоторые производители аккумуляторных электроинструментов советуют пользователям не хранить аккумуляторы в зарядном устройстве, в то время как другие предостерегают от полного разряда аккумулятора. Некоторые рекомендуют при зарядке аккумулятора минимальную температуру окружающей среды 32 F и максимальную 104 градуса.
  • Избегайте использования и хранения литий-ионных батарей в среде с высокой влажностью и избегайте механических повреждений, таких как проколы.

Элемент батареи состоит из положительного электрода (катода), отрицательного электрода (анода) и электролита, который вступает в реакцию с каждым электродом.Литий-ионные батареи со временем неизбежно выходят из строя. Это затрагивает почти все компоненты, включая анод, катод, электролит, сепаратор и токосъемники.

Существует две основных формы деградации батареи: уменьшение емкости и уменьшение мощности. Исчезновение емкости — это уменьшение количества энергии, которое может накапливать батарея, а затухание мощности — это уменьшение количества энергии, которую она обеспечивает.

Увеличение срока службы батарей снижает затраты и снижает нагрузку на окружающую среду, связанную с производством новых батарей, включая потребление материалов, воздействие горнодобывающей промышленности и выбросы парниковых газов, а также утилизацию использованных батарей.

«Поскольку промышленность мобильной электроники и электромобилей продолжает расти, даже небольшие улучшения в продлении срока службы будут иметь значительные экологические преимущества», — пишут авторы статьи в Journal of Energy Storage.

Помимо изученной академической литературы, исследователи изучили общедоступную информацию от производителей в поисках инструкций, рекомендаций, предупреждений или советов относительно использования и обслуживания литий-ионных батарей.

Эти компании включают 10 производителей мобильных телефонов (Apple, Google, HTC, Huawei, LG, Motorola, Nokia, Samsung, Sony и ZTE), 10 производителей ноутбуков (Acer, Apple, ASUS, Dell, HP, Lenovo, LG, Microsoft, Samsung). и Toshiba), четырех производителей электроинструментов (Bosch, DeWalt, Makita и Milwaukee Tool) и 10 производителей электромобилей (BMW, Chevrolet, Ford, Fiat, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Nissan и Tesla).

Авторами статьи в Journal of Energy Storage, помимо Кеолиана, являются Максвелл Вуди, Марьям Арбабзаде и Джеффри Льюис из Центра устойчивых систем U-M и Анна Стефанопулу из Института энергетики U-M.

Работа была поддержана Coalition Responsible Battery Coalition — коалицией компаний, ученых и организаций, приверженных ответственному управлению батареями сегодня и завтра.

«По мере того, как страна и мир переходят к экономике, работающей на батареях, крайне важно продлить срок службы всех типов батарей, особенно в наших легковых и грузовых автомобилях», — сказал Стив Кристенсен, исполнительный директор Responsible Battery Coalition.

«Эта работа такого уважаемого исследовательского института, как Мичиганский университет, является важным первым шагом на пути к смене поколений в том, как потребители используют батареи и относятся к ним».

Доп. Информация:

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *