Licoo2 аккумуляторы как заряжать

от admin

Литиевые аккумуляторы

Среди самых современных аккумуляторов особое место занимают литиевые. В химии литий из металлов самый активный.

Он обладает огромным ресурсом хранения энергии. 1 кг лития способен хранить 3860 ампер-часов. Хорошо известный цинк сильно отстаёт. У него этот показатель равен 820 ампер-часов.

Элементы на основе лития могут вырабатывать напряжение до 3,7V. Но лабораторные образцы способны вырабатывать напряжение около 4.5V.

В современных литиевых аккумуляторах чистый литий не применяется.

Сейчас распространены 3 типа литиевых аккумуляторов:

Литий-ионные (Li-ion). Номинальное напряжение (Uном.) – 3,6V;

Литий-полимерные (Li-Po, Li-polymer или «липо»). Uном. – 3,7V;

Литий-железо фосфатные (Li-Fe или LFP). Uном. – 3,3V.

Все эти типы литиевых аккумуляторов различаются материалом катода или электролита. В Li-ion используется катод из кобальтата лития LiCoO2, в Li-Po применён электролит из гелеобразного полимера, а в Li-Fe используется катод из литий-ферро-фосфата LiFePO4.

Любой литиевый аккумулятор (или устройство в котором он работает) оснащён небольшой электронной схемой – контроллером заряда/разряда. Так как аккумуляторы на основе лития очень чувствительны к перезаряду и глубокому разряду, это необходимо. Если "расковырять" любой литиевый аккумулятор от сотового телефона, то в нём можно обнаружить небольшую электронную схему – это и есть защитный контроллер (Protection IC).

Если встроенного контроллера (или супервизора заряда) в литиевой батареи нет, то такой аккумулятор называют незащищённым. В таком случае контроллер встроен в прибор, который питается от такой батареи, а зарядка возможна только от прибора или от специального зарядного устройства.

На фото показан незащищённый Li-Po аккумулятор «Turnigy 2200 mAh 3C 25C Lipo Pack». Данная акк.батарея состоит из 3 последовательно включенных ячеек (3C — 3 cell) по 3,7V и поэтому имеет балансировочный разъём. Продолжительный ток разряда может достигать 25С, т.е. 25 * 2200мА = 55000мА = 55А! А кратковременный ток разряда (10 сек.) – 35С!

LiPo-аккумулятор на 11,1V ёмкостью 2200 мА/ч.

Для литиевых батарей, которые представляют собой несколько последовательно включенных ячеек, требуется сложное зарядное устройство, оснащённое балансиром. Такой функционал реализован, например, в таких универсальных зарядных устройствах, как «Turnigy Accucell 6» и «IMAX B6».

Балансир нужен для того, чтобы во время заряда составной литиевой батареи выровнять напряжение на отдельных ячейках. Из-за различий между ячейками одни могут заряжаться быстрее, а другие медленнее. Поэтому применяется специальная схема шунтирования зарядного тока.

Вот такую распайку имеют балансировочный и силовой шлейф у LiPo-аккумулятора на 11,1V.

Схема распайки балансировочных и силовых шлейфов у литиевого аккумулятора

Как известно, перезаряд ячейки литиевого аккумулятора (особенно Li-Polymer) свыше 4,2V может привести к взрыву или самовозгоранию. Поэтому во время заряда необходимо контролировать напряжение на каждой ячейке составной батареи аккумулятора!

Правильная зарядка литиевых аккумуляторов.

Литиевые аккумуляторы (Li-ion, Li-Po, Li-Fe) заряжаются по методу CC/CV («постоянный ток/постоянное напряжение»). Метод заключается в том, что сначала, когда напряжение на элементе мало, его заряжают постоянным током (constant current) определённой величины. При достижении напряжения на элементе (например, до 4,2V – зависит от типа аккумулятора), контроллер заряда поддерживает постоянное напряжение (constant voltage) на нём.

Первая стадия заряда литиевого аккумулятора – CC – реализуется за счёт обратной связи. Контроллер так подбирает напряжение на элементе, чтобы ток заряда был строго постоянной величины.

В течение первой стадии заряда литиевый аккумулятор накапливает большую часть мощности (60 – 80 %).

Вторая стадия заряда – CV – начинается тогда, когда напряжение на элементе достигает определённого порогового уровня (например, в 4,2V). После этого контроллер просто поддерживает постоянное напряжение на элементе и отдаёт ему тот ток, который ему необходим. К концу заряда ток снижается до значения 30 – 10 мА. При таком токе элемент считается заряженным.

Во время второй стадии аккумулятор накапливает оставшиеся 40 – 20 % мощности.

Стоит отметить, что превышение порогового напряжения на литиевом аккумуляторе чревато его чрезмерным перегревом и даже взрывом!

При зарядке литиевых аккумуляторов рекомендуется помещать их в невозгораемый пакет. Это особенно актуально для аккумуляторов, которые не имеют специального бокса. Например, такие, которые применяются в радиоуправляемых моделях (авто-, авиа- моделирование).

Недостатки литий-ионных аккумуляторов.

Основным и самым пугающим недостатком аккумуляторов на основе лития, я бы назвал их пожароопасность при превышении рабочего напряжения, перегреве, неправильном заряде и безграмотной эксплуатации. Особенно много нареканий относительно литий-полимерных (Li-Polymer) аккумуляторов. Однако, литий-железо-фосфатные (Li-Fe) аккумуляторы не имеют такой негативной особенности – они пожаробезопасны.

Также литиевые аккумуляторы очень боятся холода – быстро теряют свою ёмкость и перестают заряжаться. Это относится к Li-ion и Li-Po аккумуляторам. Литий-железо-фосфатные (Li-Fe) аккумуляторы более устойчивы к морозу. Собственно, это одно из положительных качеств Li-Fe аккумуляторов.

Недостатком литиевых аккумуляторов является и то, что они требуют наличия специального контроллера заряда – электронной схемы. А в случае составной аккумуляторной батареи и балансира.

При глубоком разряде литиевые аккумуляторы теряют свои первоначальные свойства. Особенно глубокого разряда боятся Li-ion и Li-Po аккумуляторы. Даже после восстановления такой аккумулятор будет иметь меньшую ёмкость.

Если литиевый аккумулятор не будет "работать" долгое время, то сначала напряжение на нём снизится до порогового уровня (как правило 3,2-3,3V). Электронная схема полностью отключит ячейку аккумулятора, а затем начнётся глубокий разряд. Если напряжение на ячейке снизится до 2,5V, то это может привести к выходу её из строя.

Поэтому стоит время от времени подзаряжать аккумуляторы ноутбуков, сотовых телефонов, mp3-плееров во время длительного простоя.

Обычно срок службы рядового литиевого аккумулятора составляет 3 — 5 лет. Спустя 3 года ёмкость аккумулятора начинает довольно заметно уменьшаться.

Особенности литий ионных аккумуляторов

Li-Ion аккумуляторы

Li-Ion аккумуляторы успешно используются в различных портативных устройствах. Востребованы они и при оснащении электроприводом транспортных средств. Аккумуляторные батареи этой группы не терпят превышения напряжения при заряде. Поэтому в целях безопасности они используются совместно с системой контроля и управления – BMS. Такие системы используются для ограничения тока заряда на границе 95% и степени разряда на значении 15–20%. Это важно для продления срока эксплуатации источников питания, поскольку при глубоком разряде литиевая АКБ теряет способность заряжаться.

Особенности литий ионных аккумуляторов зависят от содержащегося в них материала катода. По этому критерию семейство Li-Ion батарей подразделяется на 3 основных класса:

  1. LiCoO2 – имеют высокую удельную энергию, выдерживают средние нагрузки и отличаются небольшим сроком эксплуатации.
  2. LiMn2O4 – выдерживают высокие токи заряда и разряда, но служат относительно недолго и имеют большую удельную энергию.
  3. LiFePO4 – обладают увеличенным сроком службы, и низкую скорость саморазряда.

В таблице приведены характеристики и особенности литиевых аккумуляторов, с указанием усредненных значений параметров.

Аккумуляторы типоразмера 18650 . Не дай себя обмануть !

Аккумуляторы типоразмера 18650 . Не дай себя обмануть !
Всем привет! Решил написал небольшую шпаргалку по выбору аккумуляторов типоразмера 18650.

У многих из нас есть фонари под данный тип аккумуляторов, а у кого-то есть и повербанки для таких типов аккумуляторов. Как не обмануться при покупке и какой тип выбрать поможет эта статья.
На написания этой статьи меня сподвигнул очередной перл от китайцев.

Достали, честно говоря, дурить народ!
ЗАПОМНИТЕ! На момент написания статьи, НЕ СУЩЕСТВУЕТ аккумуляторов ёмкостью ВЫШЕ 3600мА/ч в типоразмере 18650 !

1. Расшифровка загадочных надписей аккумуляторов

В массовом производстве используются три класса Li-ion аккумуляторов (за основу взят материал катода, вторая буква в маркировке):
1) литий-кобальтовые LiCoO2 (самые распространенные, наиболее высокая емкость среди Li-Ion)
2) литий-марганцевые LiMnO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (более известные как высокотоковые (INR), способные отдавать в нагрузку токи 5-7С, по емкости обычно уступающие первым)
3) литий-феррофосфат LiFePO4 (недооцененные рынком отличные аккумуляторы, по всем параметрам бесспорно выигрывающие у первых двух типов, кроме рабочего напряжения и емкости, она еще ниже, чем у INR)
Как говорится, все три класса заточены под выполнение конкретных задач, имеют свои плюсы и мнусы.

Так как единых стандартов маркировки аккумуляторов не существует, все производители маркируют по-разному. Но в идеале должно быть как-то так:
1) первая буква – технология изготовления (I — литий-ионная технология)
2) вторая буква — тип химии, материал катода (C/M/F — кобальтовая/марганцевая/железофосфатная химия)
3) третья буква R — аккумулятор (rechargeable)
4) пять цифр – формфактор (первые две цифры – диаметр, следующие две – длина, последняя цифра – форма акка (0 – цилиндрический))
— 10440 (всем привычные «мизинчики»)
— 14500 (всем привычные «пальчики»),
— 16340 (размер как у батарейки CR123),
— 17335 (не распространены)
— 18500 (также не слишком распространены)
— 18650 (самый распространенный формфактор на рынке),
— 18700 (неофициально, аккумулятор 18650 + плата защиты, т.е. защищённый аккумулятор ),
— 26650 (увеличенные, пришли на рынок с подачи компании A123 Systems, производящей литий-феррофосфатные аккумуляторы)
— 32650 (совсем монстры, только для стационарных устройств, вес почти 150гр)
— плюс неофициальные ф/ф с платами защиты, например 18670…
5) буквы/цифры — специфическая маркировка емкости (у всех производителей по-разному)

Пример маркировки, но как правило у всех производителей по разному:
— Samsung ICR18650-26F (литий-ионный аккум с привычной кобальтовой химией, ф/ф 18650 емкостью 2600mah)
— Samsung INR18650-20R (литий-ионный аккум с марганцевой химией, т.е. высокотоковый, ф/ф 18650 емкостью 2000mah)

Собственные обозначения:
Panasonic NCR18650PF (NCR – разновидность кобальтовой химии, что-то среднее между первым и вторым классом, т.е. простыми словами химия LiNiCoO2, без использования магранца. Как бы под определенный класс не подходит, получился некий симбиоз. Из плюсов – высокая плотность энергии с низкими порогами до 2,5-2,75V). В данном аккумуляторе применена LiNiMnCoO2 химия, то бишь он уже IMR высокотоковый на основе марганца, но производитель оставил старую маркировку.
Sanyo UR18650FM – информация может не точная, но встречал информацию, что Sanyo не производит аккумуляторы для розничной продажи, поэтому и не заморачивается с маркировкой. Она штампует банки для крупных производителей электроники, поэтому маркировка чисто «под себя». Возможно, по внутренним обозначениям компании, UR и F(M) означает тип, химию и емкость, по крайней мере в даташитах информации нет (только, что это маркировка модели). А так это литий-ионный аккум с привычной кобальтовой химией, ф/ф 18650 емкостью 2600mah.

2. Что значит защищённый аккумулятор

Li-Ion аккумуляторы должны работать в диапазоне напряжений 4,2-2,5В. Для того, чтобы в процессе работы напряжение на АКБ не выходило за пределы этого диапазона на минусовой контакт незащищенного Li-Ion АКБ (их еще называют «ячейка») ставят небольшую электронную плату защиты (зачастую, она именуется просто «защита»).

Именно эта плата обеспечивает работу ячейки в допустимом диапазоне напряжений, предохраняет от перегрузки по току и от короткого замыкания.

Плата защиты приваривается стальной лентой к контактам аккумулятора

Крупные производители Li-Ion аккумуляторов НЕ ВЫПУСКАЮТ ЗАЩИЩЕННЫХ АКБ. Они производят только НЕЗАЩИЩЕННЫЕ аккумуляторы. В природе не существует защищенных Li-Ion аккумуляторов Panasonic или SAMSUNG, которые были бы выпущены непосредственно «панасоником прямо в Японии» или «самсунгом» а все, кто утверждает обратное, по какой-то причине пытаются ввести вас в заблуждение.

Защищенные аккумуляторы СОБИРАЮТСЯ из незащищенного Li-Ion аккумулятора (ячейки) и платы защиты.

И собираются они тоже по-разному: сборка защищенных АКБ, в основном, происходит на заводах в Китае. Но Китай — Китаю рознь. Есть как откровенное барахло (с емкостями 3800мАч и выше) так и очень качественные продукты.

Защищенные аккумуляторы выпускаются под совершенно различными брендами, не имеющими отношения к производителю ячеек.
И весь этот «бутерброд», упаковывается в термо-пленку с обозначение бренда и емкости (как реальной так и совершенно бредовой, в некоторых случаях).

Читать:
Smd конденсатор как определить номинал

Из-за платы защищенные аккумуляторы на пару миллиметров длиннее своих незащищенных сородичей и на 0,5 мм толще.
Вследствии этого, ВАШ АККУМУЛЯТОР МОЖЕТ НЕ ВЛЕЗТЬ В ВАШЕ УСТРОЙСТВО

Такие аккумуляторы могут обозначаться типоразмером 18700 (где первые две цифры это диаметр в мм., а вторые две- длина). Это надо учитывать при выборе аккумулятора, — сможет ли такой аккумулятор влезть, к примеру, в ваш фонарь или зарядное устройство.

3. Для чего нужны защищённые аккумуляторы

Защищенные аккумуляторы можно применять в любых устройствах, которые расчитаны на работу с Li-Ion источниками питания и не имеют встроенного контроллера заряда-разряда. В настоящее время основными потребителями защищенных АКБ являются светодиодные фонари, так как именно такие аккумуляторы способны обеспечить питанием мощные светодиоды в течении продолжительного времени.
Если у вас светодиодный фонарь, с вероятностью 99% вам необходим защищенный аккумулятор. Если вы хотите отремонтировать батарею в ноутбуке или в шуруповерте или просто вам нужна БАТАРЕЯ из LI-Ion аккумуляторов, то вам необходимы именно незащищенные АКБ.
У некоторых аккумуляторов китайская защита слишком осторожная, и прерывает ток при меньшем потреблении. Из-за этого мощные фонари на XM-L просто не работают. Включаешь фонарь — он разок мигнет, и все. Вставил аккумулятор еще раз — тоже самое. Защита срабатывает почти мгновенно. Тут нужно либо содрать защиту, либо купить другой аккумулятор.
Защита неизбежно увеличивает длину аккумулятора на 3-4 мм, а то и больше. Когда длина достигает 7 см, некоторые фонари перестают закрываться и не работают. Чем длиннее аккумулятор, тем с большей силой давят на него пружины; иногда случается, что они даже продавливают минусовой контакт аккумулятора. Особенно часто это случается, когда фонарь используется как подствольный, во время отдачи при выстреле. Но и просто с усилием закручивать крышку фонаря, чувствуя, как пружина процарапывает аккумулятор, не слишком приятно.
Защита НЕ ПРЕДОХРАНЯЕТ фонарь от перегрева и последующего взрыва. От этого защищают отверстия в клапане, через которые стравливается повышенное давление в аккумуляторе. Но в герметичном пространстве это не сработает.
В принципе, при некотором внимании можно спокойно использовать не защищенные аккумуляторы. Многие так и делают. Естественно, речь идет про фонарь на одном аккумуляторе. Если используются несколько аккумуляторов, защита должна быть обязательно.

Таблица характеристик по известным брендам

Фирма Емкость Маркировка Напряжение заряда конечное напряжение ток разряда А непрерывный (максимальный)
1 LG 3200mAh ICR18650E1 4.35 ±0.05 V 2.75V 4,65-1,5С
2 LG 3000mAh ICR18650D1 4.35 ±0.05 V 2.75V 5,8-2С
3 LG 2800mAh ICR18650C1 4.35 ±0.05 V 3.0V 4-1,5С
4 LG 2600mAh ICR18650B2 4.2 ±0.05 V 3.0V 3,75-1,5С
5 LG 2600mAh ICR18650B3 4.2 ±0.05 V 3.0V 3,75-1,5С
6 LG 2600mAh ICR18650B4 4.2 ±0.05 V 2.75V 5-2С
7 LG 2400mAh ICR18650A4 4.2 ±0.05 V 3.0V 3,6-1,5С
8 LG 2200mAh ICR18650S3 4.2 ±0.05 V 3.0V 3,2-1,5С
9 Panasonic 3600mAh NCR18650G 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,5-2C
10 Panasonic 3400mAh NCR18650B 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,2-2C
11 Panasonic 3400mAh NCR18650BF 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,2-2C
12 Panasonic 3200mAh NCR18650BD 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,4-2C(10-3C)
13 Panasonic 3200mAh NCR18650BE 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,4-2C(10-3C)
14 Panasonic 3100mAh NCR18650A 4.2 ±0.05 V 2.5V 5,9-2С
15 Panasonic 2900mAh NCR18650PF 4.2 ±0.05 V 2.5V 5,5-2C(10-3C)
16 Panasonic 2900mAh NCR18650PD 4.2 ±0.05 V 2.5V 5,5-2C(10-3C)
17 Panasonic 2900mAh NCR18650 4.2 ±0.05 V 2.5V 5,5-2С
18 Panasonic 2600mAh CGR18650E 4.2 ±0.05 V 3.0V 5-2С
19 Panasonic 2500mAh CGR18650F 4.2 ±0.05 V 3.0V 5-2С
20 Panasonic 2250mAh CGR18650CG 4.2 ±0.05 V 3.0V 4,3-2С
21 Panasonic 1900mAh UR18650Y 4.2 ±0.05 V 2.75V 3,8-2С
22 Samsung 3200mAh ICR18650-32A 4.35 ±0.05 V 2.75V 6,4-2C
23 Samsung 3000mAh ICR18650-30B 4.35 ±0.05 V 2.75V 5,9-2C
24 Samsung 3000mAh ICR18650-30A 4.3 ±0.05 V 2.75V 6-2C
25 Samsung 2900mAh ICR18650-29E 4.2 ±0.05 V 2.5V 2,8-1C(8,25-3C)
26 Samsung 2800mAh ICR18650-28A 4.3 ±0.05 V 2.75V 5,6-2C
27 Samsung 2600mAh ICR18650-26C 4.2 ±0.05 V 2.75V 5,2-2C
28 Samsung 2600mAh ICR18650-26F 4.2 ±0.05 V 2.75V 5,2-2C
29 Samsung 2600mAh ICR18650-26H 4.2 ±0.05 V 2.75V 5,2-2C
30 Samsung 2400mAh ICR18650-24E 4.2 ±0.05 V 2.75V 4,8-2C
31 Samsung 2200mAh ICR18650-22F 4.2 ±0.05 V 2.75V 4,4-2C
32 Sanyo 3350mAh NCR18650BF 4.2 ±0.05 V 2.5V 6,2-2C
33 Sanyo 3000mAh UR18650ZTA 4.35 ±0.05 V 3.0V 5,8-2C
34 Sanyo 2800mAh UR18650ZT 4.3 ±0.05 V 3.0V 5,4-2C
35 Sanyo 2600mAh UR18650ZY 4.2 ±0.05 V 2.75V 2,6-1C
36 Sanyo 2600mAh UR18650FM 4.2 ±0.05 V 2.75V 5-2C
37 Sanyo 2400mAh UR18650F 4.2 ±0.05 V 2.75V 5-2C
38 Sanyo 2250mAh UR18650A 4.2 ±0.05 V 2.75V 4,3-2C
39 Sanyo 2200mAh UR18650FJ 4.2 ±0.05 V 2.75V
40 Sanyo 2000mAh UR18650Y 4.2 ±0.05 V 2.75V 3,8-2С
41 Sony 2900mAh US18650NC1 4.2 ±0.05 V 2.5V 8(10)
42 Sony 2600mAh US18650GR 8A 4.2 ±0.05 V 3.0V
43 Sony 2400mAh US18650GR G7 4.2 ±0.05 V 3.0V
44 Sony 2200mAh US18650GR G5 4.2 ±0.05 V 3.0V

Производитель Емкость Маркировка ток(А)
1 LG 1 500 HB2 20
2 LG 1 500 HB6 25
3 LG 2 000 HD2 20
4 LG 2 000 НE1 10
5 LG 2 500 HE2 20
6 LG 2 500 HE4 20
7 LG 3 000 HG2 20
8 LG 3 200 MH1 10
9 LG 3 500 MJ1 10
10 Panasonic 2 250 CGR18650CH 10
11 Panasonic 2 900 NCR18650PF 10
12 Panasonic 2 900 NCR18650PD 10
13 Panasonic 3 200 NCR18650BD 10
14 Samsung 1 300 INR18650-13Q 18
15 Samsung 1 300 INR18650-13P 10
16 Samsung 1 500 INR18650-15Q 18
17 Samsung 1 500 INR18650-15M 23
18 Samsung 1 500 INR18650-15R 25
19 Samsung 2 000 INR18650-20Q 15
20 Samsung 2 000 INR18650-20R 22
21 Samsung 2 200 ICR18650-22P 10
22 Samsung 2 400 INR18650-24R 25
23 Samsung 2 500 INR18650-25R 20
24 Samsung 3 000 INR18650-30Q 15
25 Samsung 3 200 INR18650-32E 10
26 Samsung 3 500 INR18650-35E 8
27 Sanyo 1 300 UR18650SA 15
28 Sanyo 1 300 UR18650SAX 25
29 Sanyo 1 500 UR18650W2 18
30 Sanyo 1 500 UR18650WX 25
31 Sanyo 2 000 UR18650EX 20
32 Sanyo 2 000 UR18650RX 10
33 Sanyo 3 500 NCR18650GA 10
34 Sony 1 100 US18650VT 10
35 Sony 1 300 SE US18650VT 20
36 Sony 1 600 US18650VTC3 30
37 Sony 2 100 US18650VTC4 30
38 Sony 2 250 US18650V3 10
39 Sony 2 600 US18650VTC5 30
40 Sony 2 900 US18650NC1 10

Как продлить жизнь (ресурс) литий-ионной аккумуляторной батареи

Литий-ионные аккумуляторы больше страдают от процесса «старения» (ухудшение характеристик на протяжении времени), чем от циклирования. Это означает, что большинство аккумуляторов не может служить свыше 5 лет при обычных условиях эксплуатации (оптимистичный прогноз). Мораль такова — если покупаете литий-ионный аккумулятор, внимательно относитесь к дате изготовления — при полугодовой давности вы потеряете 10% от заявленого ресурса.

Старение батарей ускоряется при работе или хранении в жарких условиях – смотри таблицу для литий-кобальтовых аккумуляторов (для литий-марганцевых и литий-железных батарей результаты немного лучше)

Деградация характеристик литий-кобальтовых аккумуляторов всвязи с температурой хранения

Температура, °C 40% уровень заряда (рекомендуемый уровень заряда) 100% уровень заряда (поддерживается пользователями при работе)
0°C 98% через 1 год 94% через 1 год
25°C 96% через 1 год 80% через 1 год
40°C 85% через 1 год 65% через 1 год
60°C 75% через 1 год 60% через 3 месяца

Учитывая, что стандартом определения момента завершения жизни аккумулятора производителем является снижение его емкости до 80% от номинальной понятно, откуда появились 5 лет жизни (когда аккумулятор работает при температуре не выше 25°C и большинство времени находится в полуразряженном состоянии). Поэтому следует правильно огранизовывать охлаждение батарей при эксплуатации и заряжать аккумулятор непосредственно перед использованием, добиваясь среднего уровня заряда в процессе эксплуатации близкого к 40% (проверено на практике – при заряде батареи моего мобильного раз в 3-4 дня до 80-90% емкости и ношении его во внешнем кармане одежды – срок жизни уже достиг более 4х лет при сохранности емкости).

Следует учитывать температурный фактор и при эксплуатации литий-ионных аккумуляторов — разряд может осуществляться и при низких температурах (в зависимости от химии аккумулятора от -25°C до -10°C), но заряд должен производиться только при положительной температуре батареи.

Количество циклов заряда-разряда не так сильно влияют на ресурс литий-ионной батареи, как возраст и температурный фактор – при коротком времени циклирования (непрерывные циклы заряда/разряда током 0,5C ) и хорошем охлаждении литий-ионная батарея может выдержать от 1000 циклов (для литий-кобальтовых) до 2000-3000 циклов (для литий-марганцевых).

Превышение конечного напряжения после заряда с 4,2В до 4,35В повышает емкость аккумулятора на 10-15% при снижении времени жизни в 4-6 раз.

BMS (Battery Manegement System) — система управления батареей — электронный прибор, который обязательно ставится на каждую аккумуляторную банку в батарее для контроля процесса заряда-разряда батареи, продвинутые BMS также имеют логику для определения температуры, количества зарядов/разрядов, оценку вероятности выхода из строя аккумулятора. В основном, задача BMS заключается в контроле напряжения на аккумуляторе и шунтировании токов при достижении граничных пределов, также может контролироваться температура элемента. Для избегания выхода из строя литий-ионного аккумулятора при полной его разрядке необходимо немедленно зарядить его, иначе BMS не позволит начаться заряду когда напряжение на элементе упадет ниже определенного порога из-за саморазряда батареи по соображениям безопасности (проверено на практике – я было оставил свой наладонник на 3 недели в почти разряженном состоянии и потом, несмотря на поздние реанимационные мероприятия, душа аккумулятора благополучно отошла в лучший мир (я на это искренне надеюсь:)).

Существующие продвинутые мониторы состояния батарей в своих расчетах, скорее всего, используют уравнения Пекерта (Peukert). Однако, все не так просто: обычно потребляемый ток меняется во времени, бывают длительные перерывы в работе аккумулятора, а также константные значения емкости и экспоненты Пекерта меняются в процессе работы аккумулятора (и их приходится время от времени пересчитывать для получения реальных показаний монитора). Это особенно ярко видно на примере «цифрового эффекта памяти» в литий-ионных батареях для ноутбуков – при эксплуатации в условиях частичного заряда/разряда отмечается постепенное уменьшение времени работы от аккумуляторной батареи, из-за несоответствия оставшейся емкости, рассчитанной системой управления батареей, реальной. Эффект «цифровой памяти» нивелируется калибровкой батареи: полным зарядом с последующим полным разрядом аккумулятора раз в 30-50 циклов (ноутбуки без встроенной в BIOS Setup системы калибровки, необходимо разряжать при входе в настройки BIOS, после отключения из-за разряда аккумулятора сразу же зарядить).

Литий-ионные батареи плохо переносят низкие токи заряда и высокие токи разряда (замечание про высокие токи разряда не относистя к LiFePO4 аккумуляторам, которые могут переносить большие токи разряда, и, в меньшей степени для LiMnO2 и LiMn2O4). Для достижения максимальной длительности жизни необходимо использовать токи 0,5C (половина номинальной емкости) для заряда и разряда аккумулятора. Для LiCoO2 аккумуляторов нежелательно переходить предел в 1C для токов заряда и разряда (разряд при 2C приводит к сокращению жизни в 2 раза, при 3C – в 4 раза).

Cоблюдение всех указанных предосторожностей позволит достигнуть большого срока жизни (ресурса) вашего литий-ионного аккумулятора и он будет долго радовать вас своей емкостью и низким уровнем внутреннего сопротивления. Также каждые 6-12 месяцев появляются литий-ионные аккумуляторы на основе других химических соединений и внутренней конструкции – у них будут немножко (или множко) другие характеристики. К заявлениям производителей по поводу новых аккумуляторов нужно относиться с известной долей скептицизма, поскольку только опыт длительной эксплуатации может дать ответ на вопросы соответствия заявленных параметров реальным и проверить решения по поводу правильной экспуатации литий-ионных аккумуляторов.

Похожие публикации