Что лучше li ion или li pol: Чем отличаются литий-полимерные от литий-ионных аккумуляторов? – Интернет-магазин MyPowerbank.com.ua

Чем отличаются батареи телефонов и какую лучше выбрать

Многие думают, что аккумуляторы все одинаковые и максимум знают, что они отличаются по емкости. Но этого знания недостаточно, чтобы разбираться в современных накопителях энергии. На самом деле отличия между ними намного важнее, чем может показаться на первый взгляд. К сожалению, производители устройств не дают выбора аккумулятора, который в них встроен, но можно же выбрать другого производителя или просто отказаться от гаджета. Если вы хоть раз покупали устройство с аккумулятором или только собираетесь его купить, тогда лучше ознакомьтесь с материалами, приведенными в этой статье.

Заряжать телефон можно по-разному, но аккумулятор в нем должен быть правильный.

Какие аккумуляторы бывают в телефонах

Так уж повелось, что исторически в смартфоны и другие подобные устройства устанавливали именно литий-ионные батареи (Li-ion). Они не обладают эффектом памяти, достаточно долговечные и не очень тяжелые. Можно сказать, что все в них хорошо. Ну, или было хорошо до определенного момента.

Сейчас производители начали переходить на новый тип батарей, который называется литий-полимерные (Li-poly). Такой тип более универсальный и подходит для разного рода потребительской электроники. Учитывая проблемы перегрева литий-ионных аккумуляторов, переход на новый тип не может не радовать.

Как продлить срок службы аккумулятора смартфонов Huawei и Honor.

Безопасность аккумуляторов, особенно на фоне историй о взрывающихся смартфонах, является серьезной проблемой и важной темой для обсуждения. Давайте разберемся, что они из себя представляет и почему надо обращать на них внимание при выборе и особенно при хранении.

Как работают литий-ионные аккумуляторы

Мало кто знает, но литий-ионная батарея появилась еще в 1912 году, но использовалась крайне редко до тех пор, пока в 1991 году на нее не обратила внимания компания Sony и не начала активно внедрять ее в свои камеры, плееры и другие устройства.

Четверть владельцев смартфонов скучают по съемным аккумуляторам. Почему?

”Новый” тип батарей оказался относительно недорогим в производстве, имел высокую плотность энергии и не имел эффекта памяти, то есть испортить его частыми зарядками на половине емкости было нельзя.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Из-за особенностей химического состава такая батарея может быть только прямоугольной. Именно поэтому Г-образные аккумуляторы в смартфонах часто являются просто двумя батареями, соединенными друг с другом.

Вот так может вздуться аккумулятор, если с ним что-то не так.

Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается со временем. Чем больше циклов зарядки, тем меньше емкость батареи. А еще такая батарея имеет свойства саморазряда. Она может разрядиться, когда просто лежит и не используется. Даже отдельно от устройства.

Как отключить приложения в фоновом режиме и сэкономить аккумулятор

Серьезным минусом таких батарей является то, что электролит в них становится нестабильным при экстремальных температурах и проколах оболочки. Это приводит к ”тепловому истощению” и воспламенению. Правда, не стоит сразу откладывать телефон подальше в комнату с бетонными стенами. Такое происходит очень редко — просто это возможно. Для того, чтобы этого не произошло, предусмотрены специальные контроллеры, которые сделают все, чтобы батарея не перегревалась.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионных. Первые такие батареи были созданы в 70-годах прошлого века и только недавно появились в смартфонах. Например, Samsung сделал переход на литий-полимерные батарея только с выходом серии Galaxy S20. Хотя другие используют технологию чуть дольше.

Что делать если вздулся аккумулятор телефона

В литий-полимерных батареях тоже используется положительный и отрицательный электроды, но электролит внутри них не жидкий, а твердый, пористый или гелеобразный. В итоге риск теплового истощения и утечки электролита в таких батареях намного ниже. Кроме этого, они более прочные и могут даже изгибаться до определенного уровня. Это особенно полезно для некоторых типов устройств, особенно тех, что используются в сложных условиях. Короче говоря, они немного безопаснее, но системы защиты от перегрева в них все равно используются.

Основным недостатком этой технологии является значительно более высокая стоимость производства. Жизненный цикл литий-полимерных батарей короче, а еще они накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи с таким же физическим размером.

Надо, чтобы аккумуляторы были заряжены. Разряженными им быть вредно.

Какой аккумулятор лучше

Оба типа аккумуляторов имеют свои плюсы и минусы. Литий-ионные аккумуляторы предлагают самые высокие емкости по самым низким ценам. Удобно, если вы хотите недорогой телефон, который работает от батареи больше одного дня. Недостатками Li-ion является постепенный саморазряд. Для ежедневного гаджета это не имеет большого значения, но при длительном хранении это надо учитывать. А еще они опаснее своих более новых собратьев.

Для сравнения, литий-полимерные батареи безопаснее, что особенно важно в наши дни в условиях развития сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они почти не разряжаются, если вы их не используете — отличный вариант для гаджетов, которые используются не часто. Однако все эти плюсы приводят к более высокой стоимости, более короткому сроку службы и меньшей емкости при том же размере. Хотя литий-полимерные аккумуляторы более легкие и пусть на единицу объема вы получите меньшую емкость, зато она будет больше на единицу веса.

Что такое графеновый аккумулятор, и чем он хорош?

В целом, литий-полимерные аккумуляторы заменяют литий-ионные в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высшего и среднего уровня. Хотя более доступные модели, скорее всего, будут придерживаться технологии литий-ионных аккумуляторов еще долгое время.

Вопросы о выборе аккумулятора

В Сети, в нашем Telegram-чате и в статистике поиска можно найти следующие частые вопросы, на которые я сейчас и дам ответ.

Безопасен ли литий-ионный аккумулятор

Неисправности и случайные повреждения литий-ионных аккумуляторов встречаются очень редко. Поэтому такую технологию можно считать очень безопасной. Даже на фоне еще большей безопасности литий-полимерных батарей она все равно очень и очень высокая, а случаи, о которых пишут в прессе, случаются один раз на десятки миллионов устройств. Так что можно не переживать. Особенно, если вы избегаете сильной жары и повреждения корпуса аккумулятора.

Берегите батарею и она вас не подведет.

Безопасны ли литий-полимерные батареи

В первую очередь безопасность литий-полимерных батарей достигается за счет отсутствия внутри жидкого электролита. Поэтому такой аккумулятор более устойчив к температурам и механическому воздействию. В итоге — да, он безопасен. Он даже более безопасен, чем литий-ионный аккумулятор.

Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы

Не только можно, но и нужно утилизировать любые аккумуляторы. Это чертовски вредная штука, которая даже в одиночку может нанести сильный вред окружающей среде. Сейчас батареи принимают в очень большом количестве мест, включая торговые центры, офисные здания и супермаркеты. Сдав туда батареи или сломанный телефон, вы без преувеличения сделаете большой вклад в экологию.

Гибкие и растягивающиеся аккумуляторы изменят мир смартфонов

Можно ли утилизировать литий-полимерные батареи?

Сказанное про литий-ионные батареи относится и к литий-полимерным. Их тоже обязательно надо утилизировать. Это важно и правильно. Не стоит думать, что одна батарейка ничего не решит. В ней слишком много вредной химии, которая попадет в почву, а это и овощи, которые вы едите, и вода, которую вы пьете. Лучше переработать.

Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера и RC моделей: Li-Ion 18650 или Li-Pol

В данной статье разобраны преимущества литий-ионных Li-Ion 18650 и литий-полимерных аккумуляторов Li-Pol при их использовании в квадрокоптерах и RC моделях. Никель-металл-гидридные батареи здесь не рассматриваются, поскольку их использование для машинок на радиоуправлении мало эффективно, а для дронов и RC моделей вертолетов практически неприменимо.

Определение по формулам расчетных емкости, тока и напряжения аккумуляторной батареи для квадрокоптера здесь не дается, так как параметры расчета зависят от типа дрона (съемочный, гоночный, дальнолет и т. д.) и многих других факторов, что требует отдельной статьи. В данном обзоре дано сравнение эксплуатационных качеств Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумуляторов для работы в RC моделях и рекомендации по выбору типа батареи и лучшего производителя. 

Отличия 18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для квадрокоптеров

18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы, применяемые для квадрокоптеров и RC моделей, в своей основе имеют одну и ту же литий-ионную технологию. То есть, по сути литий-полимерный аккумуляторный элемент является всего-лишь разновидностью литий-ионного. 

Основное отличие литий-ионных и литий полимерных аккумуляторов для RC моделей:

• в 18650 Li-Ion элементе пластины положительного и отрицательного электрода скручены в рулон, 
• в Li-Pol сборках эти пластины могут принимать любую форму, благодаря полимерному электролиту.

Поэтому Li-Pol аккумуляторы можно делать любой формы, в том числе очень плоскими, что позволяет лучше заполнить объем аккумуляторного отсека квадрокоптера или любой другой радиоуправляемой RC модели.

Преимущества Li-Pol аккумуляторов для RC моделей

Литий-полимерные Li-Pol аккумуляторы для RC моделей с радиоуправлением имеют следующие преимущества:

1. Снабжены двумя разъемами.
2. Прямоугольный формат элементов.
3. Входят в заводскую комплектацию RC моделей.

Li-Pol аккумуляторные сборки изначально имеют два разъема для RC моделей: силовой XT или Т-коннектор для подключения питания и балансировочный JST-XH, используемый для контроля равномерности заряда ячеек батареи. 

Прямоугольный формат Li-Pol акб позволяет полнее использовать пространство отсека для батареи. Именно литий-полимерными аккумуляторами комплектуются с завода серийные радиоуправляемые модели RC.

Преимущества Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров

Li-Ion 18650 аккумуляторы перед Li-Pol батареями имеют следующие преимущества для квадрокоптеров :

1. Большая удельная емкость.
2. Больший разрядный ток.

• Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 Li-Ion имеют большую удельную емкость в пересчете на единицу веса. Это очень важное преимущество, так позволяет взять на борт батарею большей емкости при том же взлетном весе. 
• Больший разрядный ток Li-Ion 18650 аккумуляторов позволяет использовать мощные двигатели и не бояться перегрузки акб при резкой “подаче газа”.

Несмотря на явные преимущества современных литий-ионных 18650 акб для применения в квадрокоптерах, батарею приходится собирать самостоятельно из отдельных Li-Ion ячеек.

Выбор аккумулятора для квадрокоптеров и RC моделей по характеристикам

При выборе аккумулятора для серийно производимого квадрокоптера или модели RC необходимо обратить внимание на характеристики комплектной аккумуляторной батареи.

• Новая батарея должна иметь напряжение не меньше, чем в заводской, но не выше, чем допускают двигатели RC модели. 
• Ток отдачи должен быть равен или больше, чем в комплектной акб.
• Емкость аккумулятора для квадрокоптера желательно иметь максимально возможную. Но надо понимать, что с ростом емкости увеличиваются размеры и вес батареи. И, с некоторой величины, прирост емкости не дает увеличения длительности полета дрона. Рекомендуется применять аккумуляторы с возможно большей емкостью, при условии, что взлетный вес не превысит 75% от максимального значения для данного квадрокоптера.
• Новая батарея должна помещаться в аккумуляторный отсек RC модели.

Маркировка характеристик на аккумуляторе для RC моделей

Для правильного выбора аккумулятора для RC моделей ниже описаны характеристики акб и соответствующая им маркировка, наносимая на корпус батареи.

1. Напряжение.
2. Максимальный ток отдачи.
3. Номинальная емкость.
4. Структура сборки.

• Напряжение измеряется в Вольтах и на элементах обозначается числом с символом “В” (вольт) или “V” (Volt). Напряжение, необходимое для работы квадрокоптера или RC модели, определяется используемыми моторами и платой управления. 
• Максимальный ток отдачи батареи измеряется в Амперах (А) или миллиамперах (мА), в зарубежном обозначении mA или A. Максимальный ток акб должен быть выше суммарного тока, потребляемого всеми вместе двигателями на максимальной мощности. Ток остальной электроники очень мал, в сравнении с этим значением. Максимальный ток обозначается на корпусе батареи числом с буквой “С”. Это означает, что ток численно равен емкости, умноженной на число перед символом “С”. Например, обозначение 15С на аккумуляторной батарее с емкостью 900 mAh показывает, что акб может отдавать ток 15*900=13500 мА, то есть 13.5 Ампер.
• Емкость аккумулятора показывает, как долго батарея может отдавать номинальный ток. Емкость измеряется в миллиАмпер*часах (мАч) или Ампер*часах (Ач), в зарубежном написании mAh или Ah. Чем выше емкость, тем дольше от одной зарядки может работать квадрокоптер или любая другая RC модель. 
• Структура аккумуляторной сборки записывается в формате xSyP, где x и y – числовые значения.
  S (Serial) – означает последовательное включение элементов (ячеек) батареи, а P (Parallel) – параллельное. Таким образом, запись 3S2P означает батарею из трех последовательно соединенных групп ячеек, в каждой из которых по два элемента включено параллельно. При последовательном включении аккумуляторных элементов суммируется напряжение, при параллельном – суммируется ток. Если ячейки включатся только последовательно (без параллельного включения), то надпись 1P может исключаться.

Сравнение Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера

Для сравнения возьмем две батареи аккумуляторов для квадрокоптера, Li-Ion и Li-Pol, с примерно одинаковыми параметрами:

1. Li-Pol – Robiton LP-STT3-2000 Lipo 11.1 В 2000 мАч. 
2. 3S1P из ячеек Li-Ion 18650 – Sony US 18650 VTC5A 35A 2600mAh.

Сравним их по трем параметрам:

1. Напряжение.
2. Емкость.
3. Ток отдачи.
4. Вес.
5. Габариты.

• Напряжение обоих аккумуляторных сборок одинаковое и составляет 11.1 Вольта.
• Емкость сборки 3S1P из трех ячеек 18650 Li-Ion аккумуляторов – 2500 мАч, у Li-Pol сборки – 2000 мАч.
• Ток отдачи сборки из Li-Ion 18650 Sony VTC5A  – 35 А. Ток Li-Pol батареи 15*2000 = 30000 мА = 30 А.
• Вес трех Li-Ion акб составляет 44*3= 132 грамма, а с учетом соединений и разъемов вес 3S1P – 142 грамма. Вес Li-Pol сборки 160 граммов.
• Габариты Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера 1.38×1.8×16.5 см, объем 41 куб см. Размеры одной ячейки 18650 Li-Ion – диаметр 18 мм, длина 65 мм. Объем трех 18650 акб –  16.5×3 = 49.5 куб см, а если эти цилиндрические ячейки сложить в плоскую батарею для квадрокоптера, то 63 куб см.

Результат сравнения Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумуляторов для дрона

Результат сравнения Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для дрона получился следующим:

Литий-ионный акб 18650 Sony VTC5A имеет:

• емкость на 25% выше,
• ток отдачи на 17% больше.
• вес на 13% меньше.
• объем на 20-50% больше.

Вывод: для дронов и квадрокоптеров, в частности, выгоднее использовать Li-Ion 18650 аккумуляторы во всех случаях, когда хватает места для их размещения. К тому же, литий-марганцевые 18650 аккумуляторные батареи не склонны с самовозгоранию при превышении тока, перегреве или перезаряде, в отличие от литий-полимерных.

Рекомендации по выбору производителя аккумуляторов для квадрокоптеров

При выборе Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров рекомендуем акб следующих производителей:

1. LG.
2. Sony.
3. Samsung.

При выборе Li-Pol аккумуляторов для небольших RC моделей квадрокоптеров или вертолетов рекомендуем акб отечественного производителя Robiton.

Купить аккумулятор для квадрокоптера, дрона или машинки на радиоуправлении  с доставкой в ваш город Вы можете в нашем интернет-магазине “Вольта”. На онлайн витрине представлен большой выбор аккумуляторных батареек для RC моделей по выгодной цене. В нашем интернет-магазине предлагаются только лучшие Li-Ion 18650 акб и Li-Pol сборки ведущих производителей: Sony, Samsung, LG, Panasonic, Fenix, Robiton, A123 Systems. Выбрать и купить аккумулятор для коптера с необходимыми характеристиками очень легко, используя точные описания и фотографии для каждой модели акб.

Что лучше, LiFePO4 или Li-ion Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Литий-ионные аккумуляторы включают элементы питания с разными типами химии: с содержанием кобальта, марганца, никеля, алюминия, оксида титана, фосфата железа. Самые распространенные типы Li-ion аккумуляторов – литий-кобальтовые, литий-марганцевые и литий-никель-марганец-кобальтовые (NMC). Достойную конкуренцию им составляют литий-железо-фосфатные элементы питания (LiFePO4).

Они также относятся к литиевым аккумуляторам, но из-за значительных отличий от остальных Li-ion элементов питания часто рассматриваются как отдельная категория. Сегодня мы сравним аккумуляторы LiFePO4 и Li-ion, сопоставим их преимущества и недостатки, дадим рекомендации по использованию в зависимости от поставленных задач и условий использования.

Особенности литий-ионных аккумуляторов

Li-ion аккумуляторы содержат электроды, пористый сепаратор, электролит и контакты. Отрицательные пластины создаются из графита, электролит – обычно из смеси LiPF6 и карбоната. В роли катода применяются различные материалы: кобальтат лития (LiCoO2), литий-марганцевая или литий-кобальт-марганцевая шпинель (LiMn2O4, LiNiCoMnO2) и др. Технология производства Li-ion элементов постоянно совершенствуется, в результате чего повышается безопасность их эксплуатации, и улучшаются характеристики.

Li-ion элементы питания имеют высокую удельную энергоемкость, что позволяет вмещать в АКБ меньших размеров и массы больше энергии. Также они отличаются высокой токоотдачей и имеют следующие особенности:

• чувствительность к глубокому разряду и перезаряду;
• диапазон рабочих температур от -20 до +60 °С;
• низкий саморазряд – <10% в месяц;
• легкий вес в сочетании с высокой емкостью;
• незначительное снижение емкости при хранении и эксплуатации – до 10% в год;
• ресурс с сохранением 80% емкости – 500–1000 полных циклов заряд-разряд;
• допустимое напряжение в процессе работы – от 2,8 до 4,2 В, номинальное – 3,6 или 3,7 В.

Особенности элементов питания LiFePO4

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы в роли материала катода используются литий-феррофосфат LiFePO4. Они тяжелее, чем остальные литий-ионные модели идентичной емкости. Также они имеют меньшее номинальное напряжение – 3–3,3 В. Главными их преимуществами выступает большее число рабочих циклов заряд-разряд (свыше 2000), химическая и термическая стабильность, способность без проблем работать на морозе, меньшее время заряда и повышенная безопасность эксплуатации.

С момента выпуска первой промышленной партии в 2006 году они считаются лучшими из силовых аккумуляторов. Принцип их действия базируется на применении электродов нано-масштаба и обмене ионами между электродами, который обеспечивается путем увеличения их активной поверхности.

Диапазон допустимых температур у элементов питания типа LiFePO4 составляет от-30 до +50 °С, саморазряд – до 3% в год. Удельная энергоемкость у них на 14% ниже, чем у моделей класса Li-ion. Напряжение в процессе разряда остается практически неизменным. Поэтому по техническим характеристикам аккумы типа LiFePO4 считаются лучшим выбором. Но они не подходят для использования в ситуациях, когда первостепенную роль играет минимизация веса и размеров аккумуляторной батареи.

Сравниваем LiFePO4 и Li-ion, что лучше

Для наглядного сравнения Li-ion и LiFePO4 аккумуляторов рассмотрим и сопоставим их основные характеристики. В таблице приведены их усредненные значения. Точные характеристики элементов питания зависят от бренда производителя и указаны в технических паспортах (datasheet).

Параметр оценки	Li-ion	LiFePO4
Номинальное напряжение	3,6–3,7 В	3–3,3 В
Диапазон рабочих напряжений	2,8–4,2 В	2–3,6 В
Диапазон рабочих температур	От -20 до +60 °С, но желательно – от +15 до +25 °С.	От-30 до +50 °С.
Срок службы	500–1000 циклов	Более 2000 циклов (до момента сохранения 80% исходной емкости)
Временное снижение емкости и токоотдачи на морозе	Значительное	Незначительное
Время зарядки	≈8 часов	≈4 часа
Энергоемкость (удельная)	Выше	Ниже
Пожаробезопасность	Ниже	Выше
Цена	Ниже	Выше
Эффект памяти	Не наблюдается	Не наблюдается
Устойчивость к перезаряду, способность выдерживать критические напряжения	Меньше	Больше
Подверженность деградации	Выше, особенно при работе на больших токах и при несоблюдении оптимальных температур эксплуатации и хранения.	Меньше
Характеристики АКБ с параметрами 36 В, 12 Ач	Масса – 3 кг, разрядный ток – до 12 А, выдаваемая мощность – до 432 Вт, пиковая – 864 Вт.	Масса – 5,5 кг, разрядный ток – до 35 А, выдаваемая мощность – до 1260 Вт, пиковая – 2160 Вт.
Типоразмеры	Разные, стандартизированные. Самые популярные – цилиндрические «банки» форм-фактора 18650.	Бывают разных размеров. Производятся в форме призмы, цилиндра и в виде пакетов.

Выводы: LiFePO4 или Li-ion, что лучше?

Какой тип элементов питания лучше использовать в конкретном случае – зависит от выдвигаемых к ним требований и условий предстоящей эксплуатации. В большинстве случаев оптимальным выбором становятся литий-ионные аккумуляторы. Они дешевле, выигрывают по легковесности и при щадящей эксплуатации имеют ресурс около 1000 циклов. Но для более жестких условий эксплуатации (например, для езды на электровелосипеде при низких температурах) стоит выбрать LiFePO4.

Такие аккумуляторные батареи сочетают в себе все достоинства литий-ионных АКБ и лишены их недостатков. Они без ущерба для ресурса переносят пиковые тока нагрузки и заряда, менее склонны к естественной деградации, имеют минимальный саморазряд, большой диапазон рабочих температур и более 2000 циклов заряд-разряд до потери емкости на 20%. Поэтому в плане выносливости и долговечности LiFePO4 батареи выигрывают у остальных литий-ионных АКБ. Но весят литий-железо-фосфатные АКБ больше, чем аналогичные им литий-ионные батареи.

Резюме: Чтобы сделать выбор в пользу LiFePO4 или Li-ion накопителей энергии, нужно правильно расставить свои приоритеты и учесть особенности дальнейшего использования батарей.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, как снизить риски при езде на электровелосипеде со скоростью свыше 50 км/ч.

Типы аккумуляторов у ноутбуков

Различные типы аккумуляторов в ноутбуках напрямую влияют на продолжительность автономной работы устройства. При выборе нужно учитывать не только совместимость с конкретной моделью, но и тип элемента питания, от которого зависит целый ряд свойств аккумуляторной батареи. АКБ разных типов отличаются принципом работы и способом заряда, поэтому менять их между собой нельзя.

Основные типы аккумуляторов в ноутбуках

В современных переносных компьютерах используются следующие типы аккумуляторных батарей:

• Литий-ионные батареи (маркировка Li-on) – самый распространенный современный тип аккумуляторов для ноутбуков. Преимуществом являются компактные размеры и небольшой вес, они также отличаются долговечностью. Литий-ионный аккумулятор рассчитан на 300 циклов полной зарядки и разрядки. Однако у него есть и важные минусы это способность к саморазряду и уменьшению емкости со временем, работать такая батарея в состоянии только при пюсовых температурах. Однако они продолжают пользоваться спросом из-за высокой производительности. Ниже представлена схема литий-ионных аккумуляторов:

• Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCad). Продолжительность использования достигает 350 циклов зарядки и разрядки, от литий-ионных батарей они отличаются невысокой стоимостью. Главное преимущество – возможность работы в любых условиях, в том числе при низких температурах и резких температурных перепадах. Однако есть и существенный минус – большой вес. Такие батареи относительно редко применяются в ноутбуках.
• Никель-металл-гидридные батареи питания (NiMh). В отличие от никель-кадмиевых, они обладают увеличенной емкостью, что продлевает автономную работу ноутбука, при этом по размеру и весу они практически не отличаются. При их изготовлении не применяются тяжелые металлы поэтому они считаются наиболее безопасными экологически.
• Литий-полимерные аккумуляторы (Li-polymer) – относительно новое изобретение, обладающее маленькими габаритными размерами. Такие элементы питания используются в различных небольших гаджетах, их можно справедливо назвать технологией будущего. Одно из преимуществ – возможность придания любой формы, что дополнительно расширяет возможности использования в портативных устройствах.

В зависимости от того, как вы собираетесь использовать аккумулятором в связи с вашими привычками и ритмом жизни, есть следующие рекомендации:

В ближайшем будущем можно ожидать появление более совершенных аккумуляторных батарей, которые позволят забыть о постоянной подзарядке ноутбука. Технологии продолжают совершенствоваться, развитие техники идет в сторону уменьшения веса АКБ и увеличения ее емкости.

Ниже представлена сводная таблица по характеристикам аккумуляторов для ноутбуков

Тип аккумулятора	SLA (герметичный свинцово-кислотный)	NiCD (никель-кадмиевый)	NiMH (никель-металл-гидридный)	Li-Ion (литий-ионный)	Li-Pol (литий-полимерный)
Напряжение на элемент, Вольт	02.янв	01.фев	01.фев	03.июн	03.июн
Удельная энергоёмкость, Вт*ч/кг	30-40	40-60	30-80	100-250	130-200
Удельная энергоплотность, Вт*ч/литр	60-75	50-150	140-300	250-360	~300
Максимальное число циклов заряд/разряд	500-800	2000	500-1000	1000-1200	500-1000
Саморазряд за месяц	3%-20%	10%	30%	8-15%	~5%
Минимальное время зарядки, часов	авг.16	1	02.апр	02.апр	02.апр
Диапазон рабочих температур, градусов Цельсия	-20…60	-40…60	-20…60	-20…60	0…60
Пиковый ток нагрузки (в долях от ёмкости)	5С	20C	5C	> 2. 0C	> 2.0C
Оптимальный ток нагрузки (в долях от ёмкости)	0.2С	1C	0.5C	< 1.0C	< 1.0C
Эффект памяти	Отсутствует	Присутствует	Присутствует	Отсутствует	Отсутствует
Устойчивость к перезаряду	Высокая	Средняя	Низкая	Очень низкая	Очень низкая

Что такое эффект памяти аккумуляторов?

Батареи типа Ni-Cad и Ni-Mh обладают свойством, которое получило название «эффект памяти». Аккумулятор ноутбука способен «запоминать», сколько энергии было отдано, и в следующий раз при зарядке количество полученной энергии окажется меньше. Этот эффект приводит к постепенному снижению емкости батареи и уменьшению промежутков между зарядкой от сети.

Чтобы уменьшить проявления эффекта памяти, батареи таких типов необходимо обязательно заряжать и разряжать полностью, в результате энергия будет расходоваться и накапливаться в соответствии с изначальной емкостью. Эффект памяти обусловлен химическими процессами, протекающими в данных видах аккумуляторных батарей.

Все типы аккумуляторов нуждаются в аккуратном обращении и соблюдении требований производителя. Соблюдение простых правил эксплуатации и хранения позволяет значительно увеличивать продолжительность их работы, и АКБ не придется менять часто. Разные виды батарей предъявляют разные условия к эксплуатации, необходимо ознакомиться с инструкцией производителя.

Это просто бомба-2. Li-Ion — как не взлететь / Хабр

За последний десяток лет литий-ионные аккумуляторы из дорогостоящей экзотики перешли в разряд самых распространенных источников автономного питания. Неудивительно, что они стали популярными и в руках самодельщиков, в том числе и начинающих. Иногда от технических решений в их творениях волосы становятся дыбом – ведь особенностью аккумуляторов данного типа является их повышенная опасность, в первую очередь – пожарная. Мой рассказ о том, как правильно «готовить» эту «рыбу фугу», чтобы никто не сгорел и не взорвался.

Предыдущая статья на “взрывную” тему здесь.

Принцип работы литий-ионнного аккумулятора.

Химические источники тока на основе лития получили распространение уже давно. Литиевые батарейки уже в конце XX века прочно укрепились в часах, калькуляторах, материнских платах компьютеров, пультах дистанционного управления. По принципу действия они мало чем отличаются от марганец-цинковых элементов, за тем исключением, что литий заменяет собой цинк, а вместо водного раствора щелочи или хлористого аммония – электролит на основе неводных растворителей, таких как пропиленкарбонат или хлористый тионил, в котором растворена литиевая соль, диссоциирующая с образованием иона лития, который и переносит ток в таком электролите. Но замена цинка на литий привела к тому, что напряжение возросло с полутора до трех вольт, а энергоемкость увеличилась в несколько раз. При этом химически инертный органический электролит и высокая степень герметичности конструкции свели саморазряд практически на нет — отдавая микроамперные токи, такая батарейка может работать десятилетиями.

Знаете, почему нельзя заряжать обычные батарейки? Казалось бы, при протекании тока в зарядном направлении, на электродах будут идти процессы «в обратном порядке»: на отрицательном электроде будет осаждаться цинк, а на положительном – активная масса, бывшая когда-то двуокисью марганца и отдавшая свой кислород, будет снова окисляться, вновь превращаясь в свежую MnO₂. Но все портит то, что одновременно с этими процессами разлагается и вода в электролите. Выделяющиеся газы раздувают корпус батарейки и  выдавливают электролит наружу с печальными последствиями для аппаратуры.

В литиевом элементе нет воды. Пропиленкарбонат, служащий растворителем, не подвержен электролизу, поэтому такой элемент можно зарядить без побочных реакций. Однако, такой литиевый аккумулятор  «не взлетел». Вернее, он как раз взлетал – на воздух. Литий никак не хотел ложиться на свой анод аккуратным тонким слоем, а кристаллизовался в виде игольчатых кристаллов – дендритов. Точно такие же дендриты, к слову, образуются и при попытке зарядить марганец-цинковую батарейку, но именно в литиевом аккумуляторе они приводили к катастрофе. Рано или поздно такой дендрит перекрывал промежуток между анодом и катодом и вызывал короткое замыкание. Протекающий ток разогревал и катодную массу, из которой выделялся кислород, и литий, который в этом кислороде воспламенялся, и сепаратор, который просто прекращал свое существование, после чего литий, электролит и катодная масса – горючее и окислитель – превращались в адскую смесь. Как рассказывал мне один знакомый, причастный к этим экспериментам изобретатель – военные, для которых они пытались эти аккумуляторы создать, потеряли всякий интерес к ним, как к источникам тока, но регулярные мощные взрывы, сопровождающиеся ослепительным красным (от лития) пламенем, их восхищали и каждый раз военные интересовались, нельзя ли куда-то применить эту взрывчатку.

В этом направлении работали и за рубежом, и кое-чего даже добились, применяя механически более прочные керамические сепараторы, особые методы заряда, специальные добавки в электролит. Но все равно опасность дендритообразования сохранялась – слишком опасным был такой аккумулятор для его практического применения, если превышал размеры и емкость крохотной часовой батарейки-таблетки.

Прорыв принесли два открытия. Первое – это обнаружение способности некоторых сложных оксидов и сульфидов, содержащих литий, отдавать и поглощать обратно ионы лития на катоде. Второе – способность соединений слоистой структуры (графит, дисульфид молибдена) обратимо поглощать в межслоевое пространство значительные количества лития (вплоть до соединения состава LiC₆), захватывая его атомы немедленно после разрядки ионов Li⁺ на аноде и предотвращая его выделение в металлической форме, а значит, предотвращая образование дендритов. За эти открытия и изобретение литий-ионного аккумулятора в прошлом году была присуждена Нобелевская премия. Ее лауреаты – М.С. Уиттингем, первооткрыватель явления интеркаляции лития в дисульфиды титана и молибдена, впервые предложивший использовать это явление в аккумуляторах, Дж. Гуденаф, исследовавший обратимость поглощения и выделения ионов лития кобальтитом лития на катоде, и собственно, изобретатель литий-ионного аккумулятора Акира Ёсино.

Принцип работы литий-ионного аккумулятора Акиры Ёсино, изобретенного им в 1991 году, состоит в следующем. Однозарядные катионы лития – это практически единственный ион, переносящий ток в органическом неводном электролите. Противоионом является громоздкая и малоподвижная молекулярная «конструкция», обладающая отрицательным зарядом.

Ион Li+ при зарядке аккумулятора разряжается на поверхности графитового анода, превращаясь в нейтральный атом лития. Этот атом немедленно вступает поглощается графитом, проникая между слоями его кристаллической решетки. Образуется графитид лития – так называемый интеркалят или соединение внедрения. По своим химическим свойствам это сильный и активный восстановитель.

Одновременно с этим, кобальтит лития на катоде поставляет в раствор ионы лития, а сам при этом, теряя литий, все больше по составу приближается к двуокиси кобальта, в результате чего становясь сильным и активным окислителем.

Разность электрохимических потенциалов между этими окислителем и восстановителем равна ЭДС литий-ионного аккумулятора.

При разряде происходят обратные процессы. Литий, покидая межслоевое пространство на аноде, отдает во внешнюю цепь электрон и приобретает заряд, становясь катионом, а графитид лития – просто графитом. На катоде эти катионы возвращается в вакансии кристаллической решетки кобальтита лития, который теряет свои окислительные свойства, принимая электрон во внешнюю цепь.

Из-за отсутствия побочных процессов данная электрохимическая система обладает весьма высокой степенью обратимости и по этой причине характеризуется прекрасным КПД.

Литий-полимерные аккумуляторы не являются, как многие думают, каким-то отдельным видом аккумуляторов. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный на полимерной основе, а все электрохимические процессы в них ничем не отличаются. Отсутствие (вернее, минимальное количество) жидкого электролита позволяет придавать им практически любую форму и вместо прочного металлического корпуса помещать их в корпуса из полимерной пленки в виде запаянного пакетика, что помимо прочего повышает плотность хранения энергии.

Существуют также разновидности литий-ионных аккумуляторов с различными электрохимическими системами, такие, как литий-железофосфатные и литий-титанатные. Принцип действия у них тот же самый, но иные материалы катодной массы и, соответственно, другие напряжения. Удельная емкость этих аккумуляторов ниже, чем у классической кобальтовой литий-ионной системы, но они превосходят их по сроку службы, способности отдавать ток при низких температурах и, по утверждению производителей – по безопасности.

Собственно, безопасность – едва ли не основная “беда” литий-ионных аккумуляторов.

Скрытая угроза

Увы, «укротив» литий, Акира Ёсино не сделал этого огненного льва безобидным мышонком. Да и как можно ожидать полной безопасности от устройства, в котором, повторюсь, сильный и активный окислитель соседствует с столь же сильным и активным восстановителем и разделяют их лишь несколько десятков микрон пористой полимерной пленки-сепаратора? Стоит этой пленке где-нибудь прохудиться, допустив короткое замыкание, лавинообразный процесс саморазогрева и саморазрушения уже не остановить. Содержимое аккумулятора превращается во взрывчатую смесь горючего и окислителя. И эту смесь уже подожгли.

То, что литий-ионные аккумуляторы обычно не взрываются, обусловлено множеством предосторожностей, которые соблюдаются при их эксплуатации. Соблюдаются не силами пользователя – за этим следят автоматические электронные устройства. Там, где применяется литий-ионный аккумулятор, нет места простейшим зарядным устройствам из мира «свинца» и «никель-кадмия». Зарядное устройство обязано быть «умным». Процесс заряда литий-ионного аккумулятора многостадийный, требует строгого выдерживания параметров и должен быть вовремя завершен, и перекладывать ответственность за это на пользователя категорически недопустимо, так как его забывчивость в таком случае может привести к пожару или взрыву.

Дело в том, что отсутствие побочных процессов в литий-ионном аккумуляторе не абсолютно. Для того, чтобы их не было, нужно не выйти за определенную «безопасную» территорию. Так, при напряжении выше 4,2..4,5 В или при слишком большом токе заряда графит уже не успевает «впитать» литий, и он образует металлическую фазу. То же происходит, если графит теряет активную поверхность, что происходит, например, из-за переразряда. Как только на поверхности появляется металл, он начинает образовывать дендриты и… можно вызывать пожарных. Наконец, перенапряжение может вызвать электролиз компонентов электролита (в том числе и неконтролируемых примесей) и выделение газов, давление которых может нарушить герметичность аккумулятора, что также чревато пожаром – соединение внедрения лития в графит самовоспламеняется на воздухе.

Опасна и перегрузка при разряде. Перегрев разрядным током может вызвать вскипание или термическое разложение электролита, выделение кислорода из катодной активной массы, повреждение сепаратора. Результат тот же: КЗ и пожар. К тому же эффекту приведет и механическое повреждение аккумулятора.

Является «правилом хорошего тона» не полагаться на надежность зарядного устройства. В абсолютном большинстве промышленно выпускающихся устройств (за исключением «маргинальных» случаев вроде электронных сигарет и авиамоделей), содержащих литий-ионные аккумуляторы, независимо от контроллера, на который возложены функции заряда, имеется еще один контроллер, выполняющий функции защиты. В простейшем своем варианте (например, на микросхеме DW01A, являющейся основой плат защиты почти всех китайских аккумуляторов), он отключает аккумулятор при перезаряде (превышении допустимого напряжения), переразряде, слишком большом зарядном и разрядном токе, перегреве. В более сложных случаях к этим базовым функциям добавляется балансировка батареи (если она состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно), контроль за ее «здоровьем», подсчет ампер-часов при заряде и разряде (что позволяет определить оставшийся процент заряда гораздо точнее, чем при простом измерении напряжения) и другие функции. Данный контроллер – его называют Battery management system (BMS) или просто «платой защиты», как правило, является неотделимой частью аккумуляторной батареи, находясь с ней в одном корпусе и будучи наглухо припаянным к его выводам.

Есть еще третья ступень защиты. Это механическое устройство, разрывающее цепь при повышении давления или температуры внутри «банки» аккумулятора. К сожалению, оно – не панацея, так как во многих случаях нагрев и газовыделение начинаются уже после того, как возгорание батареи уже нельзя остановить.   

Кстати, типичная цифра, характерная для LiIon – 250 Вт*ч/кг или 0,9 МДж/кг.  Это всего вчетверо меньше запаса энергии в таких ВВ, как тротил. В мощном ноутбуке «тротиловый эквивалент» аккумулятора может быть сравним с ручной гранатой. Так что с литий-ионными аккумуляторами шутки плохи. Их взрыв вполне может привести  к смерти и увечьям многих людей.

Видео и фотографии взрывов и возгораний литий-ионных аккумуляторов в сети можно найти много. Надеюсь, они убедят вас, что все более чем серьезно.

Заряжаем и разряжаем правильно

А теперь разберемся с тем, как правильно заряжать эти опасные литий-ионные аккумуляторы, чтобы они не были так опасны.

Общепринятым, рекомендуемым всеми производителями литий-ионных аккумуляторов, является алгоритм CC-CV. Это означает, что начинается заряд стабилизированным током, а при достижении определенного напряжения далее оно стабилизируется на этом уровне. Этот метод близок к методу заряда свинцовых аккумуляторов, отличаясь от него лишь режимом.

Для большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов напряжение перехода от стадии CC к стадии CV при комнатной температуре – 4,20 В. Некоторые старые аккумуляторы с анодом на основе каменноугольного кокса следует заряжать лишь до 4,10 В, тогда как в последнее время все чаще встречаются «высоковольтные» аккумуляторы, которые допускают заряд до 4,35 и даже 4,45 В. Небольшое превышение этого напряжения вызывает резкое сокращение срока службы, а более значительное превышение приводит к возгораниям и взрывам. Требуемая точность установки порогового напряжения для стандартных аккумуляторов составляет ±50 мВ, а у «высоковольтных» тем выше, чем выше напряжение, вплоть до ±5 мВ при пороговом напряжении 4,45 В. Разумеется, пониженное напряжение приводит лишь к снижению доступной емкости, а вот повышение напряжения недопустимо ни при каких случаях.

Стандартным током заряда считается 0,5С и большинство аккумуляторов без ущерба позволяют заряжать их током до 1С, а некоторые допускают и более высокие токи при условии недопущения перегрева. С здесь – ток в амперах, численно равный емкости в ампер-часах. Но таким током нельзя заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, напряжение на клеммах которых снизилось ниже 2,9-3,0 В. В этом случае необходима стадия предварительной зарядки (precharge) – аккумулятор заряжается током 0,05-0,1С, пока напряжение не достигнет трех вольт. А вот слишком глубоко разряженные аккумуляторы заряжать нельзя вообще. Зарядное устройство должно не допускать зарядки аккумулятора, если напряжение на его клеммах снизилось ниже 2,5 В. При таком глубоком разряде аккумулятор обычно сильно теряет в емкости, но это еще полбеды: его заряд сопряжен с опасностью металлизации лития и возгорания. Кстати, «высоковольтные» аккумуляторы более чувствительны к глубокому разряду, и не следует допускать их разряда ниже 2,75 В. 

На стадии CV ток снижается по экспоненте. На этой стадии аккумулятор не должен оставаться до бесконечности. Заряд должен быть автоматически прекращен после снижения тока до 0,05-0,1С.

Такой многоступенчатый алгоритм зарядки предпочтительно реализовывать на специализированных микросхемах-контроллерах. Таких контроллеров в настоящее время выпускается множество, как самостоятельных (типичные примеры — всем известные LTC4054-4,2, TP4056, TP5000 и т.п.), так и встроенных в многофункциональные контроллеры питания, включающие несколько отключаемых линейных и импульсных преобразователей напряжения, наподобие применяемой во многих мобильных устройствах микросхемы RK819.

Плохой, очень плохой практикой является применение для этой цели обычных интегральных линейных и импульсных стабилизаторов, а в особенности — популярных и продаваемых именно как “платы для зарядки Li-Ion” модулей с Aliexpress на LM2596, XL4015 и т.п. Именно так нередко делают, переделывая шуруповерты на литиевые аккумуляторы, не учитывая опасности того, что со временем установленное на выходе напряжение может “уйти” из-за невысокого качества подстроечных резисторов на этих китайских платах. Если движок этого резистора потеряет контакт с резистивным элементом, на выходе попросту окажется входное напряжение. И это не говоря о том, что без внешних схемных решений такой “контроллер” не отключит аккумулятор по окончании заряда и не обеспечит предзаряд сильно разряженного аккумулятора малым током. В любом случае, проектируя и собирая зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторах, следует думать о надежности. Неисправность здесь может обойтись очень дорого, иногда — в человеческую жизнь.

Другое крайне неудачное решение, встречающееся в практике самодельщиков и даже “у китайцев” — заряжать аккумулятор, снабженный платой защиты, до ее срабатывания. Во-первых, BMS отключает аккумулятор уже при превышении напряжения. Во-вторых при такой зарядке, без стадии CV используется только часть емкости. Парадокс: батарея одновременно пере- и недозаряжается.

Как крайний случай, можно заряжать литий-ионные аккумуляторы током 0,1С до достижения 4,10..4,15 В с последующей отсечкой. Но, по некоторым данным, предположительно, такой режим плохо сказывается на токоотдаче и сроке службы аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы очень плохо переносят не только перезаряд, но и переразряд. Напряжение 2,5 В на “банку” и ниже фатально — такой аккумулятор уже опасно заряжать. А области между 2,5 и 3 В, которая хоть и формально является допустимой, следует по возможности избегать, так как это отрицательно сказывается на сроке службы. В устройстве, питаемом от литий-ионных аккумуляторов, следует предусмотреть принудительное отключение при снижении напряжения до 3 В. Кстати, подавляющее большинство смартфонов отключаются уже при напряжении 3,35..3,4 В, так как в их контроллерах питания применяются только понижающие преобразователи напряжения, и при более низком напряжении невозможно формирование напряжения 3,3 В. Поэтому все советы “ставить телефон на зарядку, не дожидаясь отключения, так как это очень вредно для батареи” не соответствуют действительности. Такое высокое напряжение отсечки, разумеется, немного уменьшает полезную емкость, и вместе с тем немного продлевает срок службы аккумулятора.

Балансировка

Процесс заряда осложняется, если мы имеем дело с батареей из последовательно соединенных элементов. Дело в том, что двух одинаковых аккумуляторов не бывает. Если емкость одного из них будет чуть больше, а другого – чуть меньше, напряжение на последнем будет расти быстрее, чем на первом. В таком случае, если мы будем заряжать батарею до 8,40 В, этот аккумулятор окажется в итоге немного перезаряженным. Со временем эти небольшие перезаряды приведут к более быстрому износу, а значит, напряжение на этом аккумуляторе будет завышаться с каждым разом все сильнее. Возникает «снежный ком» нарастающей разбалансировки батареи, который может закончиться взрывом.

Чтобы этого не допустить, необходимо контролировать напряжение не только всей батареи, но и каждого элемента в отдельности, не допуская превышения напряжений каждого из них. Обычно применяются те или иные схемы балансировки, шунтирующие «опережающие» элементы во время заряда, когда те достигают максимального напряжения. Это так называемые пассивные схемы балансировки. Очевидно, при их работе часть энергии рассеивается в виде тепла, что существенно снижает КПД зарядки и ухудшает тепловые условия внутри аккумуляторной сборки. Более эффективными и лучше использующими емкость являются методы активной балансировки, обеспечивающие перекачку энергии с клемм уже зарядившейся “банки” к еще недозаряженным.

На рисунке — простейшая схема балансировки батареи из двух элементов на двух компараторах (https://power-e.ru/hit/sistemy-balansa/). Обычно же такие системы выполняются на специализированных микросхемах, таких, как LTC3300-1 и включаются в состав BMS, оставаясь подключенными к аккумуляторной батарее всегда. Такие контроллеры обладают широким набором функций, включающих не только балансировку, но и мониторинг состояния батареи в течение их срока службы.

Активная балансировочная схема на LTC3300-1 (Рыкованов А. Системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей // Силовая электроника. 2009.№1

В настоящее время распространение получили интеллектуальные системы балансировки, лучше использующие емкость аккумуляторов за счет компромиссного распределения зарядного тока, которое определяется реальными емкостями каждого из элементов, измеренными в предыдущих циклах.

Как обращаться, хранить, куда девать остатки

Исходя из вышесказанного, обращаться с литий-ионными аккумуляторами следует с осторожностью. Опасность возгорания и взрыва возникает при неправильном заряде, коротком замыкании и механических повреждениях. Последнее особенно актуально для литий-полимерных аккумуляторов, лишенных прочного защитного корпуса. Случайно или намеренно проколов или разорвав пленку, защищающую аккумулятор, вы можете уже через 10-15 секунд получить у себя в руках ослепительный красный огонь. Это же может случиться при изгибе и сдавливании аккумулятора, а в особенности, если каким-либо инструментом проткнуть его насквозь. Такое случается при попытках извлечь аккумулятор, приклеенный на двусторонний скотч, из мобильного телефона для его замены на новый. Риск снижается при извлечении разряженного аккумулятора, поэтому это следует сделать перед началом работы. По этой же причине, а также по причине того, что при замыкании он может выдать десятки, если не сотни ампер тока, хранить такие аккумуляторы следует надежно и аккуратно упакованными, а не в куче радиохлама.

Вообще перед хранением эти аккумуляторы следует довести до уровня заряда 30-50%. Хранить их следует при комнатной температуре. А то некоторые “специалисты” утверждают, что их нужно держать в холодильнике. Не нужно. А вот старые, убитые и особенно вздувшиеся аккумуляторы хранить ни в коем случае нельзя, от них нужно избавиться как можно скорее, так как они непредсказуемы и могут в любой момент стать причиной пожара.

Вопрос “куда утилизировать” достаточно сложен. Учитывая экологическую опасность лития (по ПДК близок к свинцу), их должны утилизировать специальные организации, но у нас в стране я таких организаций, работающих с частными лицами, не знаю. Не следует выбрасывать их в мусор и в особенности в контейнеры для батареек. Пожалуй, идеальный вариант — некий закрывающийся ящик с песком на открытом воздухе, содержимое которого забирали бы специальные службы…

Нельзя (и если очень хочется, то тоже нельзя!) пытаться паять аккумуляторы. Только точечная сварка! Исключение — литий-полимерные со специально удлиненными выводами под пайку и цилиндрические аккумуляторы с заранее приваренными ленточными ламелями. Даже небольшой перегрев может привести и к разгерметизации с последующим самовоспламенением, и к расплавлению сепаратора и внутреннему КЗ.

Всякие шаманства типа “подтолкнуть аккумулятор” или “разблокировать контроллер” — это риск того, что у вас в руках, в кармане или в постели окажется огненный шар. Помните, что если контроллер аккумулятора заблокировался, это не потому что жадный до денег производитель хочет, чтобы вы купили новый. Это потому что производителю неохота оплачивать ущерб, нанесенный загоревшимися аккумуляторами.

Собрав зарядное устройство (неважно — как самостоятельное изделие или в составе какой-либо конструкции), нужно провести первый цикл заряда, подключив вместе с аккумулятором вольтметр и миллиамперметр, и убедившись, что оно работает корректно. Причем обратите внимание на точность измерений: максимально допустимое отклонение напряжения от номинальных 4,2 В не превышает 1,2%, а погрешность распространенных недорогих мультиметров разрядностью 3,5 цифр при измерении этого напряжения на пределе 20 В достигает 1%.

Собирая батарею из нескольких аккумуляторов, нужно подбирать максимально близкие (в пределах 1-3%) по емкости элементы при последовательном соединении, и по внутреннему сопротивлению — при параллельном. Перед соединением элементов параллельно нужно уравнять их по напряжению. Элементы для батареи должны быть строго из одной партии.

Нельзя ремонтировать батарею путем замены одного элемента на новый. Разбалансировка при этом практически гарантирована. А чем грозит разбалансировка, вы уже знаете (подсказка — пожаром и взрывом).

Плавкий предохранитель — это то, что должно быть в цепи любого литий-ионного аккумулятора.

И еще раз — будьте внимательны и осторожны.

Литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы

Автор – Сергей Потупчик (serj)

Вступление

Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) мы получили возможность использовать литиевые аккумуляторы. При сравнимом весе одного элемента они имеют большую, по сравнению с NiCd и NiMH емкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше – 3.6V/элемент вместо 1.2V. Так что для большинства моделей достаточно батареи из двух или трех элементов.

Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа – литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Разница между ними – в типе используемого электролита. В случае LiIon – это гелевый электролит, в случае LiPo – специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором. Но для использования в силовых установках моделей наибольшее распространение получили литий-полимерные аккумуляторы, так что в дальнейшем разговор пойдет именно о них. Впрочем, жесткое разделение тут весьма условно, так как оба типа отличаются в основном используемым электролитом, и все, что будет сказано про литий-полимерные аккумуляторы, практически в полной мере относится и к литий-ионным (заряд, разряд, особенности эксплуатации, техника безопасности). С практической точки зрения нас волнует только тот момент, что литий-полимерные аккумуляторы в настоящий момент обеспечивают более высокие разрядные токи. Поэтому на модельном рынке в качестве источника энергии для силовых установок в основном предлагают именно их.

Основные характеристики

Литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd в 4-5 раз, NiMH в 3-4 раза. Количество рабочих циклов 500- 600, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения – у NiCd- 1000 циклов, у NiMH – 500). Вообще говоря, каких–либо данных по количеству рабочих циклов пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие. Так же, как и все аккумуляторы, литиевые подвержены старению. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.

Из всего многообразия силовых литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы – быстроразрядные (Hi discharge) и обычные. Отличаются они между собой максимальным разрядным током – его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой букой «С». Например, если ток разряда 3С, а емкость аккумулятора – 1 Ач, то ток будет равен 3 А.

Максимальный ток разряда обычных аккумуляторов, как правило, не превышает 3С, некоторые производители указывают 5С. Быстроразрядные аккумуляторы допускают ток разряда до 8-10С. Такие аккумуляторы несколько тяжелее своих слаботочных собратьев (примерно на 20%), и в названии у них после цифр емкости присутствуют буквы HD или HC, например KKM1500 – обычный аккумулятор емкостью 1500 мАч, а KKM1500HD – быстроразрядный. Хочется сразу сделать небольшое замечание для любителей экспериментов. В бытовой технике быстроразрядные аккумуляторы не применяются. Поэтому если вас посетит идея добыть по дешевке аккумулятор из сотового телефона или видеокамеры, то на хороший результат тут рассчитывать сложно. Скорее всего, такая батарея очень быстро умрет из-за нарушения предусмотренных режимов эксплуатации.

Области применения и стоимость

Применение литий-полимерных аккумуляторов позволяет решить две важные задачи – увеличить время работы мотора и снизить вес батареи.

При замене батареи 8.4 V NiMH 650 мАч двумя обычными, не быстроразрядными литиевыми аккумуляторами емкостью 2 А*ч, получаем батарею в 3 раза большей емкости, легче на 11 г и с несколько меньшим напряжением (7.2 вольта)! А если использовать быстроразрядные аккумуляторы, вот тогда и большие самолеты могут летать, не уступая в энерговооруженности ДВСу. В подтверждение этому, 7-е место в первенстве мира по пилотажным моделям F3A занял американец на электролете. Причем это была не маленькая жужжалка, а нормальный двухметровый самолет, как у остальных участников, имевших модели с двигателями внутреннего сгорания!

Очень хорошо зарекомендовали себя литий-полимерные аккумуляторы на небольших вертолетах, таких, как Piccolo или Hummingbird – например, даже при использовании стандартного коллекторного мотора время полета на двух банках емкостью 1 Ач составляет более 25 минут! А при замене мотора на бесколлекторный – более 45 минут!

И, конечно, литиевые аккумуляторы просто незаменимы, когда речь идет о комнатных самолетах весом 4-20 г. В этой области NiCd с ними сравниться не может – просто нет таких батарей (например, вес 45 мАч банки-1 г, 150 мАч – 3.2 г), которые при столь малом весе давали бы необходимую мощность – пусть даже в течение 1 минуты!

Единственная область, где пока литий-полимерные аккумуляторы уступают Ni-Cd – это область супервысоких (40-50С) разрядных токов. Но прогресс идет вперед, и, может быть, через пару лет мы услышим про новые успехи в этой области – ведь 2 года назад про быстроразрядные литиевые аккумуляторы тоже никто не слышал…

Вот, для примера, основные характеристики LiPo аккумуляторов Kokam:

Kokam 145	145	27.5х20.4х4.3	3.5	0.7A, 5C
Kokam 340SHC	340	52x33x2.8	9	7А, 20С
Kokam 1020	1020	61x33x5.5	20.5	3А, 3С
Kokam 1500HC	1500	76x40x6.5	35	12А, 8С
Kokam 1575	1575	74x41x5.5	32	7А, 5С

По цене, в пересчете на емкость, литий-полимерные аккумуляторы стоят примерно столько же, сколько NiMH.

Производители

В настоящее время существует несколько фирм-производителей литий- полимерных аккумуляторов. Лидером по количеству выпускаемых аккумуляторов и одним из первых по качеству является Kokam. Также известны фирмы Thunder Power, I-Rate , E-Tec, и Tanic (предположительно, это второе название Thunder Power или же это один из продавцов Thunder Power под своим названием). Посмотреть типы Kokam-а можно на сайте www.fmadirect.com, батареи разных производителей предлагаются на сайте www.b-p-p.com и www.lightflightrc.com.

Есть еще Platinum Polymer, предлагаемый на сайте www.batteriesamerica.com, предположительно – это другое название I-Rate .

Ассортимент емкости аккумуляторов весьма широк – от 50 до 3000мАч. Для получения больших емкостей используют параллельное соединение аккумуляторов.

По форме все батареи плоские. Как правило, их толщина меньше самой короткой стороны более чем в 3 раза, и выводы делаются с короткой стороны в виде плоских пластин.

I-Rate, насколько мне известно, быстроразрядных аккумуляторов пока не делает, и их аккумуляторы имеют одну особенность: один из электродов у них алюминиевый, и паять его проблематично. Это делает их неудобными при самостоятельной сборке батареи.

Аккумуляторы E-Tec – нечто среднее, они не заявлены как быстроразрядные, но ток их разряда выше, чем у обычных – 5-7С.

Лидерами по популярности являются Kokam и Thunder Power, причем Kokam в основном используют в легких и средних моделях, а Thunder Power на средних, больших и гигантских (более 10 кг!). Очевидно, это обусловлено ценой и наличием в ассортименте мощных сборок – до 30 вольт и 8Ач емкостью. Далее идут Tanic и E-tec, а вот про I-rate упоминаний мало. Platinum Polymer популярен почему-то только в Америке, причем используют его почти исключительно на медленных слоуфлаерах.

Зарядка литий-полимерных аккумуляторов

Заряд аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму – заряд от источника постоянного напряжения 4.20 вольт/элемент с ограничением тока в 1С. Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С. После перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1С аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 2-х часов. К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда – не хуже 0.01 в/банку.

Из представленных на рынке зарядных устройств можно выделить основных типа – простые, не «компьютерные» зарядники, в ценовой категории 10-40$, предназначенные только для литиевых аккумуляторов, и универсальные – в ценовой категории 120-400$, предназначенные для различных типов аккумуляторов, в том числе и для LiPo и Li-Ion.

Первые, как правило, имеют только светодиодную индикацию заряда, количество банок и ток в них выставляются перемычками. Достоинство таких зарядных устройств – низкая цена. Главный недостаток – некоторые из них не умеют правильно показывать окончание заряда. Они показывают лишь момент перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напряжения, что составляет примерно 70-80% емкости. Для полного окончания заряда надо еще подождать минут 30-40.

У второй группы зарядников возможности намного шире, как правило, они все показывают напряжение, ток и емкость (мАч), которую аккумулятор «принял» в процессе заряда, что позволяет более точно определять, насколько заряжен аккумулятор.

При использовании зарядного устройства самое главное – правильно выставить на заряднике нужное количество банок в батарее и ток заряда. Ток заряда, как правило, равен 1С.

Эксплуатация и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случается или пожар, или аккумулятор «умирает».

Перечислим их в порядке убывания опасности:

1. Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку.
2. Короткое замыкание аккумулятора.
3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С.
4. Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку.
5. Нагрев аккумулятора выше 60°С.
6. Разгерметизация аккумулятора.
7. Хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных – к полной или частичной потере емкости.

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

Чтобы не было пожара, надо иметь нормальный зарядник и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок. Необходимо также использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи (из-за этого у моего друга обгорел стол, на котором заряжались аккумуляторы, и занавеска) и контролировать ток, потребляемый мотором на «полном газу». Кроме того, не рекомендуется на модели закрывать аккумуляторы со всех сторон от поступления потока воздуха, а если это невозможно, то следует предусмотреть специальные каналы для охлаждения.

В случаях, когда ток, потребляемый двигателем, составляет более 2С, а аккумулятор на модели закрыт со всех сторон, после 5-6 минут работы мотора следует его остановить, а затем вытащить и потрогать аккумулятор – не слишком ли горячий. Дело в том, что после нагрева выше определенной температуры (около 70 градусов) в аккумуляторе начинает идти «цепная реакция», превращающая запасенную им энергию в тепло, аккумулятор буквально растекается, поджигая все, что может гореть.

Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно умрет из-за переразряда …Отсюда следует второе важное правило: следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте аккумулятор после работы!

Некоторые регуляторы скорости (особенно этим грешат Jeti) не прекращают потребление тока после выключения штатного выключателя. Что заставило чехов принять такое странное решение – не знаю. Но факт остается фактом, практически все модели контроллеров для бесколлекторных моторов Jetti (включая и новую серию “Advanced”), в которых есть BEC, то есть стабилизатор питания приемника и машинок от силового питания, не обеспечивают полное обесточивание цепи штатным выключателем. Отключаются только приемник и сервомашинки, а контроллер продолжает потреблять ток около 20 мА. Это особенно опасно, так как не видно, что питание включено, машинки стоят, мотор молчит… И если забыть о подключенном аккумуляторе на сутки-другие, то окажется, что с ним можно попрощаться – не любит литий глубокого разряда.

Конечно, следует помнить о том, что контроллер двигателя должен уметь работать с литиевыми аккумуляторами, то есть иметь регулируемое напряжение отключения двигателя. И надо не забывать программировать контроллер на нужное количество банок. Впрочем, сейчас появилось новое поколение контроллеров, которые автоматически определяют количество подключенных банок.

Разгерметизация – еще одна причина выхода литиевых аккумуляторов из строя, поскольку внутрь элемента не должен попадать воздух. Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки), в результате удара или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод – не ронять с большой высоты и паять аккуратно.

Хранение аккумуляторов, судя по рекомендациям производителей, следует производить в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температурах не выше 20°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы – как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Сборка батареи

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены. Буква P (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, а S (serial) –последовательно. Например, “Kokam 1500 3S2P” обозначает батарею, соединенную последовательно из 3-х пар аккумуляторов, и каждая пара образована 2-мя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мач. , то есть емкость батареи будет 3000мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7*3 = 11,1В..

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы. Особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую, и зарядный ток может превысить значение 1С. Желательно все купленные банки перед соединением разрядить до 3-х вольт током 0.1С – 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации ни в коем случае нельзя добавлять новые банки последовательно старым – батарея будет при этом разбалансирована.

Конечно, также нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей – например 1800 и 2000 мАч, а также использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей, так как различное внутреннее сопротивление приведет к разбалансировке батареи. При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов, – это может нарушить герметизацию и навсегда убить еще не успевший полетать аккумулятор. Некоторые типы аккумуляторов Kokam поставляются с уже припаянными кусочками печатной платы к выводам, для удобства распайки проводов. При этом добавляется лишний вес – около 1г на элемент, зато греть места для припайки проводов можно гораздо дольше – стеклотекстолит плохо проводит тепло. Провода с разъемами следует закрепить на корпусе батарее, хотя бы скотчем, чтобы случайно не оторвать вывод под корень.

Нюансы применения

Итак, подчеркнем еще раз самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов.

• Используйте нормальный зарядник.
• Применяйте разъемы, исключающие возможность замыкания батареи.
• Не превышайте допустимые токи разряда.
• Следите за температурой аккумулятора при отсутствии охлаждения.
• Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3 V/банку (не забывать отключать аккумулятор после полета!).
• Не подвергайте батарею ударам.

Приведем еще несколько полезных примеров, вытекающих из ранее сказанного, но неочевидных на первый взгляд.

При больших зарядных токах (2 А и более) использование тонких проводов от зарядника до батареи, а также подключение «крокодилами» а не штатными разъемами батареи к заряднику приводят к паразитному падению напряжения в контактах и проводах, зарядник раньше переходит в режим стабилизации напряжения, что увеличивает время заряда. Например, на заряднике “Triton” при использовании штатных проводов с «крокодилами» время заряда на токе 1.5 А увеличивается на 20 минут по сравнению с толстыми (1 кв.мм) проводами без «крокодилов».

При использовании коллекторных моторов нужно не допускать ситуаций, когда мотор застопорен (например, модель лежит на земле), а на передатчике дан полный газ. Ток при этом слишком велик, и мы рискуем взорвать батарею (если раньше не сгорит мотор или регулятор). Эта проблема неоднократно обсуждалась в форумах RC Groups. Большинство регуляторов для коллекторных моторов выключают мотор при потере сигнала от передатчика, и, если ваш регулятор умеет это делать, я бы советовал выключать передатчик, если модель упала, например, в траву далеко от вас, – меньше риск при поиске модели задеть ручку газа болтающегося на ремне передатчика и не заметить этого.

В течении долгой эксплуатации батареи ее элементы из-за изначального небольшого разброса емкостей становятся несбалансированными – какие-то банки «стареют» раньше других и теряют свою емкость быстрее. При большем числе банок в батарее процесс идет быстрее.

Отсюда вытекает следующее правило – иногда необходимо контролировать емкость каждого элемента батареи в отдельности. Для этого можно измерить его напряжение в конце заряда. Как часто? Точно это пока установить сложно – слишком мало опыта эксплуатации накоплено. Как правило, рекомендуют примерно через 40-50 циклов после начала эксплуатации раз в 10-20 циклов производить проверку напряжения элементов батареи при заряде для выявления «плохих банок».

Не рекомендуется «высаживать в ноль» батарею, гоняя мотор до тех пор, пока он не перестанет вообще вращаться. Новой батарее такое обращение не повредит, а для немного разбалансированной – это лишний риск разрядить самую «плохую банку» ниже 3-х вольт, из-за чего она еще больше потеряет емкость.

Когда емкости различаются более, чем на 20% – такую батарею без специальных мер заряжать всю целиком нельзя!

Для автоматической балансировки элементов батареи при заряде используют так называемые балансеры (balancer). Это небольшая плата, подключаемая к каждой банке, содержащая нагрузочные резисторы, схему управления и светодиод, показывающий, что напряжение на данной банке достигло уровня 4.17 – 4.19 вольт. При превышении напряжения на отдельном элементе порога в 4.17 вольт балансер замыкает часть тока «на себя», не позволяя напряжению превысить критический порог. По одновременности зажигания светодиодов видно, какие банки имеют меньшую емкость – на их балансере светодиод зажжется первым. К балансерам предъявляется одно важное дополнительное требование- ток, потребляемый ими от батареи в «ждущем» режиме должен быть мал, обычно он составляет 5-10 мкА.

Следует добавить, что от переразряда некоторых банок в разбалансированной батарее балансер не спасает, он служит только для защиты от повреждения элементов при заряде и средством индикации «плохих» элементов в батарее. Вышесказанное относится к батареям, составленным из 3-х и более элементов, для 2-х баночных батарей балансеры, как правило, не применяют.

Существует мнение, что литий-полимерные аккумуляторы нельзя эксплуатировать при отрицательных температурах. Действительно, в технических характеристиках на батареи указан рабочий диапазон 0-50 °С(при 0 °С сохраняется 80% емкости). Но тем не менее, летать на них при температурах около –10…-15 °С можно. Дело в том, что не надо перед полетом морозить батарею – положите ее в карман, где тепло. А в полете внутреннее выделение тепла в аккумуляторе оказывается в данный момент полезным свойством, не позволяя батарее замерзнуть. Конечно, отдача аккумулятора будет несколько ниже, чем при нормальной температуре.

Заключение

Учитывая, какими темпами двигается технический прогресс в области электрохимии, можно предположить, что будущее за литий-полимерными аккумуляторами – если их не догонят топливные элементы. По мере повышения спроса на аккумуляторы и увеличения объема их выпуска цена будет неизбежно падать, и тогда литий станет, наконец, также распространен, как NiMH. На Западе это время уже полгода как наступило, по крайней мере, в Америке. Популярность электролетов с литий-полимерными аккумуляторами все растет. Хочется надеяться, что бесколлекторные моторы и контроллеры к ним тоже подешевеют, но в этой области прогресс снижения цен движется менее стремительно. Ведь всего два года назад задавался в форуме вопрос – «А кто- нибудь реально летает на brushless?». А про литиевые аккумуляторы тогда упоминания не было вообще…

В общем, поживем – увидим.

Обсудить на форуме

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.

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

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Основы

Эти Примечания в равной степени относятся к литий-ионным и литий-полимерным батареям. В химия в основном одинакова для двух типов аккумуляторов, поэтому зарядка методы для литий-полимерных батарей могут быть использованы для литий-ионных батареи.
Зарядка литий-железо-фосфатных элементов 3,2 вольта идентична, но фаза постоянного напряжения ограничена 3. 65 вольт.

Литий-ионный аккумулятор легко заряжается. Безопасная зарядка сложнее. Основа алгоритм заключается в зарядке при постоянном токе (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от производителя), пока батарея не достигнет 4,2 В / элемент (вольт на элемент), и удерживайте напряжение при 4,2 вольта, пока ток заряда не упадет до 10% от начального Скорость заряда. Условие прекращения – падение тока заряда до 10%. Верхнее напряжение зарядки и ток завершения немного изменяются в зависимости от производитель.

Тем не менее, таймер заряда должен быть включен для безопасность.

Заряд не может быть прекращен напряжением. Емкость достигнутая при 4,2 В на элемент составляет всего от 40 до 70% полной емкости без зарядки очень медленно. По этой причине вам необходимо продолжать зарядку до тех пор, пока не истечет текущий падает, и прекращается на слабом токе.

Важно отметить, что непрерывная зарядка недопустима для литиевых батарей. Литий-ионная химия не может принять завышение заряда без повреждения ячейки, возможно покрытие металлического лития и превращение в опасность.

Плавающая зарядка, однако это полезный вариант. Проблема безопасности при хранении аккумулятора постоянный заряд заключается в том, что если зарядное устройство должно каким-то образом выйти из строя и применить при более высоком напряжении могут возникнуть проблемы. И, по логике, чем короче зарядное устройство включено, тем меньше вероятность того, что зарядка выйдет из строя при подключении к батарее. Однако есть еще один метод безопасности – защита аккумулятора. плата, которая должна быть включена либо в батарею, либо в другую схему между аккумулятором и зарядным устройством.BPB (также известный как PCB для “защиты печатная плата “) или другая схема управления батареей остановит заряд, если напряжение становится слишком высоким.

время от времени возникает вопрос “Каков эффект от зарядки менее чем 4,2 вольта? »В отличие от аккумуляторов других типов, аккумулятор заряжается, но при этом никогда не будет полностью заряжен, он будет заряжен только частично. Причина для это то, что для вставки ионов в анодные или катодные кристаллы требуется больше напряжение, чем напряжение простого электрохимического элемента.Чем выше напряжение тем больше ионов можно ввести. Ссылка на эту страницу содержит наши исследования и некоторые количественные данные об относительной емкости литий-ионных аккумуляторов, которые заряжаются ниже 4,2 вольт. Преимущество зарядки при более низком напряжении заключается в том, что жизненный цикл резко увеличивается.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов на медленной скорости тарифы

Когда скорость заряда во время фазы постоянного тока низкий, процесс зарядки будет тратить меньше времени при постоянном напряжении хвост.Если вы заряжаете ниже примерно 0,18 C, аккумулятор практически заполнен, когда температура 4,2 вольт. Это можно использовать как альтернативный алгоритм начисления. Только зарядка ниже 0,18C постоянного тока и прекращение заряда, когда напряжение достигает 4,2 вольт на ячейку.

Безопасность

Каждый литиевый ионный аккумуляторный блок должен иметь способ поддержания баланса ячейки и предотвращая их чрезмерную разрядку. Обычно это делается с помощью предохранителя. плата, которая контролирует заряд и разряд батареи и предотвращает опасные вещи не происходят.Технические характеристики этих досок безопасности продиктовано производителем элемента 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 замыкания. схемы.
• Напряжение заряда – постоянный предохранитель размыкается при слишком высоком 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).
• A предохранитель размыкается, если аккумулятор когда-либо подвергается воздействию высоких температур. выше 100 ° С.

Литий-ионные и литий-полимерные батареи

Обычно вы видите смартфоны Android или мобильные телефоны со спецификацией батареи как литий-ионный аккумулятор емкостью 4000 мАч или литий-полимерный аккумулятор емкостью 4000 мА · ч, поэтому сегодня мы собираемся обсудить литий-ионные аккумуляторы и литий-полимерные аккумуляторы !

Литий-ионные батареи, часто называемые литий-ионными, чрезвычайно распространены в наши дни, в то время как литий-полимерные батареи, также называемые литий-полимерными или литий-полимерными батареями.Но в чем отличия, сходства и что из них лучше?

Появились металлогидридные никель-металлогидридные и литий-ионные аккумуляторы. В начале 1990-х годов ведется борьба за признание потребителей. Сегодня литий-ионные аккумуляторы – это наиболее быстро развивающаяся и многообещающая химия для аккумуляторов.

Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,7 В. Вы можете посмотреть на батарею своего ноутбука и увидеть, что она обеспечивает 11,1 В. Затем вы могли заметить, что 3,7 х 3 = 11,1. Таким образом, аккумулятор вашего ноутбука представляет собой 3-элементный аккумулятор.У других аккумуляторов ноутбуков разное количество ячеек, но все они работают одинаково.

Литий-ионный аккумулятор, хотя и немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.

Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте.

– Литий-ионный аккумулятор – это батарея, не требующая особого обслуживания, а это преимущество, на которое не могут претендовать другие химические производители.
– Литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.
– Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы.
– Литий-ионные аккумуляторы, как известно, в некоторых приложениях служат пять лет.
– Высокая плотность энергии – потенциал для еще большей производительности.
– Не требует длительного грунтования в новом состоянии. Достаточно одной регулярной зарядки.
– Относительно низкий саморазряд – саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых аккумуляторов.
– Низкие эксплуатационные расходы – периодическая разрядка не требуется; нет памяти.
– Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

Аккумулятор LiPos работает по принципу интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития из материала положительного и отрицательного электродов, при этом жидкий электролит обеспечивает проводящую среду.

Чтобы электроды не касались друг друга напрямую, между ними находится микропористый сепаратор, который позволяет только ионам, а не частицам электрода перемещаться с одной стороны на другую.

Конструкция из сухого полимера упрощает изготовление, надежность, безопасность и геометрию тонкого профиля. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.

Литий-ионный полимер

находит свою рыночную нишу в изделиях с тонкой пластиной, таких как батареи для кредитных карт и другие подобные приложения.

– Очень низкий профиль – можно использовать батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
– Гибкий форм-фактор – производители не ограничены стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер.
– Легкие – гелеобразные электролиты позволяют упростить упаковку за счет отсутствия металлической оболочки.
– Повышенная безопасность – более устойчива к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.

Различия, вероятно, будут довольно небольшими для батарей в современных цифровых устройствах, но строго говоря, лучше думать о мощности в ваттах, а не в амперах. Если кто-то спросит вас, равен ли литий-полимерный аккумулятор емкостью 4200 мАч литий-ионному аккумулятору 4200 мАч? Каков будет ваш ответ?

Батареи разных типов вырабатывают разное напряжение. Стандартный элемент AA – 1.5 вольт, но аккумулятор AA часто составляет всего 1,2 или 1,3 В. Вот почему некоторое оборудование плохо работает от аккумуляторов типа AA.

Li-Poly и Li-Ion с одинаковым количеством мАч имеют одинаковую емкость накопителя, то есть 2000 мАч для обоих одинаковы, а напряжение одинаковое (3,7 В на элемент). Разница между Li-Poly и Li-Ion заключается в том, что Li-Poly имеет немного более высокую плотность энергии, а используемые материалы позволяют придавать ему форму, отличную от Li-Poly.

Между тем, наиболее существенным различием между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами является химический электролит между их положительным и отрицательным электродами.

В Li-Po батареях это не жидкость. Вместо этого в технологии Li-Po используется одна из трех форм: сухое твердое вещество, которое в значительной степени было прекращено в годы создания прототипов литий-полимерных батарей; пористый химический состав; или гелеобразный электролит.

Самым популярным среди них является последний – тип аккумулятора, который вы найдете в новых портативных компьютерах и электромобилях.Загвоздка в том, что многие компании на самом деле продают вам не настоящую литий-полимерную батарею, а литий-ионную полимерную батарею или литий-ионную батарею в более гибком корпусе.

Это один из самых сложных вопросов. Но, глядя на различия между ними, они предлагают одну и ту же услугу, только одна дороже в производстве и по многим другим причинам.

Литий-ионные аккумуляторы

необходимо заряжать осторожно, иначе они взорвутся и сделают другие забавные вещи. Вот почему все литий-ионные аккумуляторы имеют специальные зарядные устройства или встроенную электронику, регулирующую заряд.

Литий-полимерный материал

уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор. Литий-полимерный материал имеет немного более высокую удельную энергию и может быть тоньше обычного литий-ионного полимера, но стоимость производства выше на 10–30 процентов.

Если вы когда-нибудь захотите приобрести устройство, и в одном из них есть литий-ионный аккумулятор, а в другом – литий-полимерный, не волнуйтесь: для вас это одно и то же, но в другой упаковке. .

«Литий-полимерные батареи

» на самом деле являются «литий-ионными полимерными» батареями. Они просто заключены в гибкий полимерный кожух. По сути, это просто переупакованный литий-ионный аккумулятор.

Влияние цикличности на гистерезис и перенапряжение литий-ионной батареи

Проверенные элементы

Мы проанализировали два типа коммерческих литий-ионных элементов с LiCoO ₂ –Li (NiMnCo) O ₂ (LCO-NMC или просто NMC) и LiFePO ₄ (LFP) в качестве положительного электрода и графита в качестве отрицательного электрода.Ячейки NMC имели емкость 2,8 Ач и поставлялись LG_Chem в формате 18650. Ожидаемый срок службы, указанный производителем, при котором аккумулятор поддерживает емкость, равную или превышающую 78% от номинальной емкости, составляет 300 циклов при зарядке и разрядке при C / 2 при температуре 23 ° C ± 2 ° C.

ячеек LFP были предоставлены AA Portable Power Corp. в формате 14430 с номинальной емкостью 0,4 Ач. Ожидаемый срок службы, заявленный производителем, при котором аккумулятор поддерживает емкость, равную или превышающую 70% от номинальной емкости, составляет 1000 циклов при зарядке и разрядке с симметричной скоростью C / 5 при температуре 20 ° C ± 5. ° C.

Цикл

Чтобы оценить клетки на различных уровнях старения, клетки подвергали процессу циклического старения. Элементы заряжались постоянным током и напряжением с рекомендованной скоростью C и разряжались с максимальной скоростью разряда, разрешенной производителем.

Ячеек NMC заряжали при C / 2 и разряжали при 3C / 2 в тестере HVBT 5560 Arbin, способном измерять ток и напряжение. Ячейки были подвергнуты 350 циклам в климатической камере при 25 ° C.Затухание емкости, испытанное элементами во время разряда при C / 25 и 3 C / 2, составило 15% и 20% соответственно.

ячеек LFP заряжали при C / 5 и разряжали при 2 ° C. Ячейки подвергали 1000 циклов в климатической камере при 25 ° C. Цикл LFP-клеток проводился в два этапа с помощью двух разных инструментов. Первый этап цикла был выполнен в тестере HVBT 5560 Arbin, а второй этап цикла был проведен с потенциостатом / гальваностатом VSP Bio-logic при тех же условиях. Температуру контролировали с помощью инкубатора с лабораторным охлаждением, ILW53, предоставленного Pol-Eko Aparatura.Затухание емкости, испытанное элементами во время разряда при C / 25 и 2C, составило 23% и 15% соответственно.

Перед испытанием на циклическое старение клетки прошли шесть циклов формирования при 25 ° C для стабилизации их емкости и обеспечения начального образования слоя SEI. Таким образом, мы рассматриваем клетки как свежие сразу после циклов формирования (свежие клетки) и как состарившиеся в конце процедуры циклического старения (старые клетки). Затухание емкости, испытываемое элементами NMC при скорости разряда 3 C / 2, составило 24% по отношению к номинальной емкости и 15% в случае ячеек LFP, оцененное при скорости разряда 2 C.Более подробное описание процесса старения можно найти в другом месте ²¹ .

OCV и гистерезис

Измерения OCV были основаны на методе гальваностатического прерывистого титрования (GITT), который обычно используется для измерения OCV аккумуляторов ^9,31 . GITT состоит из зарядки и разрядки ячейки импульсами, за которыми следуют периоды релаксации. В конце каждого периода релаксации измеряется OCV. Измерения GITT проводились во время зарядки и разрядки, в результате были получены две кривые OCV: одна для зарядки (OCV _CH ) и одна для разрядки (OCV _DCH ).Разница между кривыми OCV зарядки и разрядки называется гистерезисом OCV ( V _HYS ) ^27,32,33 :

$$ OC {V} _ {CH} -OC {V} _ {DCH } = {V} _ {HYS} $$

(1)

В этом исследовании GITT проводился с 150-минутными импульсами заряда / разряда при C / 50 с последующим 16-часовым периодом покоя. Для поддержания постоянного стартового SoC были применены четыре цикла заряда / разряда при C / 50 с постоянным током, за которыми следовала процедура остаточной емкости при C / 50 перед анализом GITT.Измерения проводились с помощью потенциостата / гальваностата VSP, предоставленного Bio-logic. Во время испытаний GITT ячейки были сконфигурированы для двух электродных измерений в четырех точках, в которых измерения напряжения проводились ближе к электродам, чем подача тока. Клетки поддерживали при 25 ° C в инкубаторе IL53, предоставленном Pol-Eko Aparatura.

Расчет перенапряжения

Перенапряжение рассчитывалось как разница между OCV, полученным методом GITT, и напряжением ячейки при поляризации ( В, , _{, ячейка} ) во время разряда ( η _DCH ) и зарядки ( η _CH ):

$$ {\ eta} _ {DCH} = OC {V} _ {DCH} – {V} _ {cell \ _DCH} $$

(2)

$$ {\ eta} _ {CH} = {V} _ {cell \ _CH} -OC {V} _ {CH} $$

(3)

Повышение гистерезиса и перенапряжения OCV

Повышение гистерезиса и перенапряжения из-за цикличности было получено как разность между значениями для старых элементов и значений для свежих элементов.Для гистерезиса увеличение было получено для каждого значения SoC (Δ V _HYS ), как разница между гистерезисом, измеренным для состаренного элемента ( V _{HYS (в возрасте)} ) и для свежего элемента. ( V _{HYS (свежий)} ):

$$ \ Delta {V} _ {{\ rm {HYS}}} = {V} _ {{\ rm {HYS}} ({\ rm {в возрасте }})} – {V} _ {{\ rm {HYS}} ({\ rm {fresh}})} $$

(4)

Увеличение перенапряжения было получено для каждого значения SoC во время разрядки и зарядки (Δ η _DCH и Δ η _CH ) как разница между перенапряжением, возникающим в старом элементе ( η _{DCH (выдержанный)} и η _{CH (выдержанный)} соответственно) и в свежей ячейке ( η _{DCH (свежий)} и η _{CH (свежий)} ):

$$ \ Дельта {\ eta} _ {{\ rm {DCH}}} = {\ eta} _ {{\ rm {DCH}} ({\ rm {age}})} – {\ eta} _ {{\ rm { DCH}} ({\ rm {fresh}})} $$

(5)

$$ \ Delta {\ eta} _ {{\ rm {CH}}} = {\ eta} _ {{\ rm {CH}} ({\ rm {age}})} – {\ eta} _ {{\ rm {CH}} ({\ rm {fresh}})} $$

(6)

В целом мы обнаружили, что увеличение перенапряжения было больше во время зарядки.Таким образом, чтобы представить большее увеличение перенапряжения, испытываемого элементами во время зарядки (Δ η _CH-DCH ), мы вычислили разницу между увеличением во время зарядки (Δ η _CH ) и увеличением во время разрядки. (Δ η _DCH ):

$$ \ Delta {\ eta} _ {{\ rm {CH}} – {\ rm {DCH}}} = \ Delta {\ eta} _ {{\ rm {CH}}} – \ Delta {\ eta} _ {{\ rm {DCH}}} $$

(7)

Изготовление полуэлементов

Вскрытие ячеек было применено к ячейкам NMC, как описано в другом месте ²¹ .Вскрытие клеток было выполнено для одной свежей клетки после циклов формирования (свежая клетка) и одной состаренной клетки после процесса циклического старения (старая клетка). Круглые образцы диаметром 16 мм собирали с положительных и отрицательных электродов свежих и состаренных клеток.

Для создания полуэлементов одна сторона активного материала собранных образцов была удалена путем нанесения вручную растворителя N-метил-2-пирролидона (NMP) до тех пор, пока активный материал не отделился от токоприемника. В частности, полуэлементы были построены в формате плоской ячейки путем введения собранного положительного или отрицательного электрода, свежего сепаратора, 90 мкл свежего электролита и металлического лития в качестве противоэлектрода.

Анализ дополнительной емкости

Анализ дополнительной емкости был выполнен для полуэлементов при 25 ° C во время процесса зарядки при C / 25. Таким образом, инжектированный заряд был измерен как функция измеренного напряжения. В каждой точке инкрементная емкость была получена как часть емкости, связанная с каждым шагом напряжения (dQ / dV), и была представлена ​​как функция SoC.

Пики на кривых приращения емкости указывают на сосуществование различных фаз (представленных в виде плато на термодинамических кривых напряжения).Каждый химический состав имеет характерный образец пика, и каждый пик на кривой возрастающей емкости имеет уникальную форму и интенсивность. Напротив, изменения наклона термодинамической кривой напряжения (переходы между плато) связаны с образованием чистых или одиночных фаз ^34,35,36,37 .

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку “Назад” и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Батерай Ли Пол атау Ли Ион, Лебих Багус Мана?

Jakarta – Mau bertanya mengenai baterai Li Pol dan juga Li Ion, beberapa kali saya melihat artikel milik om yang menuliskan bahwa Li Ion lebih baik, tetapi tidakmbahas sedikit tentang . Сая мемилики 2 смартфон Nokia dengan batterai Li Pol – Nokia E75 и Li Ion E63.

Tetapi dalam kenyataannya sampai sekarang baterai Li Pol saya ini sering overheat jika pemakaian normal dan tidak aneh-aneh, dan beberapa kali saya search di internet diilang 903 лидиа 13 лиги Ион tapi biaya янь diperlukan serta untuk dikeluarkan vendor terlampau mahal. Ya itu yang benar yang mana, bagus Li Pol atau Li Ion дан kalau bisa paparkan sedikit aja tentang hal itu.Теримакасих (Беньямин Лиманто)

Джавабан [Ваксинком]:

Уважаемый Беньямин,

Memang betul di dalam beberapa artikel diutarakan bahwa Li Ion (Lithium Ion) lebih baik dibandingkan dengan Ni Cd (Nickel Cadmium) terutama karena lebih ringan, densitas energi dan tidak ad.

Lithium adalah logam teringan, tapi kalau Li Ion dibandingkan dengan Li Pol (Lithium Polimer) ян сама-сама dibuat dari Lithium maka ada beberapa kelebihan дан kekurangannya sebagai berikut:

Liibandingkan:

.Baterai Li Pol lebih fleksibel дан mudah dibentuk karena berbentuk gel, dan pabrikan tidak dibatasi oleh bentuk sel yang standar. Sebaliknya Li Ion memiliki keterbatasan bentuk konstruksi baterainya harus berbentuk kotak. Kemungkinan pabrikan смартфон memilih Li Pol karena fleksibilitas bentuknya yang bisa lebih tipis дан bobotnya yang lebih ringan daripada Li Ion.

2. Джика дизимпан унтук джангка панджанг, Ли Поль релатиф менгалами кехиланган кемампуан менйимпан дайа лебих седикит дибандингкан Ли Ион (тетапи тэтап менгалами кехиланган кемампуан менйимпан дайя, джади калау мэнган лангуан лангуа лангуан дисимпан дайя, джади калау джанг лангал дисиман айангал дзимкур).

Себагай гамбаран, Ли Ион ян дизимпан 1 тахун секалипун тидак дигунакан сама секали акан менгалами пенурунан перта ян сигнификан. Penyimpanan dalam suhu yang dingin 15 derajat Celcius bisa memperlambat penurunan daa baterai, selain itu sebelum disimpan baterai disarankan untuk di charge sampai kapasitas 40%.

3. Bobot Li Pol lebih ringan dari Li Ion Карена menggunakan elektroda jelly yang tidakmbutuhkan pembatas metal, karena itu Li Pol digunakan oleh mayoritas penggemar aero моделирования.

Kelemahan Li Pol dibandingkan Li Ion:

1. Biaya produksi lebih mahal dibandingkan Li Ion.

2. Memiliki densitas energi lebih rendah atau dengan kata lain соотношение стоимости и энергии lebih tinggi dari Li Ion.

3. Зарядное устройство Membutuhkan khusus yang mampu menyalurkan daya yang sama besarnya kepada seluruh sel. Hal ini meningkatkan biaya зарядное устройство для Li Pol dibandingkan dengan Li Ion.

Satu hal unik yang perlu diperhatikan oleh pengguna baterai Li Ion dan Li Pol adalah baterai yang di charge pada kapasitas sedang (30 – 60%) akan memiliki umur pakai yang jauh lebih tinggi dibandingkapitas 9000 pada kapitas 9000 pada kapitas 8000 pada kapitas 9000 pada kapitas 8000 pada kapasitas sedang (30 – 60%) (jsn / ash)

Tata Power и Nexcharge представляют первую в Индии систему накопления энергии на базе литий-ионных аккумуляторов с подключением к электросети в Дели

, НЬЮ-ДЕЛИ: Nexcharge Exide Leclanche в сотрудничестве с Tata Power Delhi Distribution Ltd (TPDDL) сегодня торжественно открыли первую в Индии общественную систему хранения энергии на базе литий-ионных аккумуляторов, подключенную к электросети, в Рани Баг, Дели.Аккумуляторная система накопления энергии 0,52 МВтч на подстанции Рани Баг компании TPDDL обеспечит снижение пиков, компенсацию вариабельности и механизм компенсации отклонений на основе частотной характеристики на уровне подстанции с резервным питанием льготных потребителей в случае отключения сети. Читайте также – Сбой электроснабжения в Мумбаи: из-за серьезного отключения электричества город на несколько часов остановился | Вот что произошло

Exide Leclanche Energy Pvt. Торговая марка Ltd. – это совместное предприятие в Индии Exide Industries Limited, крупнейшего в стране производителя аккумуляторов, и Leclanch SA, швейцарского конгломерата широкоформатных литий-ионных элементов, выполнившего проект; использование подхода глобальной проектной группы, при котором команды из США, Европы и Индии сотрудничали в реализации проекта.Подключенная к сети система мощностью 0,52 мегаватт-часа, принадлежащая Exide Industries Limited и Leclanch SA, обеспечит путь для более широкого внедрения технологии хранения энергии в масштабе сети по всей Индии. Также читайте – Прибыль Tata Power в третьем квартале упала на 67 процентов до 205 рупий в третьем квартале

• Хранилище было открыто Шри Сатьендаром Кумаром Джайном, министром энергетики, инвалидов, здравоохранения и социального обеспечения, промышленности и выборов в Гурудвара, правительство. NCT of Delhi в присутствии Стефана Луиса, главного исполнительного директора и главного технического директора – Nexcharge и Ганеша Сринивасана, главного исполнительного директора – Tata Power Delhi Distribution Limited.
• Говоря об инициативе, Стефан Луис, генеральный директор и технический директор Exide Leclanche Energy Pvt. Ltd. заявила: «Аккумуляторное хранилище энергии (BESS) обеспечивает гибкость, позволяющую лучше интегрировать периодически возникающие солнечные и ветровые источники энергии в электрическую сеть Индии и обеспечивать потребителей высококачественной энергией. Подобная общественная система накопления энергии обеспечит потребителям более высокий уровень стабильности, надежности, качества и контроля. Эта услуга принесет пользу как покупателям, так и дистрибьюторам.Мы очень рады сотрудничать с Tata Power DDL для создания этой новой подключенной к сети системы мощностью 0,52 МВтч, которая проложит новый путь для более широкого внедрения технологии хранения энергии в масштабе сети по всей Индии. Это еще один шаг к тому, чтобы все индийцы получили доступ к умным источникам энергии ».
• Комментируя запуск, Ганеш Сринивасан, главный исполнительный директор Tata Power Delhi Distribution Limited, сказал: «Мы гордимся тем, что сотрудничаем с Nexcharge для создания первых в стране сетевых систем хранения энергии (CESS) на уровне сообщества. Это еще больше укрепит нашу сеть и обеспечит надежное и качественное электроснабжение наших потребителей в любое время. Вместо создания громадной инфраструктуры трансформаторов и электрического оборудования, CESS можно использовать для удовлетворения пикового спроса при сохранении избыточной энергии. Я верю, что более широкое внедрение такой «CESS» поможет сбалансировать кривую нагрузки дискомов и подготовить их к будущему ».
• Говоря о совместном предприятии с несколькими MNC по созданию Nexcharge, Гаутам Чаттерджи, главный исполнительный директор Exide Industries Limited сказал: «Мы давно пытаемся разработать альтернативные современные технологии, такие как литий-ионные батареи и источники энергии. решения для хранения как важный шаг в борьбе с воздействием изменения климата на окружающую среду.Leclanch SA зарекомендовала себя как подходящий партнер в этом деле, предлагая передовые технологии, модули и системы управления батареями, а также немедленный доступ к инженерным ресурсам для создания продуктов и решений, готовых к выпуску на рынок ».
• Анил Сривастава, генеральный директор Leclanch SA, далее добавил: «Для компании Exide Industries, крупнейшего индийского производителя аккумуляторов, компания Leclanch выбрала компанию Leclanch в качестве партнера в их стремлении помочь Индии в достижении целей по нулевым выбросам и снизить зависимость страны от ископаемого топлива.Мы с нетерпением ждем возможности предоставить лучшее, что может предложить Leclanch SA: передовые технологии ячеек, интеллектуальная собственность и ноу-хау, сочетающие в себе высококачественные немецкие разработки и швейцарскую точность с большим опытом в разработке и внедрении решений для аккумуляторов ». Системы хранения на аккумуляторах становятся потенциальным решением для интеграции возобновляемых источников энергии солнца и ветра в энергосистемы по всему миру. В свете продолжающегося кризиса, связанного с изменением климата, возобновляемые и устойчивые источники энергии являются актуальной задачей, особенно с учетом того, что приверженность Индии к 2022 году составит 175 ГВт.

Также читайте – Стартап Kapiva Ayurveda привлекает 2,5 миллиона долларов от Fireside, Pai и других

Литий-ионный »Электроника

Рассматривая возможное использование литий-ионной, литий-ионной технологии, необходимо осознавать ее преимущества и недостатки, чтобы максимально использовать ее.

---

Литий-ионная батарея Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор Литий-ионная зарядка Литий-ионные преимущества и недостатки

Аккумуляторная технология включает: Обзор аккумуляторной технологии Определения и термины батареи NiCad NiMH Литий-ионный Свинцово-кислотные

---

Использование литий-ионных, литий-ионных аккумуляторов значительно выросло в последние годы.Они предлагают ряд явных преимуществ и улучшений по сравнению с другими формами аккумуляторных технологий.

Однако, как и все технологии, литий-ионные батареи имеют свои преимущества и недостатки.

Чтобы извлечь максимум из технологии литий-ионных аккумуляторов, необходимо понимать не только преимущества, но и ограничения или недостатки этой технологии. Таким образом, их можно использовать так, чтобы наилучшим образом использовать их сильные стороны.

Поскольку технология литий-ионных аккумуляторов развивается очень быстрыми темпами, устраняются недостатки и улучшается общая технология.

Подобные аккумуляторы основаны на литий-ионной технологии

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Использование литий-ионных аккумуляторов дает много преимуществ. В результате эта технология все чаще используется для огромного количества самых разнообразных приложений. Все, от небольших электронных устройств, смартфонов и ноутбуков до автомобилей и многих других приложений.

Преимущества литий-ионной технологии означают, что эти батареи находят все большее применение, и в результате в них вкладывается огромное количество средств развития.

Среди преимуществ литий-ионного аккумулятора:

• Высокая плотность энергии: Высокая плотность энергии – одно из главных преимуществ технологии литий-ионных аккумуляторов. Поскольку электронное оборудование, такое как мобильные телефоны, должно работать дольше без подзарядки, при этом потребляя больше энергии, всегда есть потребность в аккумуляторах с гораздо более высокой плотностью энергии. В дополнение к этому, существует множество энергетических приложений, от электроинструментов до электромобилей.Значительно более высокая плотность мощности, предлагаемая литий-ионными батареями, является явным преимуществом. Электромобили также нуждаются в аккумуляторной технологии с высокой плотностью энергии.
• Саморазряд: Одной из проблем многих аккумуляторных батарей является скорость саморазряда. Литий-ионные элементы заключаются в том, что их скорость саморазряда намного ниже, чем у других перезаряжаемых элементов, таких как формы Ni-Cad и NiMH. Обычно она составляет около 5% в первые 4 часа после зарядки, но затем падает до 1-2% в месяц.
• Низкие затраты на обслуживание: Одно из основных преимуществ литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что они не требуют и не требуют технического обслуживания для обеспечения их работоспособности. Никель-кадмиевые элементы

  требовали периодического разряда, чтобы гарантировать отсутствие эффекта памяти. Поскольку это не влияет на литий-ионные элементы, этот процесс или другие аналогичные процедуры обслуживания не требуются. Точно так же свинцово-кислотные элементы требуют обслуживания, а некоторые из них требуют периодической дозаправки аккумуляторной кислоты.

  К счастью, одним из преимуществ ионно-литиевых батарей является отсутствие необходимости в активном техническом обслуживании.

• Напряжение элемента: Напряжение, создаваемое каждым ионно-литиевым элементом, составляет около 3,6 вольт. У этого есть много преимуществ. Напряжение каждого ионно-литиевого элемента выше, чем у стандартных никель-кадмиевых, никель-металлогидридных и даже стандартных щелочных элементов при напряжении около 1,5 В и свинцово-кислотных элементов, составляющих около 2 вольт на элемент, поэтому во многих аккумуляторных приложениях требуется меньше элементов.Для смартфонов достаточно одной ячейки, и это упрощает управление питанием.
• Нагрузочные характеристики: Нагрузочные характеристики литий-ионного элемента или батареи достаточно хорошие. Они обеспечивают достаточно постоянное напряжение 3,6 В на элемент перед тем, как упасть при последнем заряде.
• Не требуется заправка: Некоторые аккумуляторные элементы необходимо заправить при первой зарядке. Одно из преимуществ ионно-литиевых батарей состоит в том, что для этого не требуется, они поставляются в рабочем состоянии и готовы к работе.
• Доступно множество типов: Доступно несколько типов литий-ионных элементов. Это преимущество литий-ионных аккумуляторов может означать, что правильная технология может быть использована для конкретного приложения. Некоторые формы литий-ионных аккумуляторов обеспечивают высокую плотность тока и идеально подходят для бытового мобильного электронного оборудования. Другие способны обеспечивать гораздо более высокие уровни тока и идеально подходят для электроинструментов и электромобилей.

Литий-ионный аккумулятор Недостатки

Как и у любой технологии, есть некоторые недостатки, которые необходимо сопоставить с преимуществами.

Хотя технология литий-ионных аккумуляторов имеет свои недостатки, это не означает, что их невозможно преодолеть или, по крайней мере, смягчить и получить отличную производительность.

Знание недостатков означает, что в конструкцию часто можно включить обходные пути, чтобы уменьшить влияние недостатков.

К недостаткам литий-ионного аккумулятора можно отнести:

• Требуемая защита: Литий-ионные элементы и батареи не так надежны, как некоторые другие аккумуляторные технологии. Они требуют защиты от чрезмерного заряда и слишком сильного разряда. В дополнение к этому они должны поддерживать ток в безопасных пределах. Соответственно, одним из недостатков литий-ионных аккумуляторов является то, что они требуют наличия схемы защиты, чтобы гарантировать, что они находятся в пределах их безопасных рабочих ограничений.

  К счастью, с современной технологией интегральных схем, это может быть относительно легко встроено в батарею или в оборудование, если батарея не взаимозаменяема.Включение схемы управления батареями позволяет использовать литий-ионные батареи без каких-либо специальных знаний. Их можно оставить заряженными, и после полной зарядки аккумулятора зарядное устройство отключит питание.

  Схема защиты, встроенная в литий-ионные батареи, контролирует ряд аспектов их работы. Схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда, поскольку чрезмерное напряжение может повредить ячейки. Обычно они заряжаются последовательно, так как обычно имеется только одно соединение для батареи, и поэтому, поскольку разные элементы могут требовать разных уровней заряда, существует вероятность того, что одна ячейка будет испытывать более высокое, чем требуется, напряжение.

  Также схема защиты предотвращает слишком низкое падение напряжения элемента при разряде. Опять же, это может произойти, если одна ячейка может хранить меньше заряда, чем другие, на батарее, и ее заряд истощается раньше других.

  Еще одним аспектом схемы защиты является то, что температура элемента отслеживается для предотвращения экстремальных температур. Максимальный ток заряда и разряда для большинства аккумуляторов ограничен от 1 ° C до 2 ° C. Тем не менее, некоторые из них немного нагреваются при быстрой зарядке.

• Старение: Один из основных недостатков литий-ионных аккумуляторов для бытовой электроники заключается в том, что литий-ионные аккумуляторы подвержены старению. Это зависит не только от времени или календаря, но и от количества циклов заряда-разряда, которые прошла батарея. Часто батареи могут выдержать только 500–1000 циклов зарядки и разрядки, прежде чем их емкость упадет. С развитием литий-ионной технологии эта цифра увеличивается, но через некоторое время может потребоваться замена батарей, и это может стать проблемой, если они встроены в оборудование.Литий-ионные батареи

  также стареют вне зависимости от того, используются они или нет. Несмотря на использование, есть также фактор, связанный со временем, для уменьшения емкости. Когда типичный потребительский литий-кобальтовый аккумулятор или элемент LCO необходимо хранить, их следует частично зарядить – примерно от 40% до 50% и хранить в прохладном месте для хранения. Хранение в этих условиях поможет продлить жизнь.

• Транспортировка: Недостаток литий-ионного аккумулятора стал очевидным в последние годы.Многие авиакомпании ограничивают количество принимаемых литий-ионных батарей, и это означает, что их перевозка ограничена судами.

  Пассажирам, путешествующим по воздуху, часто приходится перевозить литий-ионные батареи в ручной клади, хотя с учетом положения службы безопасности это время от времени может меняться. Но количество батареек может быть ограничено. Любые литий-ионные аккумуляторы, переносимые отдельно, должны быть защищены от короткого замыкания защитными крышками и т. Д. Это особенно важно при использовании некоторых больших литий-ионных аккумуляторов, таких как те, которые используются в крупных аккумуляторных батареях.

  Надо перед полетом проверить, можно ли переносить большой пауэрбанк. К сожалению, руководство не всегда особенно четкое.

• Стоимость: Основным недостатком литий-ионных аккумуляторов является их стоимость. Обычно их производство примерно на 40% дороже, чем никель-кадмиевые элементы. Это важный фактор при рассмотрении их использования в массовых потребительских товарах, где любые дополнительные расходы являются серьезной проблемой.
• Развивающаяся технология: Хотя литий-ионные батареи доступны уже много лет, некоторые все еще могут считать их незрелой технологией, поскольку это очень развивающаяся область.