Как и чем заряжать li-ion (li-po) аккумулятор? лучшие способы

Технические характеристики аккумулятора 16340

АКБ этого типа имеют цилиндрическую форму и следующие технические параметры:

электрохимическая система – литий-ионная (Li-ion);
габаритные размеры: длина 34 мм, диаметр 16 мм;
вес – около 40 грамм;
электродвижущая сила (напряжение) – 3,7 вольт;
типичная емкость – 500-3000 мАч;
рабочий диапазон температур – от -30 до 55 градусов по Цельсию;
число циклов перезарядки – 5-7 тысяч;
срок хранения – примерно 15 лет.

К положительным качествам батарей этого типа можно отнести высокую термическую стабильность, высокую мощность при низком вес, относительное постоянство вольтажа на уровне 3,7 V, отсутствие эффекта памяти, большой срок хранения.

К недостаткам аккумуляторов 16340 можно отнести дороговизну и необходимость строгого выполнения правил их эксплуатации для обеспечения необходимого уровня безопасности.

Если у солевых или щелочных батареек самой частой проблемой при неправильной эксплуатации является утечка электролита, то у литий-ионных батарей возможные последствия могут быть намного более серьезными. Форсированный заряд, короткое замыкание, сильное повышение температуры могут привести к неконтролируемым высокоактивным химическим реакциям, которые пожаро и взрывоопасны, из-за чего литий-ионные батареи запрещены в самолетах.

В чем недостатки гидрометра?

Чтобы облегчить жизнь автолюбителям, производители предусмотрели в необслуживаемых АКБ специальный датчик заряда — так называемый гидрометр.

При повышении плотности (зарядке аккумулятора) индикатор поднимается, а при снижении (разрядке) — опускается.

Но у такого гидрометра есть и ряд недостатков:

во-первых, он часто показывает неправильные данные, что вводит автолюбителей в заблуждение;
во-вторых, поплавок устанавливается лишь в одной банке, поэтому держать процесс зарядки под контролем все равно приходится;
в-третьих, информацию о зарядке можно получить при достижении емкости в 65%. При последующем заряде (до 100%) положение поплавка не меняется, поэтому точно узнать уровень заряда все равно не выйдет;
в-четвертых, индикатор не дает необходимую информацию, если уровень электролита снизился до оголения пластин.

Правила зарядки аккумулятора 18650

Зарядка аккумулятора 18650

Эксплуатируя 18650, возникает вопрос о правильности его зарядки. Процедура очень простая, но ее нужно производить ответственно, избегая халатности и нарушений технологии. Правильная зарядка является залогом длительного срока службы батареи.

Владельцы бытовой техники, когда приходит время подзаряжать аккумулятор, интересуются, как же правильно это делать. Лучше воспользоваться специальным прибором. Зарядное устройство начинает процесс при установленном напряжении в 0,05 В, постепенно увеличивая его до 4,2. Значение не должно подниматься выше, ведь это вредит эксплуатационным свойствам батареи.

Сила тока, допустимая для зарядки, должна колебаться в районе 0,5 – 1 А. Данные показатели прямо влияют на скорость заряда. Если вам не требуется использовать батарейку срочно, лучше процесс заряда не ускорять.

Для того чтобы полностью восполнить изделие, потребуется около 3 часов. По истечении этого времени батарея самостоятельно отключается от устройства. Таким образом можно не переживать за перегрев аккумулятора и его порчу. Если же ваше зарядное устройство не обладает функцией контроля зарядки, придется самому следить за процессом и выключить, когда это нужно. Лучше всего послушать специалистов и приобретать многофункциональные устройства с конроллером. Так процесс зарядки будет наиболее безопасным.

В настоящее время приобретение зарядного устройства не является проблемой. В ассортименте магазинов и торговых точек имеется в наличии большое количество приборов разных производителей и разной ценовой категории

Специалисты советуют не брать цену за основу выбора, а особое внимание уделить характеристикам

Виды зарядных устройств:

Зарядка с одним гнездом и силой тока не более 1 А. Это самые недорогие устройства, отлично выручат тех пользователей, которые заряжают батареи всего несколько раз в год.
Зарядка с двумя гнездами, создает напряжение до 4,2 В. Эти приборы имеют специальный индикатор, следящий за временем работы.
Универсальные зарядки, используемые для батарей разной химии. Они могут применяться не только для литиевых, но и никелевых видов.

Стоимость также является важным показателем при выборе качественного аккумулятора. Приборы большей стоимости, как правило, имеют реле, контроллеры и индикаторы. Те, кто чувствует свои силы и обладает определенными техническими и химическими знаниями, могут сделать зарядные устройства своими силами

В этом случае важно иметь знания относительно функционирования электрической цепи и параметров аккумулятора

Области применения элемента питания

Типоразмер 21700 используется во многих технологических изделиях. Он занимает весомую долю производства компании Panasonic, которая поставляет свою продукцию для двигателей Tesla. Возможно, именно близкое сотрудничество этих гигантов наиболее сильно повлияло на распространение формата.

Новинку не обделили вниманием компании вроде Fenix или Sofirn (основная деятельность которых вращается вокруг осветительных приборов). С помощью более мощных и вместительных источников питания, продукция стала еще ярче и выносливей

Другой пример использования модели – электронные сигареты. Эти устройства не должны быть громоздкими и стеснять движения пользователя – автономность, даруемая питанием от более громоздких 26650-ых, не каждому «по силам». Нельзя забывать и про вкусовые качества, которые достигают своего пика в комбинации с мощной «прожаркой» от хорошего источника.

Основные характеристики батареек

С терминологией разобрались, теперь посмотрим, какими бывают батарейки и чем они отличаются друг от друга.

Форм-фактор

Современные батарейки – и гальванические элементы, и батареи на их основе – выпускаются в различных форм-факторах. Наиболее распространенные – цилиндрические и дисковые. Некоторые батареи могут иметь прямоугольную форму.

Наиболее популярные типоразмеры гальванических элементов и батарей

Что касается аккумуляторов, то они могут в точности повторять форму и размер гальванических элементов, но могут быть и оригинальной формы. На фото ниже слева направо можно увидеть цилиндрический аккумулятор формата АА на 3.7 вольта (но не на 1.5, как обычная пальчиковая батарейка), дисковый, в точности повторяющий форму литиевого гальванического элемента и дисковый оригинальной формы (таблетка).

Аккумуляторы, как и гальванические элементы, могут выпускаться в разных форм-факторах

Типы батареек

По типу электролита и материалу электродов гальванические элементы можно разделить на:

Солевые. Элементы этого типа имеют электроды на основе марганца и цинка, в качестве электролита используется соль – хлорид аммония. Устройства отличаются низкой электрической емкостью и недолговечностью, но имеют небольшую стоимость.

Щелочные. В элементах этого типа для электродов используются те же материалы, но в качестве электролита применяется щелочь – гидроксид калия. Батарейки этого типа имеют повышенную емкость и повышенный срок службы. Они способны развивать высокие питающие токи, но стоят в несколько раз дороже солевых элементов. Нередко щелочные батарейки называют алкалиновыми или алкалайновыми.

Литиевые. Анод этих элементов изготовлен на основе лития, катод же и электролит подбираются в зависимости от необходимого выходного напряжения, которое может варьироваться от 1.5 до 3.0 В в зависимости от назначения источника тока. Литиевые гальванические элементы (не путать с литиевыми аккумуляторами) имеют высокую емкость, долговечны (работают годами), но дороже щелочных.

Литиевая пальчиковая батарейка (гальванический элемент)

Серебряно-цинковые. Эти батарейки обычно выпускаются в форме таблетки. Их можно встретить в наручных часах и подобной малогабаритной экономичной технике. Это компактный и долговечный источник тока, но стоит он 1довольно дорого (относительно емкости) и не обладает большой электрической емкостью.

Выходное напряжение

Выходное напряжение всех солевых и щелочных гальванических элементов составляет 1.5 В. Серебряно-цинковые «таблетки» выдают те же 1.5 В. Литиевые элементы, как указывалось выше, в зависимости от типа катода и электролита могут иметь на выходе напряжение от 1.5 до 3.0 В.

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлогидридные (Ni-MH) перезаряжаемые батарейки (аккумуляторы) выдают 1.2 В. Этот тип аккумуляторов наиболее популярен и часто используется в качестве замены пальчиковых (формат АА) и мизинчиковых (ААА) гальванических элементов.

Никель-кадмиевые (слева) и никель-металлогидридные аккумуляторы формата АА и ААА

У никель-цинковых (Ni-Zn) аккумуляторов на выходе 1.6 В.

В последнее время широкое распространение получили литий-ионные и литий-железо-фосфатные аккумуляторы. Первые выдают 3.7 В, вторые – 3.2 В. Они могут иметь тот же форм-фактор, что и солевые или щелочные батарейки, но из–за разницы выходных напряжений одни заменить другими нельзя.

HomjakusTolstjak › Blog › Зарядка АКБ от автономных устройств без снятия с автомобиля

В зимнее время, в условиях пробок больших городов, как правило, не обеспечивается нормальная зарядка АКБ. Еще более усугубляется ситуация с зарядкой для АКБ легированных кальцием, требующих более повышенного напряжения для зарядки. Не полностью заряженная батарея не только теряет пусковые характеристики и проводит к рискам не запуска автомобиля после морозной ночи, но и имеет реальные шансы вообще замерзнуть при низких температурах (при напряжении на АКБ 12,24 в, степень заряженности -50%, плотность электролита составляет 1,20 г/куб.см, температура замерзания электролита -27°С, а при напряжении на АКБ 12,06 в, степень заряженности 25%, плотность — 1,17 г/куб.см, температура замерзания электролита -15°С). В таких условиях эксплуатации полезна возможность хотя бы частично подзарядить АКБ, но на придомовых территориях это затруднено (проблематично обеспечить сохранность удлинителя). В домашнем хозяйстве я использую зарядное устройство imax B6, которое применяю в основном для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов (для бытовых устройств и инструментов).

2. У Honda CR-V розетка в салоне отключается при отключении зажигания, что требует размещения аккумулятора для питания imax B6 под капотом. Это накладывает определенные ограничения в его размерах. Я использую в качестве источника два параллельно соединенных аккумулятора Ventura GP 12-7-S емкостью по 7 ампер часов каждый (эти аккумуляторы изготовлены по технологии AGM и используются для охранных систем, источников гарантированного питания и т.п.).

Порядок работы по подзарядке: 1. Подключаешь imax B6 к аккумулятору питания 2. Устанавливаешь режим зарядки (напряжение заряжаемой батареи (12 в/ 6 элементов), предельный зарядный ток, при необходимости ограничения по времени зарядки) 3. Подключаешь зарядное устройство imax B6 к автомобилю (к розетке или непосредственно к АКБ под капотом. 4. Включаешь старт зарядки. Режимы зарядки: 1. При использовании аккумулятора для питания imax B6 большой емкости (располагаемая емкость/0,9 больше предполагаемой емкости подзарядки) устанавливать можно практически любой режим. При этом зарядка будет осуществляться до полной зарядки заряжаемого аккумулятора, до срабатывания ограничения по времени зарядки (при его установки) или до снижения напряжения на аккумуляторе источнике питания imax B6 ниже 11,0 в (что наступит вперед). В процессе зарядки можно видеть фактический ток зарядки, напряжение на заряжаемой АКБ, на аккумуляторе источнике питания, переданную емкость мА*часов и т.д. Во всех случаях (кроме отключения по падению напряжения на источнике питания) по окончанию зарядки прибор покажет переданную емкость мА*часов. 2. Для варианта использования аккумулятора для питания imax B6 малой емкости (располагаемая емкость/0,9 меньше предполагаемой емкости подзарядки), т.е. для обеспечения только частичной подзарядки АКБ, необходимо установить режим зарядки обеспечивающий возможность наибольшей отдачи емкости источника питания (для аккумуляторов Ventura GP 12-7-S я устанавливаю ток зарядки из расчета не более 1А на один аккумулятор, что позволить обеспечить снятие емкости не менее 5 А*часов с одного аккумулятора). Если ставлю подзарядку на ночь или на выходные, то при питании от 2-х Ventura GP 12-7-S ставлю ток зарядки не более 1,5 А). 3. При подзарядке в зимнее время рекомендую обеспечить совместную теплоизоляцию аккумулятора для питания B6 imax и зарядного устройства. Обеспечение безопасности: 1. Не забывайте удалить устройство из под капота перед запуском двигателя. При размещении устройства в багажнике отключение не обязательно. 2

Обращаю внимание, что imax B6 обеспечивает ограничение тока зарядки с увеличением напряжения на заряжаемой АКБ до 14,7 в (для 12 В АКБ из 6 банок). Если у Вас нет уверенности, что электроника Вашего автомобиля не рассчитано на повышение напряжения до 14.7 в, не экспериментируйте с зарядкой АКБ без ее снятия или отключения от автомобиля

3. В цепи питания B6 imax и в цепи зарядки рекомендую поставить предохранители (у меня по 5А).

Типы литиевых аккумуляторов

Класс литий-ионных аккумуляторов содержит большое количество типов элементов, различающихся материалами, их которых изготовлены электроды батарей. Хотя в основе электрохимии Li-ion лежат схожие процессы (перенос ионов лития от анода к катоду и обратно) потребительские свойства аккумуляторов различаются, и иногда отличия ярко выражены.

Литий-железофосфатные элементы

Наиболее перспективное направление развитие литий-ионных технологий. Катод выполняется из фосфата железа (FePO₄). В классе Li-ion элементов литий-железофосфатные аккумуляторы выделяются:

способностью работать при более низких температурах;
особенно низким саморазрядом;
пониженной склонностью к деградации при старении;
увеличенной токоотдачей;
повышенной толерантностью к глубокому разряду;
повышенной энергетической плотностью.

Главный плюс подобных литиевых аккумуляторов — повышенный срок службы. Некоторые производители заявляют период эксплуатации на уровне 5000..7000 циклов, что превосходит ресурс остальных типов батарей. При этом надо понимать, что эти цифры реальны только при соблюдении дополнительных условий – неполная зарядка и разрядка, температурный режим и т.п.

Батарея из LiFePO4 для источника бесперебойного питания

К достоинствам относят и стабильность выходного напряжения в течение всего цикла разрядки – оно держится в районе 3,2 В при уровнях запаса энергии от 100% и почти до 0%. Это позволяет сэкономить на преобразователях-стабилизаторах. Но имеется и обратная сторона. Стабильность выходного напряжения затрудняет определение остаточного заряда, что вынуждает применять более сложные и не очень точные алгоритмы.

Разрядные кривые литий-железофосфатных элементов

Литий-полимерные элементы

Направление создания литий-полимерных аккумуляторов (липолей) – использование вместо жидкого электролита твердой пленки. Это дает много преимуществ (повышенную энергоёмкость, возможность создания батарей любых форм и т.п.), но разработчики ведущих фирм только на пути к этой цели. Образцы подобных элементы уже созданы, но для широкого применения пока непригодны. В быту литий-полимерными аккумуляторами называют элементы с загущенным до гелеобразного состояния электролита, выполненного на основе полимеров, или аккумуляторы с ячеистым полимерным сепаратором, заполненным жидким электролитом.

Li-Po элемент для мобильного телефона