Хранение li pol аккумуляторов

Хранение li pol аккумуляторов

Содержание

Описание [ править ]

LiPo-аккумулятор (литий-полимерный, Li-Po, Li-Pol или Li-polymer) — один из типов литиевых аккумуляторов. Более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя.

Многие так называемые «модельные» LiPo-аккумуляторы способны отдавать ток в 10 и даже 100 раз превышающий численное значение ёмкости. Такие аккумуляторы применяются также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

Также бывают «обычные», бытовые литий-полимерные аккумуляторы (используемые в мобильных телефонах, цифровой технике и т.п.), которые не способны отдавать большой ток.

Преимущества [ править ]

  • Способность отдавать ток в 10 и даже 100 раз превышающий численное значение ёмкости;
  • Большая плотность энергии на единицу объёма и массы;
  • Низкий саморазряд;
  • Толщина элементов от 1 мм;
  • Возможность получать очень гибкие формы;
  • Незначительный перепад напряжения по мере разряда.

Где купить LiPo-аккумулятор [ править ]

  • В Хоббикинге/Паркфлаере
  • Найти все предложения от магазинов.

Обозначения литий-полимерных источников питания [ править ]

  • 2200 mAh — ёмкость аккумулятора в мили-Ампер-часах
  • 3S1P (3 sequential 1 parallel) — три последовательно соединенные ячейки по одному LiPo-элементу в каждой ячейке
  • 20C (C = сapacity) — максимальный разрядный ток может превышать ёмкость аккумулятора в 20 раз умноженную на час (ток 1C заряжает/разряжает аккумулятор ровно за час — условно)

Что такое mAh [ править ]

В этих единицах указывается ёмкость аккумулятора — в данном случае 2200 мА·ч. Чем больше ёмкость, тем дольше аккумулятор сможет поддерживать нужный ток и напряжение для работы нагрузки. Также от ёмкости прямо пропорционально зависит максимальный ток разряда и заряда. Подробнее см. в статье Ёмкость аккумуляторов.

Что такое S [ править ]

Число возле буквы S означает количество «банок» в батарее. Буква S — это сокращение от serial или sequential — последовательное соединение элементов.

Li-Po-аккумуляторы состоят из одной или нескольких элементов («банок»). Каждая банка имеет номинальное напряжение 3,7В и максимальное (до которого заряжается) — 4,2В.

То есть аккумулятор 3S — три банки, три элемента питания соединенных последовательно (плюс одной банки с минусом другой) с общим номинальным напряжением 11,1В и максимальным 12,6В.

LiHV-аккумуляторы имеют повышенные номинальные и максимальные напряжения.

Что такое P [ править ]

Буква P это сокращение от parallel — параллельное соединение элементов.

"1P" — это обозначение количества элементов соединенных параллельно, в данном случае — один. Чаще всего используют только одинарные сборки, поэтому 1P в обозначении не указывают.

Но если, к примеру, взять 2 одинаковых аккумулятора "2200 2S1P", соединить их силовые провода параллельно (плюс с плюсом, а минус с минусом), то получится удвоение ёмкости, а обозначается такая сборка батарей "4400 2S2P", и практически она будет идентична в эксплуатации "4400 2S1P".

В запечатанных сборках, для соблюдения балансировки при заряде, банки в начале параллелят и уже потом соединяют последовательно. Если соединять 2 аккумулятора через силовые провода, то желательно так же соединить и их балансировочные разъёмы.

Можно наглядно посмотреть различные схемы сборок аккумуляторов.

Что такое С [ править ]

Важной характеристикой LiPo-аккумуляторов является максимальный разрядный ток (токоотдача), то есть способность обеспечивать в нагрузочной цепи некий максимальный разрядный ток. Токоотдача измеряется в единицах С, и вычисляется как отношение допустимого разрядного тока к эквивалентной ёмкости аккумулятора (заряду в ампер-часах).

Например, если на аккумуляторе указана ёмкость 2200mAh и максимальный разрядный ток 20С, то это значит что аккумулятор может обеспечивать ток не выше 2200 * 20 = 44000 mA = 44 A, что нужно учитывать при подключении нагрузки к нему.

Также можно описать эту величину как максимальную скорость разряда в обратных единицах. То есть 20С — это значит, что аккумулятор может быть безопасно разряжен (при максимальном токе) минимум за 1/20 часа, то есть за 3 минуты.

Отдельно в характеристиках аккумулятора фигурирует максимальный зарядный ток, определяемый в тех же единицах C. Всё вышесказанное справедливо и для зарядного тока.

При превышении максимального тока разряда (когда нагрузка требует ток, больший чем может обеспечить аккумулятор) или заряда — неминуемо следует перегрев аккумулятора, при котором внутри него происходят необратимые химические реакции. Как следствие — аккумулятор вздувается, теряет ёмкость. Также может последовать воспламенение или даже взрыв аккумулятора. Некоторые производители указывают пиковую токоотдачу (обычно в 2 раза больше номинальной), которая допустима при разряде аккумулятора кратковременно, обычно до 10 секунд.

Если максимальная токоотдача аккумулятора значительно превышает требуемый ток нагрузочной цепи, то в этом нет ничего страшного, т.к. реальный ток определяется прежде всего нагрузкой, а не способностью аккумулятора. Минусом такого подключения могут быть лишь неоправданно большие размеры и масса аккумулятора.

Следует всегда скептически относиться к заявленному значению токоотдачи C. Наклейки с указанием параметров аккумулятора далеко не всегда соответствуют реальным и могут значительно отличаться от них. Если аккумулятор выделяется меньшими размерами или весом на фоне других с такими же электрическими характеристиками — это повод для скепсиса. Более точное значение С — можно узнать, удалив термоусадочный корпус с аккумулятора и прочтя технические надписи на банках — им можно доверять больше.

Разряд LiPo-аккумуляторов [ править ]

Обычный разряд — это питание электрической схемы (модели).

  • Критический разряд допускается до не менее, чем 3.3B на банку. Кратковременно можно разряжать до 3.0B, после чего желательно сразу (в течение часа) поставить на зарядку, при условии, что батарейка не горячая и не слишком замерзшая. При 2.9В начинаются необратимые изменения в электролите, ёмкость будет снижаться быстрее. При разряде до 2.8В из электролита начнет выделяться соль лития и осаждаться на электродах, что сразу снизит емкость (за счет снижения плотности электролита), и токоотдачу (за счет уменьшения площади электродов). Также уменьшается возможное количество циклов. Кроме того, аккумулятор может и не зарядиться.

По другим данным, при низком напряжении (менее 2.5В) возможна металлизация лития, создание токопроводящих литиевых «мостиков». И при зарядке такого аккумулятора образование проводящих участков из лития приводит к внутреннему короткому замыканию и, как следствие, к тепловому разгону аккумулятора с возможным взрывом аккумулятора. Для своевременного предупреждения переразряда используют звуковые индикаторы, которые издают разного рода сигналы при подходе напряжения аккумулятора к минимальным значениям. Лучше использовать устройства, позволяющие контролировать напряжение побаночно.

  • Рекомендуемое минимальное напряжение, до которого можно доводить батарею при эксплуатации, это 3.6В на банку. При этом количество циклов разряда/заряда без заметной потери ёмкости может исчисляться сотнями.
  • При разряде током I=C возможно около 500 полноценных циклов заряда-разряда.
  • При разряде током, многократно превышающим номинал ёмкости (обычный режим работы) количество полноценных циклов снижается в разы.
  • Опаснее всего для LiPo высокая температура, а не низкое напряжение. Не следует при разряде допускать нагрев аккумулятора более, чем 60°С.
  • При использовании на воздухе в холодный сезон аккумуляторы лучше держать в тепле перед использованием и после.

Температура при разряде [ править ]

LiPo-батареи имеют оптимальную температуру разряда около +43°C, при которой обеспечивается наиболее высокое напряжение под нагрузкой. Также LiPo-аккумуляторы с началом разряда при температуре +43°C меньше нагреваются во время разряда и заканчивают разряд при более низкой температуре, чем батарея с началом разряда при температуре +21°C. Это обусловлено внутренним сопротивлением: оно уменьшается по мере увеличения температуры аккумулятора до +43..45°C, а при более высокой температуре сопротивление снова начинает увеличиваться.

Кроме того, по некоторым наблюдениям, отмечалось выравнивание внутреннего сопротивления банок при температуре +43°C, в то время как на тех же аккумуляторах в холодном состоянии при измерении внутреннего сопротивления наблюдался больший разброс значений

Нагрев батарей до или близко к их оптимальной температуре +43°C при разряде также обеспечивает выигрыш в длительности службы (сколько раз они могут быть заряжены и разряжены перед началом деградации характеристик).

Расконсервация [ править ]

Первые 2-4 цикла заряда/разряда лучше делать током 3-5C, не больше. Это связано с тем, что при производстве Li-Ion и Li-Po аккумуляторов в электролит добавляется своего рода консервант (ингибитор), который продлевает срок хранения без ущерба для аккумулятора, а также поддерживает напряжение в батарее после производства. Эта добавка (ингибитор) разлагается при первых нескольких циклах заряд-разряд. После такой расконсервации аккумулятор выходит на нормальные режимы работы, в которых, в том числе, после полной зарядки достигается равное напряжение на банках. При использовании батарей в условиях высоких токов разряда, при наличии неразложившегося ингибитора, ячейки могут быть повреждены, что выражается вспуханием ячеек, потере ёмкости и снижении срока службы.

Заряд LiPo-аккумуляторов [ править ]

  • Напряжение заряда каждой банки должно быть не более 4,2В (при перезаряде 4,5В и более — возможен взрыв), исключением являются LiHV-аккумуляторы.
  • Заряжать можно только зарядными устройствами с функцией балансировки (чтобы не допустить ситуации, когда одна из банок зарядилась быстрее остальных, после чего будет происходить её перезаряд). Также можно применять специальные балансировочные устройства (гуглить по Lithium Power Protection Board [1]).
  • Ток заряда не более указанного в характеристиках конкретного аккумулятора, большинство современных батарей могут заряжаться током до 3C без каких-либо последствий. Но лучше всего заряжать с током ≤1С, это гарантированно продлит срок службы аккумулятора.
  • При первых нескольких циклах заряда-разряда LiPo-аккумуляторов некоторых производителей (пока аккумуляторы новые) может наблюдаться довольно сильное расхождение напряжений банок. Разбаланс может достигать 0,5..0,8В. Такое замечено, к примеру, у некоторых экземпляров аккумуляторов AGAPower, Turnigy Nanotech[2], Zippy[3]. Это не значит, что такие аккумуляторы некачественные. Через несколько циклов аккумуляторы начинают хорошо балансироваться и после разряда банки «ровные».
  • Обычно зарядное устройство быстро «заливает» в аккумулятор около 90% емкости, а затем дозаряжает каждую банку с балансировкой. Более заряженные и подошедшие к пределу отключаются и заряд идёт на оставшиеся банки.
  • LiPo-аккумулятор не имеет эффекта памяти (не нужно доразряжать перед новой зарядкой).
  • Рекомендуется заряжать аккумуляторы до напряжения на 0.05 В (на банку) меньше максимально допустимого, то есть до 4.15 В, что значительно продлевает срок службы аккумулятора.
Читайте также:  Магазины в японии фото

Fast Charge [ править ]

Для заряда аккумуляторов в поле стоит поискать аккумуляторы с возможностью ускоренной зарядки, на них пишут Fast charge 2С или 5С.

Некоторые зарядные устройства для LiPo-аккумуляторов имеют среди режимов зарядки Fast Charge — быстрая зарядка. По опыту, разница между быстрым и обычным режимом зарядки заключается лишь в более точной балансировке банок у последнего. Время зарядки отличается незначительно, поэтому особого смысла в применении режима Fast Charge нет. Возможно, более существенный выигрыш во времени будет получаться при зарядке аккумуляторов с большим количеством банок (от 6S).

Температура при заряде [ править ]

Температура — важный параметр при заряде аккумуляторов.

  • Нельзя сразу заряжать батареи, которые хранились при низкой температуре (например — в холодильнике, или на морозе на полетушках/покатушках), и ещё не успели нагреться. Это может повлечь за собой риск взрыва этих батарей. Обязательно убедитесь, что батарея нагрелась до комнатной температуры!
  • Следует контролировать температуру аккумулятора во время зарядки. При зарядном токе 1С батарея не должна греться. При токе 3С батарея может быть слегка тёплой. Интенсивный нагрев говорит о том, что в процессе зарядки что-то идёт не так, следует немедленно отключить аккумулятор от зарядного устройства! Некоторые зарядные устройства оснащены или имеют возможность подключения датчика температуры.
  • После силового разряда в полёте модели батареи обычно ощутимо нагреваются. Следует дать им немного остыть перед последующим зарядом.
  • В общем случае температура LiPo-аккумулятора не должна превышать +60°С.

Мнения [ править ]

  • Нет смысла заряжать батареи током более 3..5С, так как при высоких токах заряда батарея за счёт внутреннего сопротивления имеет более низкое напряжение завершения заряда, и, как следствие, более низкую полезную ёмкость. По практическому опыту, оптимальные токи заряда для батарей с FOM = 0,5 и выше — лежат в диапазоне 3..5С, что обеспечивает достаточно короткое время заряда и приемлемое полётное время. Более высокие токи заряда (хорошие батареи вполне можно без ущерба заряжать токами до 10С) приводят к сокращению времени заряда, но за счёт более низкой полезной ёмкости. — Mark Forsyth

См.также [ править ]

Хранение (рекомендовано) [ править ]

  • Температура: +5..+28°С (по другим источникам — 0..+10°С). В качестве лайфхака среди моделистов считается хранение аккумуляторов в холодильнике, т.к. чем ниже температура в указанных пределах, тем дольше они прослужат.
  • Напряжение на банках: 3.7-3.85В, это

40% от полного заряда, рекомендуемый производителями уровень, именно с таким напряжением поставляются LiPo-аккумуляторы производителями. В большинстве «умных» зарядных устройств предусмотрен специальный режим перевода LiPo в режим хранения (обычно называется "LiPo Storage"). При хранении полностью заряженных аккумуляторов или слишком разряженных они теряют свою ёмкость гораздо быстрее, которая не восстанавливается.

  • LiPo-аккумуляторы стареют, даже в то время, когда просто лежат на полке. Нет смысла покупать аккумуляторы «про запас» или чрезмерно увлекаться экономией его ресурса. При покупке желательно узнать дату производства, чтобы знать, сколько данный аккумулятор уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки, т.к. считается, что за 2 года аккумулятор теряет 20% ёмкости.
  • Где хранить безопасно:

    • под ванной: наименее воспламеняемое пространство;
    • в железном ящике;
    • в холодильние;
    • в кастрюле или металлическом ведре (как вариант — с песком).

    Искрение [ править ]

    С этим можно бороться резисторами на отдельном тонком кабеле, который нужно подключать раньше основного. Ток заряда конденсаторов через резистор будет ниже и искрение будет таким образом подавляться. Также можно использовать специальные разъёмы.

    Вздутие LiPo [ править ]

    Вздутие LiPo-аккумулятора — результат определённых химических процессов внутри него, сопровождающихся выделением газа, которому некуда выйти из-за герметичной конструкции батареи. Вздутие может происходить по разным причинам и в любом случае сопровождается деградацией, физическим старением аккумулятора, уменьшением ёмкости, неспособностью удерживать полученный заряд и отдавать заявленный ток — это всё следствия увеличения расстояния между пластинами внутри банки аккумулятора.

    • Неправильные условия эксплуатации. Обычно это слишком большой зарядный ток или слишком большая нагрузка при разряде (слишком большой продолжительный разрядный ток), приводящие к чрезмерному нагреву аккумулятора. А также — пренебрежение процедурой расконсервации.
    • Нарушение производственных технологий (в том числе — попадание влаги внутрь в процессе сборки) и/или использование дешёвых материалов при изготовлении.

    Еле вспухшие аккумуляторы (в таком состоянии вспухание определяется скорее на ощупь, чем визуально) можно некоторое время продолжать эксплуатировать, контролируя фактическую ёмкость. Если аккумулятор не способен держать ёмкость менее 80% от номинальной, то следует приступить к его утилизации.

    Сильно (заметно) вспухшие аккумуляторы следует немедленно прекратить эксплуатировать и так же утилизировать.

    Возгорание LiPo [ править ]

    Целостность и герметичность мягкого корпуса элементов LiPo-аккумулятора — залог безопасности. При нарушении оболочки батареи, или изменении её формы возможны возгорание и даже взрыв!

    Даже если кажется, что ничего не происходит и аккумулятор ещё послужит, то ЧП может произойти при его зарядке, когда активизируются химические процессы внутри него и повышается температура. Как вариант, при краше оболочка может где-то надорваться или лопнуть, а при заряде — начать греться и вздуваться, в результате чего трещина может стать больше, в неё попадает кислород, а дальше — пламя из расщелины.

    В продаже есть несгораемые спецпакеты для зарядки LiPo-аккумуляторов, предназначенные для снижения вреда в случае возгорания. Их рекомендуется использовать, но, тем не менее, не стоит надеяться на них и оставлять аккумуляторы без присмотра.

    На многих зарядных устройствах есть возможность контроля температуры (присутствует вход для температурного датчика). Когда температура датчика, закреплённого на аккумуляторе, превышает заданное в настройках значение (рекомендуется установить предел в 45°C), то аккумулятор сразу обесточивается и зарядник начинает сигнализировать об опасной ситуации. При этом, возможно, аккумулятор вздуется и сильно нагреется, но до огня/взрыва скорее всего дело не дойдет.

    В следующих случаях рекомендуется незамедлительно утилизировать LiPo-аккумулятор:

    • Авария, «краш» радиоуправляемой модели или мультикоптера с повреждением оболочки (при этом обычно у поверхности аккумулятора ощущается отчетливый специфический запах электролита) или изменением формы аккумулятора.
    • Слишком высокое (очень вероятен взрыв) или слишком низкое напряжение на одной из банок (при этом возгорание или взрыв сами по себе маловероятны, но могут произойти при зарядке).
    • Вздутый аккумулятор.

    Утилизация [ править ]

    Перед тем как выкинуть LiPo-аккумулятор, желательно его (варианты):

    • разрядить небольшой нагрузкой в ноль (лампочка или несколько).
    • подержать в соленой воде до прекращения газообразования. 2-3 столовые ложки на литровую банку. Плюс в том, что гарантированно все банки разряжаются.
    • надрезать пак канцелярским ножом (разгерметизировать) и через несколько часов он деградирует. — эта рекомендация встречалась на форумах, но её безопасность под сомнением, выполняйте на свой страх и риск.

    FAQ [ править ]

    Как паять банки аккумулятора [ править ]

    Паять контактные пластины элементов LiPo-аккумулятора нужно обычным припоем после обработки одним из флюсов:

    • ФТКА — флюс для пайки алюминиевых проводов.
    • Жидкий флюс для алюминия отечественного производства (в пластиковом флакончике).
    • Флюсом для алюминия и ЛТИ-120.
    • Активный паяльный жир. Нужно только не забыть потом всё промыть.

    Можно ли одну из банок на 5200мА·ч заменить банкой на 5000мА·ч той же токоотдачи [ править ]

    Если будет предусмотрен побаночный мониторинг, то можно. А если будет просто отсечка по напряжению, то банка с меньшей ёмкостью (5000мА·ч) будет садится раньше всех и она уйдёт в глубокий разряд, что недопустимо.

    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 приводов 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 приводов 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 страйкбольном рынке в качестве источника энергии для электродвигателей приводов, в основном, предлагают именно их.

    Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol или Li-polymer) — это более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике и пр.
    Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток в 10 и даже 45 раз превышающий численное значение ёмкости. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

    Преимущества
    * Большая плотность энергии на единицу объёма и массы;
    * Низкий саморазряд;
    * Толщина элементов от 1 мм;
    * Возможность получать очень гибкие формы;
    * Незначительный перепад напряжения по мере разряда.

    Недостатки
    * Количество рабочих циклов 300- 500, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения: NiCd- 1000 циклов, NiMH – 500, LiFePO4 — 2000).
    * Аккумуляторы пожароопасны при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда. По этой же причине требуют специальных алгоритмов зарядки (зарядных устройств).
    * Старение:
    Литиевые аккумуляторы "стареют", даже если не используются, а просто лежат на полке. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.
    Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов.
    Глубокий разряд полностью выводит из строя литиево-ионный аккумулятор. Оптимальные условия хранения Li-ion аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора.Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются, а просто лежат на полке. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор "про запас" или чрезмерно увлекаться "экономией" его ресурса. При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.
    Все что идет до цифры 2000 — это название фирмы изготовителя или торговая марка.
    * 2000 mAh — это емкость аккумулятора.
    * 2S1P — 2S это количество батарей в сборке. Каждая батарея имеет напряжение около 3.7 вольта, так что напряжение такого аккумулятора равно 7.4 вольта. 1P — это количество сборок. То есть если взять 2 одинаковых аккумулятора, соединить их "изолентой" и спаять силовые провода параллельно (плюс с плюсом, а минус с минусом) то мы получим удвоение емкости, обозначается такая батарея 1000 2S2P и фактически равняется в эксплуатации 2000 2S1P. Обычно используют только одинарные сборки, поэтому 1P не говорят и не пишут.
    * 20C — максимальный ток разряда, измеряется в емкостях батарей.

    Читайте также:  Не гаснет экран при разговоре хонор

    Что бы посчитать сколько LiPo сможет отдать ампер при загрузке двигателем необходимо умножить Емкость на количество С и разделить на 2000 (так как емкость указана в миллиампер/часах). Максимальный ток данной батареи будет равен 50 Амперам. Для 2200 20С — 44 ампера, 1200 30С = 36 Ампер и так далее.

    Зарядка LiPo батарей

    LiPo батареи очень критичны к зарядке, их нельзя перезаряжать, иначе они могут воспламениться.
    Для зарядки необходимо использовать специальные зарядные устройства с балансиром (контролирует заряд каждой банки аккумулятора отдельно).
    LiPo батареи заряжают током 1С (если только другое не указанно на самой батарее, в последнее время появились с возможностью зарядки током 2 и 5C). Штатный зарядный ток рассматриваемой батареи 1 Ампер. Для батареи 2200 — будет 2.2 ампера и тд.

    Существует довольно большое разнообразие зарядных устройств для LiPo аккумуляторов, мы же остановимся лишь на наиболее «достойных». Все зарядные устройства, перечисленные ниже, заряжают Li-ion, LiPo, LiFe, NiMh, NiCd, Pb и новый стандарт 123:

    Turnigy — это клоны зарядных устройств известного бренда IMax. Отличие только в удешевленном производстве и более дешевых электронных компонентах.
    Сами IMax`ы стоят по дороже.
    IMAX B6 Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE)
    Genuine IMAX B8+ Charger/Discharger 1-8 Cells
    К всем зарядным устройствам, кроме первой, вам понадобиться блок питания. Можно использовать компьютерный, от ноутбука:
    12V 5A 110/240V 50/60Hz Power Supply
    "На выезде" — можно подключать зарядное устройство к аккумулятору автомобиля.
    С помощью разветвителей Twin pack charge lead (2 x 3S)6S и Twin pack charge lead (2 x 3S)6S w/ XT60 можно заряжать пару одинаковых 3S батареи на зарядном устройстве с поддержкой 6S. При умелом "приложении рук", такой разветвитель можно переделать для зарядки пары 2S батарей.
    Компьютеризированный "зарядник" производит балансировку батареи (выравнивание вольтажа на каждой банке батареи) во время зарядки. Хотя можно заряжать 2S батареи и без подключения балансировочного кабеля (белый разъем на фото) настоятельно рекомендуется подключать балансировочный разъем всегда! 3S и большие сборки заряжать только с подключенным баланировочным проводом! Если вы не подключите и одна из банок наберет больше чем 4.4 вольта, то вас ждет незабываемый фейерверк !
    Можно обезопасить себя и заряжать в спецпакетах — они не сгораемые и специально предназначены для снижения вреда в случае возгорания LiPo батарей

    Продолжаем рассказ про зарядку LiPo аккумуляторов.

    Обычно быстро заливается в аккумулятор около 90% емкости, а потом начинается дозаряд с балансировкой банок. Более заряженные и подошедшие к пределу шунтируются и заряд идет на оставшиеся банки. Именно поэтому на ней можно заряжать пару 3S батарей как одну 6S.

    Разряжать аккумулятор LiPo ниже чем на 3 вольта на банку не рекомендуется — может "умереть". Для своевременного предупреждения разряда часто используют звуковые индикаторы:
    Hobby King Battery Monitor 2S
    Когда аккумулятор подходит к границе индикатор начинает попискивать, сначала редко, потом чаще.
    При потреблении мотором тока больше того, что может отдать аккумулятор, LiPo норовит вздуться и "умереть". Так что за этим надо следить строго! Используйте ваттметры для контроля:

    Battery Monitor 2-6S
    Достаточно замерить один раз для каждой имеющейся пружины и просто знать сколько ампер мотор "кушает" на данной пружине.

    При эксплуатации есть еще один нюанс — наша батарея 2000mAh 15С (min). По идее — отдает 30А. Моторы обычно позволяют превышать рекомендуемые токи на 20%.
    Реально долго держать максимальную токоотдачу батареи — не слишком хорошо. К примеру, есть случаи, когда 2200мА/ч, 20С отдает ток в 44А всего в течении 2-3 минут, потом идет "просадка" напряжения, хотя по расчетам обязана отдавать не менее 5 минут.
    Так что, при выборе LiPo батареи, нужно обращать внимание на максимальный ток, заявленный для выбранного двигателя и, учитывать запас.
    Так, для мотора, который "кушает" 8-12А, вполне подойдет 1000mAh 20С, а вот для 16-18А нужно подбирать либо с большей токотдачей, например 25-30С, либо взять аккумулятор большей емкости, например 1600 20С.
    Сейчас в свободой продаже есть батареи nano-tech с токоотдачей 25-50С.

    В эксплуатации LiPo аккумуляторов существует несколько важных моментов, на которые настоятельно рекомендуется обратить внимание. 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 нормальное зарядное устройство и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок. Необходимо, также, использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый мотором на «полном газу». Кроме того, не рекомендуется в приводе закрывать аккумулятор 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 в приводе закрыт со всех сторон, после 5-6 минут (непрерывной) 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 и 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!
    Если забыть о подключенном аккумуляторе на сутки-другие, то окажется, что с ним можно попрощаться — не любит литий глубокого разряда.

    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.

    На компьютеризированном зарядном устройстве можно перевести LiPo в режим хранения, при этом заряд батареи будет доведён до 3,85В на банку. Полностью заряженные батареи при хранении более 2-х месяцев (может и меньше) дохнут. Проверенно на личном опыте. Говорят что и полностью разряженные тоже, но за больший срок.
    Кто-то хранит аккумуляторы в пластиковом чемоданчике — это удобно. Кто-то хранит и носит "в поле" в вышеупомянутых пакетах.
    LiPo — это обычная батарейка и если не замыкать контакты и не пробивать ее насквозь, то она не принесет никаких неприятностей при хранении и транспортировке.

    Подготовка LiPo к эксплуатации

    Подготовить LiPo к эксплуатации очень просто — просто зарядите ее и все!
    Данный тип батареи не имеет эффекта памяти (не нужно доразряжать перед новой зарядкой), не требуется циклировать — делать циклы заряд-разряд перед эксплуатацией.
    Если вы заряжаете "в поле", то стоит поискать аккумуляторы с ускоренной зарядкой, на них пишут Fast charge 2С или 5С, так например вышеупомянутые nano-tech имеют 15C на зарядку. По идее, их можно заряжать током 33 Ампера!
    Зарядное устройство, которое имеет максимальны ток зарядки 5А, позволяет сократить зарядку с 50 минут до 20!

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

    Читайте также:  Потенциальная энергия в верхней точке траектории

    Используйте нормальное зарядное устройство.
    Применяйте разъемы, исключающие возможность замыкания батареи.
    Не превышайте допустимые токи разряда.
    Следите за температурой аккумулятора при отсутствии охлаждения.
    Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3V на банку (не забывайте отключать аккумулятор после игры!).
    Не подвергайте батарею ударам.

    Литий-полимерные аккумуляторные батареи производства компании EEMB с индексом LC в конце наименования имеют возможность разряда при отрицательных температурах до -40°C. При этом значение емкости остается на уровне 70% от номинальной.

    С егодня химические источники тока, — литиевые аккумуляторные батареи (АКБ) и гальванические элементы, — используются как в портативной электронике — в ноутбуках, сотовых телефонах, карманных ПК, мр3-плеерах и так далее, – так и в электротранспорте, накопителях энергии, энергосистемах. При этом производители всеми силами стараются повысить плотность хранения энергии, увеличив тем самым время автономной работы устройств. По своим характеристикам литиевые аккумуляторы превосходят разработки, произведенные по другим химическим технологиям (Ni-Cd – никель-кадмиевые аккумуляторы, Ni-MH – никель-металлгидридные аккумуляторы). Можно выделить следующие преимущества литиевых аккумуляторов:

    • отсутствие «эффекта памяти», что дает возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости;
    • высокая удельная емкость;
    • небольшая масса;
    • низкий уровень саморазряда – не более 3…5% в месяц.

    Конечно, как и в любой технологии, у литиевых аккумуляторов есть и недостатки, например:

    • необходимость схемы защиты (встроенной или внешней), которая ограничивает максимальное напряжение на каждом элементе аккумулятора во время заряда и предохраняет напряжение элемента от слишком низкого понижения при разряде. Кроме того, она ограничивает максимальные токи заряда-разряда и контролирует температуру элемента;
    • более высокая стоимость по сравнению с Ni-Cd-аккумуляторами.

    Типовые характеристики литиевых АКБ зависят от химического состава их компонентов, наличия или отсутствия в них примесей и варьируются в следующих пределах:

    • напряжение единичного элемента (ячейки):
    • номинальное: 3,6…3,7 В;
    • максимальное: 4,2 В;
    • минимальное: 2,5…3,0 В;
  • удельная энергоемкость: 110…243 Вт•ч/кг;
  • число циклов «заряд/разряд» до достижения 80 % емкости: 600;
  • саморазряд при комнатной температуре: 3…5% в месяц;
  • ток нагрузки относительно емкости С, представленной в А•ч:
    • постоянный: до 3…5С (тип.);
    • оптимальный: до 1С;
    • диапазон рабочих температур: -20…60°C (оптимальная: 20°C).
    • Технологии изготовления литиевых аккумуляторов постоянно улучшаются. Способы решения проблем с обеспечением безопасности эксплуатации и высокой стоимости привели к появлению литий-полимерных (Li-polymer или Li-pol) аккумуляторов.

      Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Изначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

      Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется большей безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. К тому же отсутствие жидкого электролита исключает возможность воспламенения. Толщина элемента составляет около одного миллиметра, поэтому разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

      Основные преимущества литий-полимерных аккумуляторов:

      • малый саморазряд;
      • толщина элементов: от 1 мм;
      • свобода в выборе формы АКБ;
      • незначительный спад напряжения по мере разряда;
      • улучшенная безопасность.

      По сравнению с жидкими электролитами в литий-ионных аккумуляторах, полимерные электролиты имеют меньшую ионную проводимость, которая, к тому же, снижается при температуре ниже нуля. Поэтому проблема разработок Li-pol-аккумуляторов состояла не только в поиске наиболее подходящего электролита с достаточно высокой проводимостью, совместимого с электродными материалами, но и в расширении диапазона рабочих температур.

      Аккумуляторы с полимерным электролитом выпускают многие мировые производители. Электродные материалы, рецептуры электролита и технологии изготовления Li-pol-аккумуляторов разных компаний значительно отличаются. Соответственно, отличаются и их характеристики. На качество Li-pol-аккумуляторов и стабильность их работы сильно воздействует однородность полимера, на которую оказывают влияние как соотношение компонентов электролита, так и температура полимеризации.

      Среди компаний, выпускающих литий-полимерные АКБ, выделяется компания EEMB – известный и хорошо зарекомендовавший себя производитель литиевых аккумуляторов, предлагающий широкий спектр химических источников тока [1]. Продуктовая линейка включает в себя первичные (неперезаряжаемые) и вторичные (перезаряжаемые) литиевые батареи. Со времени основания в 1995 году компания стала широко известна во многих ключевых сегментах рынка химических источников тока. EEMB производит высокотехнологичные литиевые батареи для промышленности и специальных применений.

      Основным минусом литиевых аккумуляторов является существенное уменьшение емкости и быстрый разряд при низких температурах. Как правило, предельной температурой у аккумуляторов такого типа является -20°C.

      В настоящий момент компания EEMB разработала и серийно производит литий-полимерные АКБ с возможностью разряда при температуре от -40°C (таблица 1). При этой температуре значение емкости остается на уровне 70% от номинальной при токе разряда 0,2С и напряжении отсечки 2,75 В, что намного больше военного стандарта емкости 40%. В дополнение к этому компания EEMB имеет ряд патентов на свое изобретение.

      Таблица 1. Морозостойкие аккумуляторы EEMB

      Наименование Номинальное напряжение, В Емкость, мАч Размеры, мм Вес, г
      Стандартная Минимальная Толщина Ширина Высота
      LP383454LC 3,7 720 670 3,8 34 54 14,4
      LP603048LC 3,7 900 850 6 30 48 18
      LP963450LC 3,7 1800 1700 9,6 34 50 36
      LP103450LC 3,7 1850 1800 10 34 50 37
      LP505597LC 3,7 3100 2900 5 55 97 62

      Низкотемпературные литий-поли­мерные батареи найдут широкое применение в устройствах, предназначенных для холодного климата.

      Рис. 1. Низкотемпературный аккумулятор LP603449LC

      Отличить морозостойкую серию аккумуляторов можно по наличию символов LC в конце наименования, например LP103454LC (рисунок 1), где:

      • LP – тип аккумулятора (Li-Pol);
      • 10 – толщина аккумулятора (1,0 мм);
      • 34 – ширина аккумулятора (34 мм);
      • 54 – длина аккумулятора (54 мм);
      • LC – низкотемпературная версия.

      Данные АКБ открывают новые возможности применения литиевых аккумуляторов, и это – существенная веха в аккумуляторном производстве.

      На рисунке 2 изображены графики зависимости емкости и напряжения при температуре -10°С и -20°С для стандартной версии аккумулятора (синий и красный цвет), а также для низкотемпературной LC-версии аккумулятора (черный цвет). Изображенные зависимости снимались при разрядном токе 0,2 С (C – емкость аккумулятора) до напряжения отсечки 2,75 В. В таблице 2 приведены абсолютные значения емкости при тех же условиях разряда.

      Рис. 2. Разряд стандартных и LC-АКБ в зависимости от температуры

      Из графиков, изображенных на рисунке 2, и данных таблицы 2 видно, что стандартная версия допускает возможность разряда только до -20°С, и при этом потеря емкости составляет 15…17%. Потеря емкости несущественна, но и предельная температура (-20°С) невелика для северного климата.

      Таблица 2. Емкость Li-Pol и стандартных аккумуляторов в зависимости от температуры

      Версия батареи/температура Энергоемкость батареи при разных рабочих температурах, %
      60°С 25°С -20°С -40°С
      Стандартная батарея 98 98 83
      Низкотемпературная (LC) 98 98 98 98

      У новой LC-серии аккумуляторов также снижается емкость при отрицательной температуре, и снижение составляет 25…28%, но уже при температуре -40°С, что является весьма неплохим показателем. Принимая во внимание, что стоимость Ватт*часа новой серии АКБ выше стандартной версии примерно на 18…25%, можно утверждать, что EEMB имеет линейку очень перспективных аккумуляторов для применения в суровом российском климате.

      Новые аккумуляторы допускают не только разряд при отрицательной температуре, но и возможность заряда. АКБ можно заряжать при температуре до -10°С током 0,2C. Однако зарядить в таких условиях его можно только до 70% от номинальной емкости (в технических данных эта информация отсутствует).

      Немаловажным параметром низкотемпературных аккумуляторов является изменение их свойств при низкой температуре хранения. На рисунке 3 изображена зависимость емкости от температуры хранения при 20°С (красная линия) и -40°С (зеленая линия). Время хранения аккумуляторов составляло 15 суток, за эти дни емкость при 20°С уменьшилась на 5…6%, при -40°С – на 48%. Затем аккумулятор был заряжен при температуре 0°С, и вновь была проверена его емкость (рисунок 4). Значение емкости оказалось на уровне 99% от первоначального значения.

      Рис. 3. График зависимости емкости аккумулятора от температуры хранения при 20°С и -40°С

      Нужно отметить, что получены весьма неплохие результаты, так как -40°С для аккумулятора – это очень суровые условия, и то, что он за пятнадцать дней сохранил половину своей емкости, а при последующем заряде его емкость практически полностью восстановилась, говорит о высоком качестве продукции EEMB.

      Рис. 3. График зависимости емкости аккумулятора от температуры хранения при 20°С и -40°С

      Заключение

      Существует ряд приложений, для которых весьма актуальна возможность работы при отрицательной температуре, например, для портативной аппаратуры, средств радиосвязи, контрольно-измерительной и контрольно-диагностической аппаратуры, устройств индивидуальной сигнализации (электронный маяк спасателя) и тому подобного. Для таких приложений, из соображений оптимального сочетания цены/качества, наилучшим образом подойдет продукция компании EEMB.

      Производителей литиевых АКБ в мире достаточно много, их технологии изготовления и сама продукция могут существенно различаться. Однако не все они имеют в своей линейке продукции морозостойкие АКБ, актуальность которых для целого ряда областей применения очевидна. Наличие подобных АКБ в номенклатуре компании EEMB еще раз подтверждает ее статус производителя высококачественной продукции.

      Современные литий-полимерные аккумуляторы обеспечивают удельные характеристики, сравнимые с характеристиками литий-ионных аккумуляторов, а благодаря отсутствию жидкого электролита они более безопасны.

      При всех стандартных проверках на безопасность использования (перезаряд, форсированный разряд, короткое замыкание, вибрация, раздавливание и протыкание) Li-pol-аккумуляторы имеют существенно более высокие показатели по сравнению с литий-ионными аккумуляторами с жидким электролитом. Перспективы серьезного расширения производства Li-pol-аккумуляторов и использования их в самых разнообразных областях техники не вызывают сомнений.

      С появлением элементов литий-полимерных аккумуляторных батарей толщиной всего в 1 мм перед конструкторами электронных устройств открылись новые возможности в отношении конечной формы и размеров новой аппаратуры. Были убраны многие ограничения касательно микроминиатюризации радиоэлектронных устройств.

      Ссылка на основную публикацию
      Функции в вольфрам математика
      Функции пользователя Хотя в систему входят многие сотни встроенных функций (начиная от элементарных и кончая специальными математическими функциями и системными...
      Учимся рисовать в paint
      Серия видео уроков «Создание компьютерного рисунка в программе Paint» МОУ «Межборская средняя общеобразовательная школа» (Уроки предназначены для детей 9-12 лет,...
      Учиться без троек сканворд
      Музыкант, играющий на барабанах, тарелках Передовой работник производства (ударник) Часть затвора стрелкового оружия (ударник) "Барабанщик" коммунистического труда (устар.) (ударник) "Барабанщик"...
      Функция abs в паскале
      Возвращает абсолютную величину параметра. Объявление Function Abs(X) : (тип параметра); Режим Windows, Real, Protected Замечания Параметр X — выражение вещественного...
      Adblock detector