Как заряжать литий ионные аккумуляторы – Схемы самодельных зарядок для литий-ионных аккумуляторов (18650, 14500 li-ion), как правильно заряжать литий-полимерные АКБ

Содержание

Как заряжать и обслуживать литий ионный аккумулятор: 6 простых правил

Если вы интересуетесь как заряжать литий ионный аккумулятор, значит вы попали по адресу.

Современные мобильные устройства требуют автономного источника питания.

Причем это справедливо как для «высоких технологий» вроде смартфонов и ноутбуков, так и для более простых устройств, скажем, электродрелей или мультиметров.

Содержание:

Существует масса типов разнообразных аккумуляторов. Но для портативной техники чаще всего используются Li-Ion.

К столь широкому распространению привела относительная простота производства и невысокая стоимость.

Поспособствовали этому и отличные эксплуатационные характеристики, плюс низкий саморазряд и большой запас циклов зарядки-разрядки.

Важно! Для большего удобства большинство таких батарей снабжается специальным контролирующим устройством, которое не дает заряду переходить критические отметки.

При критической разрядке эта схема просто перестает подавать напряжение на устройство, а во время превышения допустимого уровня заряда отключает поступающий ток.

Телефон или планшет с литий-ионным аккумулятором необходимо ставить на зарядку, когда показатель батареи находится на 10–20%.

При этом после достижения номинальных 100% зарядка должна продлится еще полтора-два часа.

Это необходимо потому что фактически батарея будет заряжена на 70–80%.

Совет! Примерно раз в три месяца необходимо проводить профилактическую разрядку.

При зарядке от ноутбука или стационарного компьютера необходимо учитывать, что USB порт неспособен обеспечить достаточного высокого напряжения, следовательно, процесс отнимет больше времени.

Чередование циклов полной и неполной (80–90%) зарядки продлит срок использования устройства.

Несмотря на столь умную архитектуру и общую неприхотливость, соблюдение некоторых правил использования аккумуляторов поможет продлить срок их использования.

Чтобы батарея устройства не «страдала» достаточно придерживаться простых рекомендаций.

Правило 1. Не нужно полностью разряжать аккумулятор

У литий-ионных аккумуляторов современных конструкций отсутствует «эффект памяти». Поэтому заряжать их лучше до того, как настанет момент полной разрядки.

Некоторые производители отмеряют срок службы своих батарей именно количеством циклов зарядки с нулевого значения.

Наиболее качественная продукция способна переносить до 600 таких циклов. При зарядке батареи с 10–20% остатком количество циклов возрастает до 1700.


к содержанию ↑

Правило 2. Полную разрядку все же необходимо предпринимать раз в три месяца

При нестабильной и нерегулярной зарядке среднестатистические отметки максимального и минимального зарядов в упомянутом ранее контроллере сбиваются.

Это приводит к тому, что устройство получает некорректную информацию о количестве заряда.

Предотвратить это поможет профилактическая разрядка. При полной разрядке аккумулятора, минимальное значение заряда в схеме управления (контроллере) обнулится.

После этого необходимо зарядить батарею «под завязку», продержав от восьми до двенадцати часов в подключенном к сети состоянии.

Это обновит максимальное значение. После такого цикла работа батареи будет стабильнее.


к содержанию ↑

Правило 3. Неиспользуемый аккумулятор необходимо хранить с небольшим количеством заряда

Перед хранением лучше зарядить аккумулятор на 30–50% и хранить при температуре 150С. В таких условиях батарея может храниться довольно долго без особого ущерба.

Полностью заряженный аккумулятор в процессе хранения потеряет существенную часть емкости.

А полностью разряженные после долгого хранения останется только отдать на переработку.


к содержанию ↑

Правило 4. Зарядку необходимо производить только оригинальными устройствами

Примечательно, что непосредственно зарядное устройство встроено в конструкцию мобильного устройства (телефона, планшета и пр).

Внешний адаптер в таком случае выступает в роли выпрямителя и стабилизатора напряжения.

Фотоаппараты и видеокамеры не оснащаются подобным устройством. Именно поэтому их аккумуляторы необходимо вынимать и заряжать во внешнем устройстве.

Использование сторонней «зарядки» может негативно сказаться на их состоянии.


к содержанию ↑

Правило 5. Перегрев губителен для Li-Ion аккумуляторов

Высокие температуры крайне негативно отражаются на конструкции аккумуляторов. Низкие тоже губительны, но в гораздо меньшей степени.

Об этом необходимо помнить при эксплуатации литий-ионных батарей.

Батарею необходимо предохранять от прямых солнечных лучей и использовать на расстоянии от источников тепла.

Допустимый диапазон температур находится между -400С и +500С.


к содержанию ↑

Правило 6. Зарядка батарей при помощи «лягушки»

Использование несертифицированных зарядных устройств небезопасно. В частности, распространенные «лягушки» китайского производства нередко воспламеняются в процессе зарядки.

Поэтому зарядка через лягушку рекомендуется только в крайних случаях.

Прежде чем использовать подобное универсальное зарядное устройство, необходимо сверится с указанными на упаковке максимально допустимыми значениями.

Так, внимание необходимо обратить на максимальную емкость.

Если ограничение меньше чем емкость аккумулятора, то в лучшем случае он полностью не зарядится.

При подключении батареи на корпусе «лягушки» должен засветиться соответствующий индикатор.

Если этого не происходит, значит, заряд критически низок или аккумулятор вышел из строя.

При подключении зарядного к сети должен засветиться индикатор подключения.

За достижение максимального заряда отвечает другой диод, который активируется в соответствующих условиях.

Несложный способ восстановления работоспособности Li-Ion аккумуляторов от портативных устройств

Привет всем юзерам хабра, сегодня я буду рассказывать про то, как я довольно таки простым методом, восстанавливаю нерабочие Li-Ion аккумуляторы от портативных устройств до того как обзавёлся таким замечательным устройством как Imax B6. Таким методом я восстановил работоспособность уже, наверное, трем десяткам аккумуляторов от разных гаджетов, от фотоаппаратов до MP3 плееров, но я замечу, только восстановил работоспособность, емкость таким образом вернуть не получится, да и лично я не встречал способов вернуть емкость для такого типа аккумуляторов. К слову, емкость, которая останется в аккумуляторе, очень сильно зависит от того сколько аккумулятор пробыл в такой «клинической смерти».

Скажу сразу, данный метод не претендует на что-то из разряда «Вау, это что-то новенькое» но, тем не менее, не все про него знают. Суть данного метода чтобы «толкнуть» аккумулятор.

Вот видео всего процесса:


(информация что ниже будет дублировать информацию, предоставленную в видео)

Для того чтобы попробовать вернуть в жизнь аккумулятору нам понадобиться:

— Блок питания который выдаёт постоянное напряжение от 5 до 12 Вольт;
— Резистор номиналом от 330 до 1000 Ом, рассчитан на мощность 0.5 Вт, а хорошо бы и по мощнее;
— Вольтметр для того чтобы контролировать напряжение (по желанию).

Как правило, большинство блоков питания от Wi-Fi роутеров, свичей и модемов идут с разъемом 2.5 мм, например такой как на фото:

Почти всегда центральный контакт разъема имеет плюс, а боковой минус, и еще, как правило, полярность изображают на самом корпусе блока питания:

Как видно на фото мой блок выдаёт постоянное напряжение 12 В об этом свидетельствует значок посредине между 12V и 2.0A.
Ток блока питания должен быть выше 0.1 А.

Отключаем блок питания от сети чтобы уберечься от короткого замыкания которое может вывести из строя блок, подключаем так, как показано на рисунке, а именно, плюс 12 В к одному концу резистора, а второй конец резистора к плюсу аккумулятора (как правило у аккумулятора указанная полярность, если нету, то нужно как-то узнать где плюс а где минус), минус блока питания подсоединяем к минусу нерабочего аккумулятора.

Смотрим на напряжение если есть такая возможность, оно должно начать потихоньку расти, как только поднимется до 3.3 В то заряжаем уже посредством самого устройства от которого аккумулятор,

после этого обязательно нужно следить за температурой аккумулятора на протяжении всего процесса заряда, пробовать рукой не начинает ли он греется, если аккумулятор начнёт быть более чем тёплым или горячим, немедленно вынимаем аккумулятор из устройства, он восстановлению уже не подлежит.

Если же нету возможности смотреть за напряжением, то делаем такую зарядку минуту или две, и вставляем в наше устройство чтобы посмотреть принимает ли оно аккумулятор или нет.

Давайте рассчитаем ток зарядки аккумулятора по Закону Ома (I = U / R) для случая с 12 В блоком питания:

12 В / 330 Ом = 0,036 А(36мА), то есть ток заряда будет 36 мА или же если взять резистор на 1 КилоОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,012А (12 мА).

То есть, при 12 В напряжении источника питания, зарядный ток будет составлять 36 мА, это если использовать резистор на 330 Ом, а если резистор взять резистор на 1 КОм, то ток зарядки будет составлять 12 мА.

Для случая с 5-ти вольтовым блоком питания (как правило, это зарядки для смартфонов):

5 В / 330 Ом = 0,015 А(15 мА), то есть ток заряда будет 15 мА или же если взять резистор на 1 КОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,005А (5 мА).

Как видим в этом случае ток зарядки, а соответственно и скорость роста напряжения на аккумуляторе будет ниже, по этому для случая с 5 В блоком питания можно взять резистор от 100 Ом, 5 В / 100 Ом = 0,050 А(50мА).

Не советую злоупотреблять токами зарядки(50 мА более чем достаточно для «толчка» аккумулятора) и завышением напряжения выше 4.2 В, в сети есть достаточно видео с возгоранием литиевых аккумуляторов, например вот:

Так что весь процесс восстановления работоспособности аккумулятора должен, проводится только под наблюдением. Нам главное только вывести аккумулятор из того состояния при котором контроллер, что внутри батареи, отключает аккумулятор от нагрузки.

Почему это работает?

Дело в том, что в аккумуляторах от многих портативных устройств есть контроллер, который следит за напряжением на аккумуляторе, если аккумулятор не использовать или же он долго полежит в разряженном состоянии, то контроллер как бы отключает рубильник, который соединяет аккумулятор от контактных площадок к которым подключается устройство.

Делается это то ли для защиты устройства то ли для того чтобы потребитель через некоторое время покупал новую продукцию.

Все мои публикации.

PS Есть ещё один способ которым я давно пользовался, вместо резистора взять компьютерный вентилятор 80х80 мм, правда минимальное напряжение в таком случае будет от 8 В ну а максимальное 16 В, но способ с резистором более проще, да и не у каждого есть вентилятор.

PPS Как говорят люди в комментариях, риск возгорания восстановленного аккумулятора повышается, особенно в момент первой зарядки, ещё раз акцентирую внимание на этом, следите за температурой на аккумуляторе при первой зарядке.

PPPS Не рекомендую восстанавливать очень старые аккумуляторы, которые пролежали в мёртвом состоянии больше чем пол года, так как у них риск возгорания будет ещё выше.

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов: правила зарядки li-ion АКБ

В большинстве образцов современного оборудования используются литиевые аккумуляторы. Они пользуются популярностью из-за надежности, способности к длительному периоду автономной работы, универсальности и компактных габаритов. Их устанавливают в смартфонах, планшетах, ноутбуках, бытовой и профессиональной технике. Если правильно заряжать li ion аккумуляторы, они могут выдержать не менее 300-400 циклов зарядки и разряда, современные модели выдерживают и 600 таких циклов.

Формы литий-ионных АКБ

Формы литий-ионных АКБ

Особенности функционирования

Чаще всего такие аккумуляторы изготавливаются в виде призмы или цилиндра. Корпус батареи, как правило, алюминиевый или стальной, для обеспечения защиты источника питания от различных повреждений и длительного срока службы. Под корпусом расположены электроды, на которых накапливается заряд в результате химической реакции, а также специальные сепараторы, предотвращающие смешивание жидкостей, значит, нарушение процесса их зарядки и функционирования. В качестве катода используется один из оксидов лития с добавлением никеля или кобальта. В ряде случаев используются элементы с железом, фосфором или марганцем. Анод изготавливается из графита или другого аналогичного соединения с содержанием углерода.

Заряжаются и разряжаются литий-ионные аккумуляторы примерно так же, как движется кресло-качалка. На протяжении периода времени, когда батарея является источником питания для устройства, электроны перемещаются от отрицательно заряженного катода к аноду с положительным зарядом. В результате образуется электрический ток. При этом происходят извлечение металла из катода и формирование нового соединения на аноде. В процессе зарядки li ion аккумуляторов перемещение частиц происходит в обратном направлении, сопровождаясь извлечением лития с анода и перемещением его на катод. Литиевые и графитовые пластины в призматических АКБ расположены параллельно, между ними размещены сепараторы для предотвращения короткого замыкания. В цилиндрическом корпусе они свернуты в рулон.

Принцип функционирования батареи

Принцип функционирования батареи

Обратите внимание! В паспортах устройств, которые питаются от литий ионных батарей, указывается, что они сохраняют работоспособность при температуре от -40 до +50 градусов по Цельсию. Однако практически всем известно, что при попадании в холод такая АКБ быстро разряжается. Не стоит хранить батарею на солнце или рядом с тепловыми приборами, поскольку это ведет к сокращению периода эксплуатации и ухудшает ее характеристики.

Помимо несоблюдения правил хранения, причинами быстрого выхода литиевого аккумулятора из строя могут быть неправильная зарядка и использование. Кроме того, в процессе эксплуатации следует иметь в виду, что литий ионные аккумуляторы разных производителей могут существенно отличаться, поэтому установка в различные устройства нештатных батарей может привести к непредсказуемым проблемам.

Как сохранить работоспособность батареи на максимальный срок

Для этого рекомендуется соблюдать некоторые правила:

  • Заряжать АКБ следует только устройствами, оборудованными специальными контроллерами, которые смогут вовремя прекратить процесс пополнения емкости и предотвратить таким образом перегрев источника питания или короткое замыкание в нем.
  • При уровне емкости батареи в 10-20% от максимальной следует сразу ставить устройство на зарядку. Частая полная разрядка может привести к ухудшению характеристик аккумулятора.
  • В процессе зарядки, как только устройство покажет, что АКБ заряжено на 100%, рекомендуется оставить его подключенным к сети еще на пару часов, иначе по факту батарея зарядится всего на 70-80%.

Важно! Постоянно полностью заряжать АКБ тоже не рекомендуется. Большинство производителей советует, чтобы аккумуляторы были заряженными на уровне не более 80%. Это объясняется тем, что при регулярной перезарядке на катодах происходит более активное выделение кислорода, а на анодах образуется осадок, что в совокупности создает риск поломки батареи и даже ее возгорания. Пожары происходят редко, но существенное уменьшение ресурса при неправильной эксплуатации литий ионной батареи точно можно ожидать.

Процесс зарядки АКБ

Процесс зарядки АКБ

Чтобы устройство служило долго, необходимо его периодически полностью разряжать. Это объясняется тем, что постоянное подключение батареи к сети в момент ее неполного разряда ведет к изменению значений минимального уровня зарядки в контроллерах. В результате устройство перестает корректно определять емкость батареи. В такой ситуации следует его полностью разрядить, затем поставить на зарядку на 8-12 часов. Это позволит обнулить значения и восстановить корректность данных об уровне заряда.

Если планируется неиспользование устройства на протяжении длительного периода, рекомендуется его законсервировать. Для этого емкость батареи следует оставить на уровне 30-50%, само устройство поместить в сухое помещение с температурой около 15 градусов Цельсия. Если оставить на хранение батарею с полной зарядкой, высока вероятность, что она потеряет существенную часть своей емкости, а ее технические характеристики станут существенно хуже.

Дополнительная информация. В случае наличия в АКБ кобальта такие батареи необходимо специальным образом утилизировать, поскольку данный металл опасен для окружающей среды.

Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы

Самое главное требование – применять только те зарядные устройства, которые предусмотрены инструкцией. Это позволит исключить подачу излишнего напряжения или силы тока, поскольку это может привести к выходу батареи из строя. Также необходимо контролировать правильное расположение АКБ в зарядном устройстве: плюс должен быть к плюсу, минус – к минусу. Большинство оборудования для зарядки аккумуляторов имеет индикаторы зарядки, зеленый цвет которых сообщает о том, что емкость батареи пополнена до 100%.

Существует несколько общих принципов, как заряжать литий ионный аккумулятор:

  • Не рекомендуется часто полностью разряжать батарею данного типа. Однако следует проводить такую процедуру с определенной периодичностью, чтобы иногда обнулять значения контроллеров (не чаще одного раза в квартал).
  • При достижении емкости АКБ в 10-20% следует приступать к процессу зарядки.
  • В процессе хранения батареи рекомендуется поддерживать ее емкость на уровне 50%, иначе возможно существенное ухудшение характеристик.
  • Не рекомендуется на протяжении длительного времени держать АКБ в жарком или холодном помещении. В первом случае это может привести к снижению длительности эксплуатации, во втором – к резкому падению емкости и прекращению работы оборудования.
Правильная зарядка

Правильная зарядка

Имеются определенные нюансы при зарядке батареи через USB-шнур (поставляется с большинством мобильных устройств) от компьютера. Такой способ пополнения емкости занимает значительно больше времени, поскольку сила тока существенно ниже.

Заряжая устройство в автомобиле, необходимо проверять соответствие адаптера техническим характеристикам смартфона или планшета. В частности, он должен обеспечивать передачу тока силой не менее 1 или 2 ампер, в противном случае зарядка не начнется.

Таким образом, чтобы батарея в устройстве работала как можно дольше, требуется знать, как зарядить ее и как правильно эксплуатировать. Правила эти достаточно простые, но их необходимо соблюдать. В этом случае можно рассчитывать, что АКБ будет функционировать не 400-600 циклов, а все 1500, значит, не придется тратиться на замену батареи. Кроме того, следует помнить, что вышедшие из строя аккумуляторы необходимо специальным образом утилизировать, чтобы не нанести вред окружающей среде.

Видео

Как заряжать литий-ионный аккумулятор новый первый раз

Li-ion аккумулятор

При покупке нового современного устройства, будь то телефон, портативный или планшетный компьютер либо таких инструментов как электродрель или шуруповерт, всегда возникает загвоздка, как правильно зарядить литий-ионный аккумулятор в первый раз.

Батареи этого типа не так привередливы в плане особого подхода к зарядке, как, например, никель-кадмиевые. Однако существует несколько рекомендаций по зарядке, которые помогут продлить срок службы аккумулятора.

Содержание статьи:

Начало эксплуатации

Перед приобретением любого нового устройства, лучше сразу в магазине проверить состояние и работоспособность аккумуляторной батареи. Если оборудование не включается, то лучше отказаться от покупки, ведь есть вероятность, что товар долгое время пролежал на складе, из-за чего ухудшилось состояние батареи.

Аккумулятор Bailong BL-18650

Следует также обратить внимание на дату изготовления аккумулятора и его начальную емкость. При включении устройства заряд должен быть в пределах 40-60%. Дата выпуска нового аккумулятора со склада обычно не превышает 2-3 месяцев.

Перед началом использования необходимо правильным образом произвести первую калибровку прибора, то есть первую зарядку аккумулятора. Калибровка заключается в обновлении параметров состояния батареи. Если аккумулятор изготовлен менее месяца назад, то калибровку можно не производить.

Необязательно перед первой зарядкой полностью разряжать аккумулятор, достаточно разрядить его до значения 10%. Первый раз нежелательно оставлять аккумулятор без контроля во время зарядки – нужно периодически проверять нагрев и батарейки, и блока питания. При обнаружении перегрева требуется немедленно отсоединить устройство от электричества. После достижения полного заряда устройство рекомендуется оставить заряжаться еще на пару часов.

Как заряжать Li-ion аккумулятор 18650

Одна из разновидностей литий-ионных аккумуляторов – это 18650. Их можно встретить в портативных компьютерах, фонариках, электронных сигаретах. По виду они напоминают всем привычную и знакомую пальчиковую батарейку, только чуть больше размером. Преимущество аккумулятор 18650 – высокий уровень емкость и способность долгое время держать заряд.

Аккумулятор Bailong BL-18650 — зарядка

Никаких вопросов не вызывает прямое подсоединение зарядки к самому устройству – например, ноутбуку. В таком случае сам контроллер ноутбука следит за процессом зарядки. Однако бывают ситуации, когда нужно напрямую зарядить литий-ионный аккумулятор 18650. При самостоятельной зарядке подобного аккумулятора за неимением специальных зарядных устройств следует придерживаться следующих рекомендаций:

  1. В начале на аккумулятор подается максимальный ток.
  2. Примерно через час ток понижается до минимального значения, а напряжение – до максимального.
  3. Общее время зарядки не должно превышать 3 часа.

Сейчас в продаже можно найти много зарядных устройств, предназначенных для подзарядки литий-ионных аккумуляторов 18650, которые автоматически выставляют характеристики и время зарядки. К таким ЗУ относятся:

  • Nitecore UM10;
  • iStick 100TC;
  • Litokala Lii500.

Как зарядить батарею «лягушкой»

Лягушка для зарядки аккумулятора

Что делать, если телефон перестал заряжаться? Возможно, причина заключается в износе Li-ion аккумулятора. Не все владельцы электроники знают и соблюдают правила использовании батареек этого типа, что и приводит к их быстрому износу.

Признаки изношенной батареи:

  • телефон очень быстро разряжается;
  • задняя крышка смартфона «вздулась»;
  • устройство периодически самопроизвольно перезагружается.

Негодная батарейка может не заряжается обычным зарядным устройством для телефона. Подзарядить поврежденную батарею можно с помощью универсальной зарядки – «лягушки». Стоит с осторожностью подходить к выбору данной зарядки – китайская «лягушка» можно еще сильнее повредить аккумулятор.

Инструкция, как правильно заряжать «лягушкой»:

Лягушка для зарядки аккумулятора

  1. вынимаем аккумулятор из телефона;
  2. берем «лягушку» и зажимаем на держатель;
  3. соединяем батарею с зарядкой – плюс к плюсу, минус к минусу и фиксируем в этом положении;
  4. подсоединяем зарядное устройство в розетку.

Если батарея исправна, на «лягушке» загорится красный индикатор. После того, как аккумулятор зарядится до 95%, индикатор станет гореть зеленым светом.

Советы по дальнейшему использованию

Литий-ионные источники питания весьма непривередливы, но есть несколько простых правил, соблюдая которые можно продлить их срок службы:

  1. Необходимо производить полную зарядку и разрядку аккумулятора примерно раз в пару месяцев, а впервые заряжать литий-ионный аккумулятор нужно «под завязку». При обычных условиях достаточно добиваться 90% уровня заряда, а разряжать до 10%.

    Современные литий-ионные аккумуляторы

  2. Неиспользуемый аккумулятор нужно хранить в сухом месте при комнатной температуре заряженным примерно наполовину.
  3. Для подзарядки смартфонов и другой электроники премиум-класса нужно использовать только зарядники, рекомендуемые производителем.
  4. Нельзя замораживать и подвергать чрезмерному нагреванию литий-ионный аккумулятор.

Современные литий-ионные аккумуляторы оснащены встроенной защитой от перезаряда и перегрева, но все же стоит бдительно наблюдать за тем, как проходить первая зарядка нового прибора. Соблюдая все рекомендации, а также периодически чередуя циклы полной и неполной (90-95%) зарядки, можно значительно продлить срок использования устройства.

Нужна ли тренировка литиевых аккумуляторов? / Habr

Прошло уже достаточно времени с тех времен, когда Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы безраздельно властвовали в мобильных устройствах, но с самого начала эпохи Li-ion и Li-pol все не утихают споры по поводу того, надо ли «тренировать» эти аккумуляторы сразу после покупки.
Доходит до смешного, в теме обсуждения ZP100 на china-iphone всем новичкам рекомендовали в приказном тоне пройти 10 циклов зарядки-разряда, а только потом приходить с вопросами о аккумуляторах.

Давайте попробуем разобраться, имеет ли такая рекомендация право на жизнь, или это рефлексы спинного мозга (за отсутствием головного, наверное) некоторых индивидуумов, у которых они остались со времен никелевых батарей.

Текст может и наверняка содержит орфографические, пунктуационные, грамматические и другие виды ошибок, включая смысловые. Автор будет благодарен за сведения о них (конечно, в приват, а еще лучше с помощью вот этого замечательного расширения), но не гарантирует их устранение.

О терминологии

  • А (Ампер(A), или миллиампер — мА, микроампер — мкА) — значение силы тока в проводницеке. Может быть как большим, так и маленьким. Ток в 100А может сваривать листы железа, но взяв в руки провода от БП 5В 100А, вы ничего не почувствуете, потому что никаких 100А через вашу кожу не пройдет — сопротивление тела слишком большое для прохождения тока.
  • В (Вольт(V), или милливольт — мВ, микровольт — мкВ) — значение напряжения. Большое напряжение создаст длинную искру, но при маленьком токе источника вас только треснет, но никак не превратит в горстку пепла. Пример — статическое электричество, напряжения составляет до 10кВ, а токи мизерные.
  • Ом (Омы(Ohm), или килоом — кОм, мегаом — МОм) — значение сопротивление. Именно высокое сопротивление вашего тела (приблизительно 15 кОм) позволяет вам держать провода из первого пункта. Проходя по проводу, имеющему сопротивление (а все провода имеют сопротивление, и чем провод дальше из провинции китая тоньше, тем оно выше), напряжение падает на определенную величину, которая зависит от силы тока. Поэтому для обогревателя нужен толстый провод, а для лампочки — тонкий, хоть напряжение в обоих случаях 220В. Применительно к аккумуляторам и батареям (да и вообще ко всем источникам тока), можно говорить о внутреннем сопротивлении. Это сопротивление не даст вам получить большой ток за малое время, хотя аккумулятор при коротком замыкании очень к этому стремится — возникающая искра при замыкании клемм — это как раз несколько ампер тока при напряжении меньше вольта. Связано это с тем, что скорость ионов внутри аккумулятора не очень велика. Вязнут, бедняжки, по колено в полимере
  • Вт (Ватт(W), или милливатт — мВт, дальше вы поняли, да?) — в простейшем представлении, это мощность постоянного тока, вычисляемая умножением вольт на амперы. К примеру, БП ноутбука, который выдает 3А при напряжении в 20В, и лабораторный блок питания, выдающий 3В, при токе в 20А, отдадут в нагрузку одинаковую мощность в 60Вт. Потребят из сети они больше, из-за того, что их КПД не 100% — часть энергии перейдет в тепло.
  • Вт·ч (Ватт-час) — мера энергии. Из названия должно быть понятно, что 1 Вт·ч — это энергия, которую кто-то получит (или отдаст), принимая (или отдавая) мощность в 1Вт в течении часа. Или 60Вт в течении минуты. Вот тот БП выше, он как раз отдает каждый час 60Вт·ч. Вот это «правильная» емкость, которая не дает информации о самом аккумуляторе, но дает полное представление о его емкости.
    Еще есть киловатт-часы, кВт·ч — их пишут в квитанциях. Если оставить БП включенным, он выжрет энергии за месяц на 60Вт·ч*24*30 т.е. примерно на 43кВт·ч, или на 73 рубля. Разумеется, то, что выдает блок питания на выходе(те 20В и 3А) должен кто-то потреблять, ну и о КПД не забываем, это я упростил.
  • А·ч (ампер-часы) — Заряд. Общепринято, хоть и ошибочно называется емкостью. Почему ошибочно? Потому что без напряжения, по одной цифре 5А·ч нельзя ничего понять — это говорит лишь о том, что например аккумулятор может выдать ток в 5 ампер в течении часа. Или один ампер в течении 5 часов. А вот сколько будет выдано энергии в течении этого часа — зависит от напряжения питания и от прожорливости потребителя. Проще говоря, А·ч это Вт·ч, из которых выдрали вольты(Вт — В*А, если В убрать, останется А). Казалось бы, что может быть проще — на аккумуляторе написано 2А·ч, 3.7В, умножай 2 на 3.7, получай 7.4Вт·ч и радуйся. Но есть нюанс(с). Вот он:

    Это график разряда литиевого аккумулятора, на котором видно, что напряжение снижается к концу разряда. А это означает, что простое умножение А·ч на В (которое сработало бы в случае с блоком питания, выдающим стабильное напряжение), дает значение энергии с очень большой погрешностью. Для того, чтоб узнать, сколько ватт-часов в аккумуляторе, можно, например, построить график мощности (которую можно получить умножением мгновенных значений тока и напряжения) а потом найти площадь под кривой этого графика:

    Это сложнее, но зато в результате мы получаем ватт-часы.
  • xC — просто удобное обозначения тока заряда или разряда аккумулятора. Когда говорят о зарядке током 2С, или 0.1С, обычно имеют в виду, что ток должен составлять (2*емкость аккумулятора)/h или (0.1*емкость аккумулятора)/h.
    К примеру, аккумулятор емкостью 720mAh, для которого ток заряда составляет 0.5С, надо заряжать током 0.5*720mAh/h = 360мА
О чтении даташитов

В гугле был найден даташит на аккумулятор, состоящий из одной странички:

Расшифрую, что там написано.
Думаю, что такое Nominal capacity и Minimum capacity всем понятно — обычная емкость, и минимальная емкость. Обозначение 0,2 С означает что такой емкости он достигает, только если его разряжать током в 0.2 от его емкости — 720*0.2=144мА.
Charding voltage и Nominal Voltage — Напряжение зарядки и напряжение работы тоже просто и понятно.
А вот следующий пункт уже сложнее — Зарядка.
Method: CC/CV — Означает, что первую половину процесса зарядки надо поддерживать постоянный ток(он указан ниже, 0.5С стандартно — т.е. 350мА, и 1С максимально — 700мА). А после достижения напряжения на аккумуляторе 4.2в, надо установить постоянное напряжение, те же самые 4.2в.
Пункт ниже — Standart Discharge, Разряд. Предлагают разряжать током от 0.5С — 350мА и до 2С — 1400мА до напряжения 3в. Производители лукавят — на таких токах емкость будет ниже заявленной.
Максимальный ток разряда как раз и определяется внутренним сопротивлением. Но надо различать максимальный ток разряда и максимально-допустимый. Если первый может составлять 5А, и даже более, то второй жестко оговорен — не более 1,4А. Связано это с тем, что при таких больших токах разряда аккумулятор начинает необратимо разрушаться.
Дальше идет информация о весе и температуре работы: зарядка от 0 до 45 градусов, разрядка от -20 до 60. Температура хранения: от -20 до 45 градусов, обычно при заряде 40%-50%.
Время жизни обещают не менее 300 циклов(полный разряд-заряд током 1С) при температуре 23 градуса. Это не означает, что после 300 цикла аккумулятор выключится и больше не включится, нет. Просто производитель гарантирует, что 300 циклов емкость аккумулятора падать не будет. А дальше — как повезет, зависит от токов, температуры, условий работы, партии, положения луны и так далее.
О зарядке

Стандартный метод, которым заряжаются все литиевые аккумуляторы(li-pol, li-ion, lifepo, только токи и напряжения отличаются) это СС-CV, упоминавшийся выше.
В самом начале заряда поддерживаем постоянный ток. Обычно это делают схемой с обратной связью в зарядном устройстве — автоматически подбирается такое напряжение, чтобы ток, проходящий через аккумулятор, был равен необходимому.
Как только это напряжение становится равно 4.2 вольтам(для описываемого аккумулятора), больше поддерживать такой ток нельзя — напряжение на аккумуляторе возрастет слишком сильно(мы помним, что нельзя превышать рабочее напряжение у литиевых аккумуляторов), и он может нагреться и даже взорваться.
Но сейчас аккумулятор заряжен не полностью — обычно на 60%-80%, и для зарядки остальных 40%-20% без взрывов ток надо снизить.
Проще всего это сделать, поддерживая постоянное напряжение на аккумуляторе, и он сам возьмет такой ток, который ему необходим. При снижении этого тока до 30-10мА аккумулятор считается заряженным.
Для иллюстрации всего вышеописанного я раскрасил в фотошопе подготовил график заряда, снятый с подопытного аккумулятора:

В левой части графика, подсвеченной синим, мы видим постоянный ток 0.7А, в то время как напряжение постепенно поднимается с 3.8В до 4.2В. Также видно, что за первую половину заряда аккумулятор достигает 70% своей емкости, в то время как за оставшееся время — всего 30%
О технологии тестирования

В качестве подопытного был выбран вот такой аккумулятор:

К нему был подключен Imax B6(я писал про него вот тут):

Который сливал на компьютер информацию о заряде-разряде. Графики строились в LogView.
Потом я просто подходил раз в несколько часов и попеременно включал заряд-разряд.
О результатах

В результате кропотливой работы(а вы сами попробуйте тыкать зарядку на протяжении 2 недель) были получены два графика:

Как понятно из его названия, он показывает изменение емкости аккумулятора на протяжении первых 10 циклов. Она немного плавает, но колебания составляют около 5% и не имеют тенденции. В целом, емкость аккумулятора не изменяется. Все точки сняты при разряде током 1С(0.7А), что соответствует активной работе смартфона.
Две из трех точек в конце графика — показывают, как изменяется емкость при низкой температуре аккумулятора. Последняя — как изменяется емкость при разряде большим током. Об этом следующий график:


Показывает, что чем больше ток разряда — тем меньше энергии можно получить с аккумулятора. Хотя, вот хохма, даже на самом мизерном токе в 100мА аккумулятор по емкости не соответствует даташиту. Все врут.

Хотя нет, тест аккумулятора от Mugen Power на 1900mAh для Zopo ZP100 показал вполне честные почти-два-ампера:

А вот китайский аккумулятор на 5000mAh набрал всего 3000:

О выводах

  1. Тренировка литиевых аккумуляторов, состоящих из одной банки, бессмысленна. Не вредна, но тратит циклы работы аккумуляторов. В мобильных устройствах тренировку нельзя даже оправдать работой контроллера — параметры аккумулятора одинаковы, не меняются в зависимости от модели и времени. Единственное, на что может влиять недостаточный разряд — на точность показаний индикатора заряда (но не на время работы), но для этого достаточно одной полной разрядки раз в полгода.
    Еще раз. Если у вас плеер, телефон, рация, кпк, планшет, дозиметр, мультиметр, часы или любой другой мобильный девайс, использующий аккумулятор Li-Ion или Li-Pol(если он съемный, на нем будет написано, если он не съемный — то 99% это литий) — «тренировка» длиннее одного цикла бесполезна. Один цикл тоже, скорее всего, бесполезен.
    Если у вас аккумулятор для управляемых моделей, то первые несколько циклов надо разряжать малыми токами(малыми, хе-хе. Для них малые — это 3-5С. Это вообще-то полтора ампера на 11 вольтах. А рабочие токи там до 20С). Ну, кто пользуется этими аккумуляторами, тот знает. А всем остальным это не пригодится, разве что для общего развития.
  2. В некоторых случаях, при использовании батарей с несколькими банками полный разряд-заряд может увеличить емкость. В батареях ноутбуков, если производитель поскупился на умный контроллер батареи, который не балансирует банки в последовательном соединении при каждом заряде, полный цикл может увеличить емкость на следующую пару циклов. Происходит это за счет выравнивания напряжения на всех банках, что приводит к их полному заряду. Несколько лет назад мне попадались ноутбуки с такими контроллерами. Сейчас не знаю.
  3. Не верьте надписям на этикетках. Особенно китайским. В прошлом топике я приводил ссылку, в которой огромный тест китайских батарей не выявил ни одной, емкость которой соответствовала надписи. НИ ОДНОЙ! Всегда завышают. А если не завышают, гарантируют емкость только в тепличных условиях и при разряде малым током.
  4. Держите аккумулятор в тепле. Смарт в кармане джинс будет работать немного дольше, чем в наружном кармане куртки. Разница может составлять 30%, а зимой и того больше.
  5. Подписывайтесь на меня. Сделать это можно в моем профиле(кнопка «подписаться»).

Как заряжать li-ion аккумуляторы

Зарядить литий-ионных (li-ion) аккумуляторы можно зарядными устройствами или самостоятельно. Не будем рассматривать устройство  li-ion  и полимерных (li-pol)  аккумуляторов, а сразу перейдем к практике. Оба типа аккумулятора заряжаются одинаково поэтому далее будем говорить о li-ion.

Правила заряда Li-Ion аккумулятора:

  • Аккумулятор можно заряжать только при температуре от 0 до +45 градусов. Пока аккумулятор не согреется, нормально брать заряд он не будет;
  • Минимальное напряжение для Li-Ion аккумулятора 2,5 или 3 вольта, в зависимости от химического состава. Лучше ориентироваться на 3В;
  • Номинальное напряжение 3,7 В;
  • Максимальное напряжение  заряда 4,2В или 4,3В, в зависимости от химического состава. Лучше ориентироваться на 4,2В;
  • Емкость указанна на батареи или устройстве, назовем ее C. Далее будет понятно зачем ее знать для заряда;
  • Нормальный режим заряда: ток ограничен 0,5*C (т.е. значение равное половине емкости батареи), напряжение ограничено 4,2В;
  • Если батарея разряжена до 3В и ниже: ток должен быть ограничен 0,1*C до того времени пока напряжение не превысит 3В;
  • Батарея заряжается до того времени, пока ток не перестанет уменьшаться или его не будет вообще, если при этом вы ограничили напряжение 4,2В. Если напряжение не ограничиваете — до того как напряжение не поднимется до 4,2В;
  • Никогда не поднимайте напряжение выше 4,2 или 4,3 вольт. При стабильном превышении напряжения на электродах происходит отложение. В лучшем случае батарея навсегда потеряет в емкости. При длительном процессе отложение вызывает замыкание. Возможен ее нагрев, разрушение электродов и возгорание.

 

Зарядка li-ion аккумулятораЗарядка li-ion аккумулятораЗарядка li-ion аккумулятора

Дополнительно

Для самостоятельного заряда Вам нужно ограничивать напряжение и силу тока. идеальный вариант для этого лабораторный источник питания.

Допустимые и рекомендуемые режимы заряда и разряда указаны в документации на конкретную батарею, если ее удается найти. Например в мощных смартфонах аккумуляторы заряжаются током значительно превышающим половину емкости.

В литий-ионных аккумуляторах с напряжением выше 3,7 В аккумуляторы соединены параллельно. Поделив напряжение аккумулятора на 3,7 получается число последовательно соединенных аккумуляторов. Умножив число аккумуляторов на 3, получим минимальное напряжение для вашей батареи. Умножив на 4,2 получим максимальное напряжение.

Li-Ion аккумуляторы практически лишены «эффекта памяти» поэтому не нуждаются в тренировке. Старайтесь не разряжать батарею полностью и не держать постоянно заряженной.

Оптимальный заряд для батареи 50-80%. Однако мучится и выдерживать такие значения при использовании ноутбука, смартфона или даже фонарика — бессмысленно. Обычно заряжают когда удобно и по необходимости, разряжается до скольки придется. Li-Ion для этого и создан, нет смысла себя ограничивать.

Следуя вышеперечисленному методы зарядки батарей большими напряжениями или током «для толчка» вредны АКБ. Лучше оставьте батарею на малом токе на несколько часов или пару дней. Это более бережливый способ оживить батарею. Это позволит контроллеру отработать как положено и разрешить заряд нормальными токами.

Пожалуй на этом все, удачных зарядок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *