Dnes se speciální baterie používají pro mobilní zařízení, domácí spotřebiče a nářadí. Liší se výkonnostními charakteristikami. Aby baterie fungovala po dlouhou dobu, bez poruch, musíte vzít v úvahu požadavky výrobců prezentovaných produktů.

Jedním z nejoblíbenějších typů jsou dnes Li-Ion baterie. Jak správně nabíjet tento typ baterie, stejně jako funkce jeho provozu, je třeba podrobně zvážit před provozem zařízení.

obecné charakteristiky

Jedním z nejrozšířenějších typů baterií je dnes typ Li-Ion. Taková zařízení jsou relativně levná. Zároveň jsou nenáročné na provozní podmínky. V tomto případě má uživatel zřídka otázku, jak správně nabíjet válcovou baterii Li-Ion 18650 nebo jiný typ.

Prezentované baterie se nejčastěji instalují do smartphonů, notebooků, tabletů a dalších podobných zařízení. Prezentované baterie se vyznačují odolností a spolehlivostí. Nebojí se úplného vybití.

Jedním z hlavních rysů prezentovaných produktů je absence „paměťového efektu“. Tyto baterie lze nabíjet téměř kdykoli. K „paměťovému efektu“ dochází, když baterie není zcela vybitá. Pokud v ní zbývá malé množství náboje, kapacita baterie se začne časem snižovat. To povede k nedostatečnému napájení zařízení. U lithium-iontových baterií je „paměťový efekt“ minimalizován.

Design

Konstrukce lithium-iontové baterie závisí na typu zařízení, pro které je určena. Mobilní telefon používá baterii zvanou „jar“. Má obdélníkový tvar a obsahuje jeden konstrukční prvek. Jeho jmenovité napětí je 3,7V.

Prezentovaný typ baterie pro notebook má zcela odlišný design. Může v něm být několik jednotlivých článků baterie (2-12 kusů). Každý z nich má válcový tvar. Jedná se o baterie Li-Ion 18650. Výrobce zařízení podrobně uvádí, jak je správně nabíjet. Tato konstrukce obsahuje speciální ovladač. Vypadá to jako mikroobvod. Ovladač řídí proces nabíjení a nedovolí, aby byla překročena jmenovitá kapacita baterie.

Moderní baterie pro tablety a chytré telefony poskytují také funkci kontroly nabíjení. To výrazně prodlužuje životnost baterie. Je chráněn před různými nepříznivými faktory.

Funkce nabíjení

Při zvažování, jak správně nabíjet Li-Ion baterie telefonu, notebooku a dalšího vybavení, musíte věnovat pozornost provozním funkcím prezentovaného zařízení. Je třeba říci, že lithium-iontové baterie nesnášejí hluboké vybíjení a přebíjení. To je řízeno speciálním zařízením, které je přidáno do konstrukce (ovladač).

Ideální je udržovat nabití prezentovaného typu baterie na úrovni 20 až 80 % plné kapacity. Ovladač to sleduje. Odborníci ale nedoporučují nechávat zařízení neustále připojené k nabíjení. To výrazně snižuje životnost baterie. V tomto případě je regulátor vystaven konstantní zátěži. V průběhu času se kvůli tomu může snížit jeho funkčnost.

Zároveň ovladač také nedovolí hluboké vybití. Jednoduše v určité chvíli vypne baterii. Tato ochranná funkce je mimořádně potřebná. V opačném případě by uživatel mohl baterii náhodně přebít nebo vybít. Moderní baterie také poskytují kvalitní ochranu proti přehřátí.

Princip činnosti baterie

Abyste pochopili, jak správně nabíjet Li-Ion baterii (novou nebo použitou), musíte zvážit princip jejího fungování. To vám umožní posoudit potřebu sledovat úroveň vybití a nabití zařízení.

Lithiové ionty v baterii tohoto typu se pohybují z jedné elektrody na druhou. V tomto případě se objeví elektrický proud. Elektrody mohou být vyrobeny z různých materiálů. Tento indikátor má menší vliv na výkonnostní charakteristiky zařízení.

Lithné ionty rostou na krystalové mřížce elektrod. Ty druhé zase mění svůj objem a složení. Když je baterie nabitá nebo vybitá, na jedné z elektrod je více iontů. Čím vyšší zatížení kovových konstrukčních prvků lithium klade, tím kratší bude životnost zařízení. Proto je lepší nedovolit, aby se na jedné nebo druhé elektrodě usadilo vysoké procento iontů.

Možnosti nabíjení

Před použitím baterie je třeba zvážit, jak správně nabíjet Li-Ion baterii smartphonu, tabletu a dalšího zařízení. Existuje několik způsobů, jak to udělat.

Jedním z nejsprávnějších řešení by bylo použití nabíječky. Je dodáván kompletní s elektronickým zařízením od všech výrobců.

Druhou možností je nabíjení baterie ze stolního počítače připojeného k domácí síti. K tomu slouží USB kabel. V tomto případě bude nabíjení trvat déle než při použití prvního způsobu.

Tento postup můžete provést pomocí zapalovače cigaret ve vašem autě. Další méně oblíbenou metodou je nabíjení lithium-iontové baterie pomocí univerzálního zařízení. Říká se mu také „žaba“. Nejčastěji se taková zařízení používají k dobíjení baterií smartphonů. Kontakty tohoto zařízení lze nastavit na šířku.

Nabíjení nové baterie

Nová baterie musí být správně uvedena do provozu. K tomu musí být váš telefon, tablet nebo jiné zařízení zcela vybité. Pouze když se zařízení vypne, může být připojeno k síti. Ovladač zabrání přílišnému vybití baterie. Je to on, kdo vypne zařízení, když baterie ztratí kapacitu na předem stanovenou úroveň.

Dále je třeba připojit elektrické zařízení k síti pomocí standardní nabíječky. Postup se provádí, dokud se indikátor nerozsvítí zeleně. Zařízení můžete nechat online ještě několik hodin. Tento postup se provádí několikrát. Není potřeba speciálně vybíjet telefon, tablet nebo notebook.

Normální nabíjení

Vědět, jak správně nabíjet Li-Ion baterie, může výrazně prodloužit životnost baterie. Odborníci doporučují u nové baterie dodržet správný postup tohoto procesu. Poté není vhodné baterii zcela vybít. Když indikátor ukazuje, že kapacita baterie je nabitá pouze na 14-15 %, je třeba ji připojit k síti.

Zároveň se také nedoporučuje používat k naplnění kapacity baterie jiná zařízení než standardní. Má maximální přijatelné proudové hodnoty povolené pro konkrétní model baterie. Jiné možnosti by měly být použity pouze v případě, že je to nezbytně nutné.

Kalibrace

Při studiu otázky, jak správně nabíjet Li-Ion baterie, musíte vědět ještě jednu nuanci. Odborníci doporučují toto zařízení pravidelně kalibrovat. Koná se jednou za tři měsíce.

Za prvé, v normálním režimu musíte vybít elektrické zařízení před jeho vypnutím. Dále je připojen k síti. Nabíjení pokračuje, dokud se indikátor nerozsvítí zeleně (baterie je nabitá na 100 %). Tento postup je nutné dodržet, aby regulátor fungoval správně.

Při provádění takového postupu určuje obvodová deska baterie limity nabíjení a vybíjení. To je nezbytné pro zajištění normálního provozu regulátoru a zabránění poruchám. V tomto případě se používá standardní nabíječka, kterou výrobce dodává k telefonu, tabletu nebo notebooku.

Úložný prostor

Aby baterie fungovala co nejdéle a efektivně, je třeba zvážit také otázku, jak správně nabíjet Li-Ion baterii pro skladování. V některých případech může nastat situace, kdy se zařízení pro napájení zařízení dočasně nepoužívá. V tomto případě musí být řádně připravena ke skladování.

Baterie je nabitá na 50 %. V tomto stavu lze skladovat poměrně dlouho. Okolní teplota by však měla být kolem 15 ºC. Pokud se zvýší, zvýší se rychlost, se kterou baterie ztrácí svou kapacitu.

Pokud je potřeba baterii skladovat dostatečně dlouhou dobu, je nutné ji jednou za měsíc zcela vybít a nabít. Baterie dosáhne 100 % své specifikované kapacity. Poté se zařízení opět vybije a nabije na 50 %. Pokud se tento postup provádí pravidelně, může být baterie skladována po velmi dlouhou dobu. Poté bude plně použitelný.

Zvážením, jak správně nabíjet Li-Ion baterie, můžete výrazně prodloužit životnost tohoto typu baterií.

Lithium-iontové (li-ion) baterie můžete nabíjet pomocí nabíječek nebo sami. Nebudeme uvažovat o konstrukci li-ion a polymerových (li-pol) baterií, ale okamžitě přejdeme k praxi. Oba typy baterií se nabíjejí stejně, takže dále budeme hovořit o li-ion.

Pravidla pro nabíjení Li-Ion baterie:

• Baterii lze nabíjet pouze při teplotách od 0 do +45 stupňů. Dokud se baterie nezahřeje, nebude se normálně nabíjet;
• Minimální napětí pro Li-Ion baterii je 2,5 nebo 3 volty v závislosti na chemickém složení. Je lepší se zaměřit na 3B;
• Jmenovité napětí 3,7 V;
• Maximální nabíjecí napětí je 4,2 V nebo 4,3 V, v závislosti na chemickém složení. Je lepší se zaměřit na 4,2V;
• Kapacita je uvedena na baterii nebo zařízení, říkejme jí C. Dále bude jasné, proč ji pro nabíjení potřebujete znát;
• Normální režim nabíjení: proud je omezen na 0,5*C (tj. hodnota rovna polovině kapacity baterie), napětí je omezeno na 4,2V;
• Pokud je baterie vybitá na 3V a méně: proud by měl být omezen na 0,1*C, dokud napětí nepřekročí 3V;
• Baterie se nabíjí tak dlouho, dokud proud nepřestane klesat nebo není proud vůbec žádný, pokud jste omezili napětí na 4,2V. Pokud napětí neomezíte, dokud napětí nezvýší na 4,2V;
• Nikdy nezvyšujte napětí nad 4,2 nebo 4,3 voltů. Při soustavném překračování napětí se na elektrodách objevují usazeniny. V lepším případě baterie ztratí kapacitu navždy. Pokud proces trvá delší dobu, usazenina způsobí zkrat. Může se zahřát, zničit elektrody a vznítit.

dodatečně

Chcete-li se nabíjet, musíte omezit napětí a proud. Ideální pro tento laboratorní zdroj.

V lithium-iontových bateriích s napětím nad 3,7 V jsou baterie zapojeny paralelně. Vydělením napětí baterie 3,7 získáme počet baterií zapojených do série. Vynásobením počtu baterií 3 získáte minimální napětí pro vaši baterii. Vynásobením 4,2 dostaneme maximální napětí.

Li-Ion baterie prakticky postrádají „paměťový efekt“, a proto nevyžadují školení. Snažte se baterii úplně nevybít nebo ji udržovat neustále nabitou.

Optimální nabití baterie je 50-80%. Je však zbytečné trpět a udržovat takové hodnoty při používání notebooku, smartphonu nebo dokonce baterky. Obvykle se nabíjejí, když je to vhodné a když je to nutné, a vybíjejí se, dokud je to nutné. K tomu byl Li-Ion stvořen, nemá smysl se omezovat.

Dodržování výše uvedených metod nabíjení baterií vysokým napětím nebo „skokovými“ proudy je pro baterii škodlivé. Je lepší ponechat baterii na nízkém proudu několik hodin nebo několik dní. Jedná se o ekonomičtější způsob oživení baterie. To umožní regulátoru pracovat podle očekávání a umožní nabíjení normálními proudy.

To je asi vše, šťastné cvičení.

Moderní mobilní telefony, notebooky a tablety používají lithium-iontové baterie. Postupně nahradily alkalické baterie z trhu přenosné elektroniky. Dříve všechna tato zařízení používala nikl-kadmiové a nikl-metal hydridové baterie. Ale jejich dny jsou pryč, protože Li─Ion baterie mají lepší vlastnosti. Pravda, nemohou ve všech ohledech nahradit alkalické. Nedosažitelné jsou pro ně například proudy, které dokážou produkovat nikl-kadmiové baterie. To není rozhodující pro napájení smartphonů a tabletů. V oblasti přenosného elektrického nářadí, které odebírá velký proud, jsou však alkalické baterie stále správnou cestou. Práce na vývoji baterií s vysokými vybíjecími proudy bez kadmia však pokračují. Dnes si povíme něco o lithium-iontových bateriích, jejich konstrukci, provozu a perspektivách vývoje.

Úplně první bateriové články s lithiovou anodou byly uvedeny na trh v sedmdesátých letech minulého století. Měly vysokou měrnou energetickou náročnost, díky čemuž byly okamžitě žádané. Odborníci se dlouho snažili vyvinout zdroj na bázi alkalického kovu, který má vysokou aktivitu. Díky tomu bylo dosaženo vysokého napětí tohoto typu baterie a hustoty energie. Zároveň byl vývoj designu takových prvků dokončen poměrně rychle, ale jejich praktické použití způsobilo potíže. Zabývaly se jimi až v 90. letech minulého století.

Během těchto 20 let vědci dospěli k závěru, že hlavním problémem je lithiová elektroda. Tento kov je velmi aktivní a během provozu došlo k řadě procesů, které nakonec vedly ke vznícení. Tomu se začalo říkat ventilace vytvářející plamen. Kvůli tomu byli výrobci na počátku 90. let nuceni stáhnout baterie vyrobené pro mobilní telefony.

Stalo se tak po sérii nehod. V době rozhovoru dosáhl proud odebíraný z baterie svého maxima a začala ventilace s vyšlehnutím plamenů. V důsledku toho se vyskytlo mnoho případů, kdy uživatelé utrpěli popáleniny obličeje. Vědci proto museli vylepšit design lithium-iontových baterií.

Lithium metal je extrémně nestabilní, zvláště při nabíjení a vybíjení. Vědci proto začali vytvářet lithiovou baterii bez použití lithia. Začaly se používat ionty tohoto alkalického kovu. Odtud pochází jejich název.

Lithium-iontové baterie mají nižší hustotu energie než . Jsou však bezpečné, pokud jsou dodržovány normy nabíjení a vybíjení.

Reakce vyskytující se v Li─Ion baterii

Průlomem ve směru zavádění lithium-iontových baterií do spotřební elektroniky byl vývoj baterií, ve kterých byla záporná elektroda vyrobena z uhlíkového materiálu. Krystalická mřížka uhlíku byla velmi vhodná jako matrice pro interkalaci iontů lithia. Pro zvýšení napětí baterie byla kladná elektroda vyrobena z oxidu kobaltu. Potenciál lehkého oxidu kobaltnatého je přibližně 4 volty.

Provozní napětí většiny lithium-iontových baterií je 3 volty nebo více. Během procesu vybíjení na záporné elektrodě je lithium deinterkalováno z uhlíku a interkalováno do oxidu kobaltu kladné elektrody. Během procesu nabíjení probíhají procesy obráceně. Ukazuje se, že v systému není žádné kovové lithium, ale jeho ionty fungují, pohybují se z jedné elektrody na druhou a vytvářejí elektrický proud.

Reakce na záporné elektrodě

Všechny moderní komerční modely lithium-iontových baterií mají zápornou elektrodu vyrobenou z materiálu obsahujícího uhlík. Složitý proces interkalace lithia na uhlík do značné míry závisí na povaze tohoto materiálu a také na látce elektrolytu. Uhlíková matrice na anodě má vrstvenou strukturu. Strukturu lze objednat (přírodní nebo syntetický grafit) nebo částečně objednat (koks, saze atd.).

Během interkalace ionty lithia oddělují uhlíkové vrstvy a vkládají se mezi ně. Získají se různé interkaláty. Při interkalaci a deinterkalaci se měrný objem uhlíkové matrice nevýznamně mění. Kromě uhlíkového materiálu lze v záporné elektrodě použít stříbro, cín a jejich slitiny. Snaží se také používat kompozitní materiály s křemíkem, sulfidy cínu, sloučeninami kobaltu atd.

Reakce na kladné elektrodě

Primární lithiové články (baterie) často používají k výrobě kladné elektrody různé materiály. V bateriích to nelze a výběr materiálu je omezený. Kladná elektroda Li─Ion baterie je proto vyrobena z lithiového oxidu niklu nebo kobaltu. Lze použít i lithium-manganové spinely.

V současné době probíhá výzkum směsných fosfátových nebo směsných oxidových materiálů pro katodu. Jak odborníci prokázali, takové materiály zlepšují elektrické vlastnosti lithium-iontových baterií. Vyvíjejí se také způsoby nanášení oxidů na povrch katody.

Reakce, ke kterým dochází v lithium-iontové baterii během nabíjení, lze popsat následujícími rovnicemi:

kladná elektroda

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

záporná elektroda

С + xLi + + xe — → CLi x

Během procesu vybíjení probíhají reakce opačným směrem.

Níže uvedený obrázek schematicky znázorňuje procesy probíhající v lithium-iontové baterii během nabíjení a vybíjení.

Konstrukce lithium-iontové baterie

Li─Ion akumulátory jsou dle svého provedení vyráběny ve válcovém a hranolovém provedení. Válcový design představuje roli elektrod se separačním materiálem pro oddělení elektrod. Tato role je umístěna v pouzdře vyrobeném z hliníku nebo oceli. K němu je připojena záporná elektroda.

Kladný kontakt je vyveden ve formě kontaktní podložky na konci baterie.

Li-Ion baterie s prizmatickým designem se vyrábí naskládáním obdélníkových desek na sebe. Takové baterie umožňují, aby byl obal hustší. Obtíž spočívá v udržení tlakové síly na elektrody. Existují prizmatické baterie s válcovou sestavou elektrod stočených do spirály.

Konstrukce každé lithium-iontové baterie zahrnuje opatření k zajištění jejího bezpečného provozu. Týká se to především prevence zahřívání a vznícení. Pod krytem baterie je instalován mechanismus, který zvyšuje odpor baterie s rostoucím teplotním koeficientem. Když se tlak uvnitř baterie zvýší nad povolenou mez, mechanismus přeruší kladný pól a katodu.

Pro zvýšení provozní bezpečnosti musí navíc Li-Ion baterie používat elektronickou desku. Jeho účelem je řídit procesy nabíjení a vybíjení, aby se zabránilo přehřátí a zkratům.

V současné době se vyrábí mnoho prizmatických lithium-iontových baterií. Uplatnění najdou v chytrých telefonech a tabletech. Konstrukce prizmatických baterií se může u různých výrobců často lišit, protože nemají jedinou unifikaci. Elektrody opačné polarity jsou odděleny separátorem. K jeho výrobě se používá porézní polypropylen.

Provedení Li-Ion a dalších typů lithiových baterií je vždy zapečetěno. Toto je povinný požadavek, protože únik elektrolytu není povolen. Pokud prosakuje, poškodí se elektronika. Utěsněný design navíc zabraňuje vnikání vody a kyslíku do baterie. Pokud se dostanou dovnitř, zničí baterii v důsledku reakce s elektrolytem a elektrodami. Výroba komponentů pro lithiové baterie a jejich montáž probíhá ve speciálních suchých boxech v argonové atmosféře. V tomto případě se používají složité techniky svařování, těsnění atd.

Pokud jde o množství aktivní hmoty Li-Ion baterie, výrobci vždy hledají kompromis. Potřebují dosáhnout maximální kapacity a zajistit bezpečný provoz. Jako základ se bere následující vztah:

Ao / A p = 1,1, kde

A o – aktivní hmotnost záporné elektrody;

A n je aktivní hmotnost kladné elektrody.

Tato rovnováha zabraňuje tvorbě lithia (čistého kovu) a zabraňuje požáru.

Parametry Li-Ion baterií

Dnes vyráběné lithium-iontové baterie mají vysokou měrnou energetickou kapacitu a provozní napětí. To druhé je ve většině případů mezi 3,5 a 3,7 volty. Energetická náročnost se pohybuje od 100 do 180 watthodin na kilogram nebo 250 až 400 na litr. Před časem výrobci neuměli vyrábět baterie s kapacitou vyšší než několik ampérhodin. Nyní byly odstraněny problémy bránící rozvoji v tomto směru. Takže se začaly prodávat lithiové baterie s kapacitou několika set ampérhodin.

Vybíjecí proud moderních Li─Ion baterií se pohybuje od 2C do 20C. Pracují v rozsahu okolních teplot od -20 do +60 Celsia. Existují modely, které jsou v provozu při -40 stupních Celsia. Ale hned stojí za to říci, že speciální série baterií fungují při teplotách pod nulou. Běžné lithium-iontové baterie pro mobilní telefony jsou při teplotách pod nulou nefunkční.

Samovybíjení tohoto typu baterie je 4-6 procent během prvního měsíce. Poté klesá a činí procento ročně. To je výrazně méně než u nikl-kadmiových a nikl-metal hydridových baterií. Životnost je přibližně 400-500 cyklů nabití-vybití.

Nyní si povíme něco o provozních vlastnostech lithium-iontových baterií.

Provoz lithium-iontových baterií

Nabíjení Li─Ion baterií

Nabíjení lithium-iontových baterií je obvykle kombinované. Nejprve se nabíjejí konstantním proudem 0,2-1C, dokud nedosáhnou napětí 4,1-4,2V. A pak se nabíjení provádí při konstantním napětí. První fáze trvá asi hodinu a druhá asi dvě. Pro rychlejší nabíjení baterie se používá pulzní režim. Zpočátku se vyráběly Li-Ion baterie s grafitem a byl pro ně stanoven limit napětí 4,1 voltu na článek. Faktem je, že při vyšším napětí v prvku začaly vedlejší reakce zkracující životnost těchto baterií.

Postupně byly tyto nevýhody odstraněny dopováním grafitu různými přísadami. Moderní lithium-iontové články se bez problémů nabíjejí až 4,2 V. Chyba je 0,05 voltu na prvek. Existují skupiny Li─Ion baterií pro vojenský a průmyslový sektor, kde je vyžadována zvýšená spolehlivost a dlouhá životnost. U takových baterií je maximální napětí na článek 3,90 voltů. Mají o něco nižší energetickou hustotu, ale zvýšenou životnost.

Pokud nabíjíte lithium-iontovou baterii proudem 1C, pak doba plného získání kapacity bude 2-3 hodiny. Baterie se považuje za plně nabitou, když se napětí zvýší na maximum a proud klesne na 3 procenta hodnoty na začátku procesu nabíjení. To je vidět na níže uvedeném grafu.

Níže uvedený graf ukazuje fáze nabíjení Li─Ion baterie.

Proces nabíjení se skládá z následujících kroků:

• Fáze 1. V této fázi protéká baterií maximální nabíjecí proud. Pokračuje, dokud není dosaženo prahového napětí;
• Stupeň 2. Při konstantním napětí na baterii nabíjecí proud postupně klesá. Tato fáze se zastaví, když proud klesne na 3 procenta počáteční hodnoty;
• Fáze 3. Pokud je baterie uložena, pak v této fázi dochází k periodickému nabíjení, které kompenzuje samovybíjení. To se provádí přibližně každých 500 hodin.
  Z praxe je známo, že zvýšení nabíjecího proudu nezkrátí dobu nabíjení baterie. Jak se proud zvyšuje, napětí stoupá rychleji k prahové hodnotě. Pak ale druhá fáze nabíjení trvá déle. Některé nabíječky (nabíječky) dokážou nabít Li─Ion baterii za hodinu. V takových nabíječkách není druhý stupeň, ale ve skutečnosti je baterie v tomto okamžiku nabitá asi na 70 procent.

Pokud jde o tryskové nabíjení, není použitelné pro lithium-iontové baterie. To je vysvětleno skutečností, že tento typ baterie nemůže absorbovat přebytečnou energii při dobíjení. Tryskové nabíjení může vést k přechodu některých iontů lithia do kovového stavu (valence 0).

Krátké nabití dobře kompenzuje samovybíjení a ztrátu elektrické energie. Nabíjení ve třetím stupni lze provádět každých 500 hodin. Zpravidla se provádí, když je napětí baterie sníženo na 4,05 V na jednom prvku. Nabíjení se provádí, dokud napětí nestoupne na 4,2 V.

Za zmínku stojí špatná odolnost lithium-iontových baterií proti přebíjení. V důsledku dodání přebytečného náboje na uhlíkovou matrici (negativní elektroda) může začít usazování kovového lithia. Má velmi vysokou chemickou aktivitu a interaguje s elektrolytem. V důsledku toho začíná uvolňování kyslíku na katodě, což ohrožuje zvýšení tlaku v krytu a odtlakování. Pokud tedy nabíjíte Li─Ion prvek obcházející regulátor, nedovolte, aby nabíjecí napětí vzrostlo výše, než doporučuje výrobce baterie. Pokud budete baterii neustále dobíjet, zkrátí se její životnost.

Výrobci věnují bezpečnosti Li-Ion baterií velkou pozornost. Nabíjení se zastaví, když napětí vzroste nad povolenou úroveň. Je také instalován mechanismus pro vypnutí nabíjení, když teplota baterie stoupne nad 90 Celsia. Některé moderní modely baterií mají ve svém designu mechanický spínač. Spouští se při zvýšení tlaku uvnitř pouzdra baterie. Mechanismus regulace napětí elektronické desky odpojuje plechovku od okolního světa na základě minimálního a maximálního napětí.

Existují lithium-iontové baterie bez ochrany. Jedná se o modely obsahující mangan. Po dobití tento prvek pomáhá inhibovat metalizaci lithia a uvolňování kyslíku. Proto v takových bateriích již není potřeba ochrany.

Skladovací a vybíjecí charakteristiky lithium-iontových baterií

Lithiové baterie se celkem dobře skladují a samovybíjení za rok je pouze 10-20% v závislosti na podmínkách skladování. Ale zároveň degradace článků baterie pokračuje, i když se nepoužívá. Obecně platí, že všechny elektrické parametry lithium-iontové baterie se mohou u každého konkrétního případu lišit.

Například napětí při vybíjení se mění v závislosti na stupni nabití, proudu, okolní teplotě atd. Životnost baterie je ovlivněna proudy a režimy cyklu vybíjení-nabíjení a teplotou. Jednou z hlavních nevýhod Li-Ion baterií je jejich citlivost na režim nabíjení-vybíjení, a proto poskytují mnoho různých typů ochrany.

Níže uvedené grafy ukazují vybíjecí charakteristiky lithium-iontových baterií. Zkoumají závislost napětí na vybíjecím proudu a okolní teplotě.

Jak vidíte, se zvyšujícím se vybíjecím proudem je pokles kapacity nevýznamný. Zároveň se ale znatelně snižuje provozní napětí. Podobný obrázek je pozorován při teplotách nižších než 10 stupňů Celsia. Za pozornost také stojí počáteční pokles napětí baterie.

Pokrok jde dopředu a lithiové baterie stále častěji nahrazují tradičně používané NiCd (nikl-kadmiové) a NiMh (nikl-metal hydridové) baterie.
Při srovnatelné hmotnosti jednoho prvku má lithium vyšší kapacitu, navíc napětí prvku je třikrát vyšší – 3,6 V na prvek, místo 1,2 V.
Cena lithiových baterií se začala blížit konvenčním alkalickým bateriím, jejich hmotnost a velikost jsou mnohem menší a kromě toho se mohou a měly by se nabíjet. Výrobce uvádí, že vydrží 300-600 cyklů.
Existují různé velikosti a vybrat si tu správnou není těžké.
Samovybíjení je tak nízké, že sedí roky a zůstávají nabité, tzn. Zařízení zůstává v provozu v případě potřeby.

"C" znamená kapacitu

Často se vyskytuje označení jako „xC“. Jde jednoduše o pohodlné označení nabíjecího nebo vybíjecího proudu baterie s podíly její kapacity. Odvozeno z anglického slova „Capacity“ (kapacita, kapacita).
Když mluví o nabíjení proudem 2C, nebo 0,1C, obvykle tím myslí, že proud by měl být (2 × kapacita baterie)/h, respektive (0,1 × kapacita baterie)/h.
Například akumulátor s kapacitou 720 mAh, u kterého je nabíjecí proud 0,5 C, je nutné nabíjet proudem 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA, to platí i pro vybíjení.

Jednoduchou nebo nepříliš jednoduchou nabíječku si můžete vyrobit sami, záleží na vašich zkušenostech a možnostech.

Schéma zapojení jednoduché nabíječky LM317

Rýže. 5.

Aplikační obvod zajišťuje poměrně přesnou stabilizaci napětí, která se nastavuje potenciometrem R2.
Stabilizace proudu není tak kritická jako stabilizace napětí, takže stačí stabilizovat proud pomocí bočníku Rx a tranzistoru NPN (VT1).

Požadovaný nabíjecí proud pro konkrétní lithium-iontovou (Li-Ion) a lithium-polymerovou (Li-Pol) baterii se volí změnou odporu Rx.
Odpor Rx přibližně odpovídá následujícímu poměru: 0,95/Imax.
Hodnota odporu Rx uvedená v diagramu odpovídá proudu 200 mA, jedná se o přibližnou hodnotu, záleží také na tranzistoru.

Je nutné zajistit radiátor v závislosti na nabíjecím proudu a vstupním napětí.
Vstupní napětí musí být alespoň o 3 V vyšší než napětí baterie pro normální provoz stabilizátoru, což je pro jednu plechovku 7-9 V.

Schéma zapojení jednoduché nabíječky na LTC4054

Rýže. 6.

Ovladač nabíjení LTC4054 můžete odstranit ze starého mobilního telefonu, například Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Rýže. 7. Tento malý 5nohý čip je označen „LTH7“ nebo „LTADY“

Nebudu zacházet do nejmenších detailů práce s mikroobvodem, vše je v datovém listu. Popíšu jen ty nejnutnější vlastnosti.
Nabíjecí proud až 800 mA.
Optimální napájecí napětí je od 4,3 do 6 Voltů.
Indikace nabití.
Ochrana proti zkratu na výstupu.
Ochrana proti přehřátí (snížení nabíjecího proudu při teplotách nad 120°).
Nenabíjí baterii, pokud je její napětí nižší než 2,9 V.

Nabíjecí proud je nastaven odporem mezi pátou svorkou mikroobvodu a zemí podle vzorce

I=1000/R,
kde I je nabíjecí proud v ampérech, R je odpor odporu v ohmech.

Indikátor vybití lithiové baterie

Zde je jednoduchý obvod, který rozsvítí LED, když je baterie nízká a její zbytkové napětí se blíží kritické hodnotě.

Rýže. 8.

Jakékoli tranzistory s nízkým výkonem. Zapalovací napětí LED se volí děličem z rezistorů R2 a R3. Je lepší zapojit obvod za ochrannou jednotku, aby LED zcela nevybila baterii.

Nuance trvanlivosti

Výrobce obvykle uvádí 300 cyklů, ale pokud nabijete lithium jen o 0,1 Voltu méně, na 4,10 V, pak se počet cyklů zvýší na 600 nebo dokonce více.

Provoz a bezpečnostní opatření

S jistotou lze říci, že lithium-polymerové baterie jsou nejjemnějšími existujícími bateriemi, to znamená, že vyžadují povinné dodržování několika jednoduchých, ale povinných pravidel, jejichž nedodržení může způsobit potíže.
1. Nabíjení na napětí přesahující 4,20 V na nádobu není povoleno.
2. Nezkratujte baterii.
3. Vybíjení proudy, které překračují nosnost nebo zahřívání baterie nad 60°C, není povoleno. 4. Výboj pod napětím 3,00 V na sklenici je škodlivý.
5. Zahřívání baterie nad 60 °C je škodlivé. 6. Odtlakování baterie je škodlivé.
7. Skladování ve vybitém stavu je škodlivé.

Nedodržení prvních tří bodů vede k požáru, zbytek - k úplné nebo částečné ztrátě kapacity.

Ze zkušenosti mnohaletého používání mohu říci, že kapacita baterií se mění málo, ale zvyšuje se vnitřní odpor a baterie začíná pracovat kratší dobu při velkém odběru proudu - zdá se, že kapacita klesla.
Z tohoto důvodu většinou instaluji větší nádobu, jak to rozměry přístroje dovolují a docela dobře fungují i ​​staré plechovky staré deset let.

Pro nepříliš vysoké proudy jsou vhodné staré baterie do mobilních telefonů.

Ze staré baterie notebooku můžete získat spoustu perfektně fungujících baterií 18650.

Kde mohu použít lithiové baterie?

Svůj šroubovák a elektrický šroubovák jsem předělal na lithium už dávno. Tyto nástroje nepoužívám pravidelně. Nyní i po roce nepoužívání fungují bez dobíjení!

Dávám malé baterie do dětských hraček, hodinek atd., kde byly z výroby nainstalovány 2-3 „knoflíkové“ články. Tam, kde je potřeba přesně 3V, přidám jednu diodu do série a funguje to tak akorát.

Dal jsem je do LED baterek.

Místo drahé a malokapacitní Krony 9V jsem do testeru nainstaloval 2 plechovky a zapomněl na všechny problémy a náklady navíc.

Obecně to dávám, kam se dá, místo baterií.

Kde koupím lithium a související nástroje

Na prodej. Na stejném odkazu najdete nabíjecí moduly a další užitečné předměty pro kutily.

Číňané většinou lžou o kapacitě a ta je menší, než se píše.

Poctivé Sanyo 18650

Recenze nabíječek pro lithiové baterie 18650

Modernímu člověku pomáhá mnoho vychytávek. Používáme zejména notebooky, chytré telefony, fotoaparáty, tablety atd. Většina těchto zařízení běží offline na lithiové baterie. Díky bateriím jsou tato zařízení skutečně mobilní. Jedním z typů lithiových baterií je 18650. Vypadají jako AA baterie, ale jsou větších rozměrů. Takové bateriové články jsou přítomny v bateriích notebooků, baterkách a elektronických cigaretách. Právě poslední jmenovaný způsobil, že tento typ baterií byl obzvláště žádaný. Pro ty, kteří takové baterie mají, je důležité vědět, jak je správně nabíjet. V tomto článku budeme hovořit o nabíječkách (nabíječkách) pro baterie 18650. Budeme mluvit o obecných požadavcích na taková zařízení a také se podíváme na několik příkladů takových nabíječek.

Nabíjení lithiových baterií 18650 by mělo produkovat výkon 5 V a proud 0,5 až 1 jmenovité kapacity baterie. Čili lithiový článek s kapacitou 2600 mAh je nutné nabíjet proudem 1,3-2,6 ampér. Výrobci nabíječek lithiových baterií vyrábějí nabíječky, které provádějí proces v několika fázích.

První fáze nabíjení se provádí proudem (0,2─1) z hodnoty kapacity. V tomto případě je napětí udržováno na 4,1-4,2 V (na jedné bance). Tato fáze trvá o něco méně než hodinu. Druhý stupeň probíhá při konstantním napětí. Někteří výrobci vyrábějí zařízení, která implementují pulzní režim. To umožňuje rychlejší nabíjení.

Příklady nabíječek pro baterie 18650

Nabíječka Nitecore Digicharger D4 je určena k nabíjení maximálně čtyř baterií. Značka Nitecore se dokázala prosadit výrobou vysoce kvalitních zařízení. D4 jen potvrzuje pozitivní pověst.

Nabíječka Nitecore D4 má kvalitní informativní displej, který zobrazuje spoustu užitečných údajů. Zde vidíte rychlost a čas nabíjení, napětí článků a další podobná data. Ovládací prvky umožňují přepínat mezi čtyřmi přihrádkami a zobrazovat informace o všech zpoplatněných položkách. Díky tomu můžete kdykoli zobrazit stav baterií. Nabíjení je univerzální a do přihrádek lze vložit baterie různých tvarů. Včetně formátu 18650.

Nabíječka nastavuje rychlost a čas nabíjení automaticky. To má své výhody, ale také nevýhody. Ostatně někdy mohou být vyžadovány jemnější manuální úpravy, ale tady v Nitecore D4 žádné nejsou. Mezi funkce patří optimalizovaný způsob nabíjení baterií IMR. Kromě toho stojí za zmínku, že nabíjení se na konci procesu u všech podporovaných typů baterií automaticky přeruší. To je jednoznačné plus tohoto zařízení.

Celkově lze Nitecore D4 doporučit pro každodenní použití pro ty, kteří mají mnoho mobilních zařízení s různými typy baterií. Mezi nimi jsou lithiové baterie 18650. Funkčnost zařízení je poměrně široká, ale pro pohodlí začátečníků je zajištěn plně automatický provoz. Dobrá kombinace ceny, funkcí a kvality provedení.