18650 を充電するのに最適な電流はどれくらいですか。リチウムイオン電池: 正しい充電方法

22.10.2023

その他

現在、特殊なバッテリーが携帯電話、家電製品、工具に使用されています。それらはパフォーマンス特性が異なります。バッテリーが故障せずに長期間動作するためには、提示された製品のメーカーの要件を考慮する必要があります。

現在最も人気のあるタイプの 1 つはリチウムイオン電池です。このタイプのバッテリーを適切に充電する方法とその動作の特徴については、デバイスを操作する前に詳細に検討する必要があります。

一般的な特性

現在最も一般的なタイプのバッテリーの 1 つは、リチウムイオンタイプです。このような装置は比較的低コストです。同時に、動作条件に対する要求も厳しくありません。この場合、ユーザーが円筒形リチウムイオン 18650 バッテリーまたは他のタイプのバッテリーを適切に充電する方法について質問することはほとんどありません。

ほとんどの場合、提示されたバッテリーはスマートフォン、ラップトップ、タブレット、およびその他の同様のデバイスに取り付けられます。提示されたバッテリーは耐久性と信頼性が特徴です。彼らは完全な退院を恐れていません。

提示された製品の主な特徴の 1 つは、「メモリー効果」がないことです。これらのバッテリーは、ほぼいつでも都合の良いときに充電できます。「メモリー効果」はバッテリーが完全に放電していないときに発生します。少量の充電が残っていると、時間の経過とともにバッテリーの容量が減少し始めます。機器への電力供給が不足します。リチウムイオン電池では、「メモリー効果」が最小限に抑えられます。

デザイン

リチウムイオン電池の設計は、対象となるデバイスの種類によって異なります。携帯電話には「ジャー」と呼ばれる電池が使われています。長方形の形状をしており、1 つの構造要素が含まれています。公称電圧は 3.7 V です。

ラップトップ用に提示されたタイプのバッテリーは、まったく異なる設計になっています。中には複数の個別のバッテリーセル (2 ～ 12 個) が入っている場合があります。それらのそれぞれは円筒形をしています。これらはリチウムイオン 18650 バッテリーで、正しい充電方法については機器の製造元が詳しく説明しています。この設計には特別なコントローラーが含まれています。マイクロ回路のように見えます。コントローラーは充電手順を制御し、バッテリーの定格容量を超えないようにします。

タブレットやスマートフォン用の最新のバッテリーには、充電制御機能も備わっています。これにより、バッテリー寿命が大幅に延長されます。さまざまな悪影響から保護されています。

充電機能

電話、ラップトップ、その他の機器のリチウムイオン電池を適切に充電する方法を検討するときは、提示されたデバイスの動作機能に注意を払う必要があります。リチウムイオン電池は深放電や過充電を許容しないと言われています。これは、設計に追加された特別なデバイス (コントローラー) によって制御されます。

提示されたタイプのバッテリーの充電を全容量の 20 ～ 80% のレベルに維持するのが理想的です。コントローラーはこれを監視します。ただし、専門家は、デバイスを常に充電に接続したままにすることはお勧めしません。これにより、バッテリー寿命が大幅に短縮されます。この場合、コントローラーには一定の負荷がかかります。これにより、時間の経過とともに機能が低下する可能性があります。

同時に、コントローラーは深放電も許可しません。特定の瞬間にバッテリーがオフになるだけです。この保護機能は非常に必要です。そうしないと、ユーザーが誤ってバッテリーを過充電または過放電してしまう可能性があります。最新のバッテリーは、過熱に対する高品質の保護機能も備えています。

バッテリーの動作原理

リチウムイオン電池 (新品または中古) を適切に充電する方法を理解するには、その動作原理を考慮する必要があります。これにより、デバイスの放電と充電のレベルを監視する必要性を評価できます。

このタイプのバッテリー内のリチウムイオンは、ある電極から別の電極に移動します。この場合、電流が発生します。電極はさまざまな材料で作ることができます。この指標は、デバイスのパフォーマンス特性にあまり影響を与えません。

リチウムイオンは電極の結晶格子上で成長します。後者は、その量と構成を変更します。バッテリーが充電または放電されると、一方の電極にはより多くのイオンが存在します。リチウムが金属構造要素に与える負荷が大きくなるほど、デバイスの耐用年数は短くなります。したがって、高い割合のイオンが一方の電極または他方の電極に沈降しないようにすることが賢明です。

充電オプション

バッテリーを使用する前に、スマートフォン、タブレット、その他の機器のリチウムイオンバッテリーを適切に充電する方法を検討する必要があります。これを行うにはいくつかの方法があります。

最も正しい解決策の 1 つは、充電器を使用することです。各メーカーの電子機器が付属しています。

2 番目のオプションは、家庭内ネットワークに接続されたデスクトップコンピュータからバッテリを充電することです。これにはUSBケーブルが使用されます。この場合、最初の方法を使用する場合よりも充電手順に時間がかかります。

この手順は、車のシガーライターを使用して実行できます。あまり一般的ではないもう 1 つの方法は、汎用デバイスを使用してリチウムイオン電池を充電することです。「カエル」とも呼ばれます。ほとんどの場合、このようなデバイスはスマートフォンのバッテリーを充電するために使用されます。本器の接点幅は調整可能です。

新しいバッテリーを充電する

新しいバッテリーは正しく動作させる必要があります。これを行うには、携帯電話、タブレット、またはその他の機器が完全に放電されている必要があります。デバイスの電源がオフの場合のみ、ネットワークに接続できます。コントローラーはバッテリーの過度の消耗を防ぎます。バッテリーの容量が所定のレベルまで低下したときにデバイスの電源をオフにするのはユーザーです。

次に、標準の充電器を使用して電気機器をネットワークに接続する必要があります。この手順はインジケーターが緑色に点灯するまで実行されます。さらに数時間、デバイスをオンラインのままにしておくことができます。この手順は数回実行されます。携帯電話、タブレット、ノートパソコンを特に放電する必要はありません。

通常充電

リチウムイオン電池の適切な充電方法を知ることで、電池の寿命を大幅に延ばすことができます。専門家は、新しいバッテリーのこのプロセスについては正しい手順に従うことを推奨しています。この後、バッテリーを完全に放電させることはお勧めできません。インジケーターがバッテリー容量が 14 ～ 15% しか充電されていないことを示している場合は、ネットワークに接続する必要があります。

同時に、バッテリー容量を満たすために標準デバイス以外のデバイスを使用することも推奨されません。特定のバッテリーモデルに許容される最大許容電流定格があります。他のオプションは、絶対に必要な場合にのみ使用してください。

較正

リチウムイオン電池を適切に充電する方法を検討する際に、知っておくべきニュアンスがもう 1 つあります。専門家は、このデバイスを定期的に校正することを推奨しています。 3か月に1回開催されます。

まず、通常モードでは、電気機器の電源を切る前に放電する必要があります。次にネットワークに接続します。インジケーターが緑色になるまで充電が続けられます (バッテリーが 100% 充電されます)。コントローラが正しく動作するには、この手順に従う必要があります。

このような手順を実行するとき、バッテリー回路基板は充電と放電の制限を決定します。これは、コントローラの正常な動作を保証し、障害を回避するために必要です。この場合、電話、タブレット、またはラップトップに付属してメーカーから提供される標準の充電器が使用されます。

ストレージ

バッテリーをできるだけ長く効率的に動作させるには、保管用にリチウムイオンバッテリーを適切に充電する方法についても考慮する必要があります。場合によっては、機器に電力を供給するデバイスが一時的に使用されない状況が発生することがあります。この場合、保管のために適切に準備する必要があります。

バッテリーは 50% まで充電されています。この状態であればかなり長期間保存可能です。ただし、周囲温度は 15 ℃程度にしてください。それが増加すると、バッテリーの容量が失われる速度が増加します。

バッテリーを長期間保管する必要がある場合は、月に 1 回完全に放電して充電する必要があります。バッテリーは指定された容量の 100% に達します。その後、デバイスは再び放電され、50% まで充電されます。この手順を定期的に実行すると、バッテリーを非常に長期間保存できます。この後、完全に使用できるようになります。

リチウムイオン電池の適切な充電方法を考慮することで、このタイプの電池の寿命を大幅に延ばすことができます。

リチウムイオン (li-ion) バッテリーは、充電器を使用するか自分で充電できます。リチウムイオン電池とポリマー（li-pol）電池の設計については検討しませんが、すぐに実践に移ります。どちらのタイプのバッテリーも同じ方法で充電できるため、さらにリチウムイオンについて説明します。

リチウムイオン電池の充電ルール:

バッテリーは 0 ～ +45 度の温度でのみ充電できます。バッテリーが温まるまでは、通常は充電されません。
リチウムイオン電池の最小電圧は、化学組成に応じて 2.5 または 3 ボルトです。 3B に焦点を当てた方がよいでしょう。
公称電圧 3.7 V;
最大充電電圧は、化学組成に応じて 4.2 V または 4.3 V です。 4.2V に注目する方がよいでしょう。
容量はバッテリーまたはデバイスに示されています。これを C と呼びます。次に、充電するために容量を知る必要がある理由が明確になります。
通常充電モード: 電流は 0.5*C (つまり、バッテリー容量の半分に等しい値)、電圧は 4.2V に制限されます。
バッテリーが 3V 以下まで放電している場合: 電圧が 3V を超えるまで、電流を 0.1*C に制限する必要があります。
電圧を 4.2V に制限している場合、バッテリーは電流の減少が止まるか、電流がまったくなくなるまで充電されます。電圧を制限しない場合は、電圧が4.2Vに上昇するまで。
電圧を 4.2 ボルトまたは 4.3 ボルト以上に上げないでください。電圧が常に超過すると、電極上に堆積物が発生します。最悪の場合、バッテリーの容量は永久に失われます。プロセスが長時間続くと、デポジットによりショートが発生します。発熱して電極が破損し、発火する可能性があります。

さらに

自分自身を充電するには、電圧と電流を制限する必要があります。この実験室用電源に最適です。

電圧が 3.7 V を超えるリチウムイオン電池では、電池は並列に接続されます。バッテリー電圧を 3.7 で割ると、直列に接続されたバッテリーの数が得られます。バッテリーの数に 3 を掛けると、バッテリーの最小電圧が求められます。 4.2を掛けると最大電圧が得られます。

リチウムイオン電池には「メモリー効果」がほとんどないため、トレーニングは必要ありません。バッテリーを完全に放電させないようにするか、常に充電したままにしてください。

バッテリーの最適な充電量は 50 ～ 80% です。ただし、ラップトップ、スマートフォン、さらには懐中電灯を使用するときにそのような価値観に苦しんだり維持したりすることは無意味です。通常、都合の良いときに必要なときに充電し、必要になるまで放電します。これがリチウムイオンが作られた目的であり、自分自身を制限する意味はありません。

上記の方法に従って高電圧または「ジャンプ」電流でバッテリーを充電すると、バッテリーに有害です。バッテリーを低電流のまま数時間または数日間放置することをお勧めします。より経済的にバッテリーを復活させる方法です。これにより、コントローラーが期待どおりに動作し、通常の電流で充電できるようになります。

それだけで楽しい練習になると思います。

最近の携帯電話、ラップトップ、タブレットはリチウムイオン電池を使用しています。彼らは徐々にポータブル電子機器市場のアルカリ電池を置き換えていきました。以前は、これらのデバイスはすべてニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池を使用していました。しかし、リチウムイオン電池の特性が優れているため、その時代は終わりました。確かに、あらゆる点でアルカリ性のものに代わることはできません。たとえば、ニッケルカドミウム電池が生成できる電流は、ニッケルカドミウム電池では実現できません。これはスマートフォンやタブレットに電力を供給する場合には重要ではありません。しかし、大電流を流すポータブル電動工具の分野では、アルカリ電池の活用がまだまだ進んでいます。しかし、カドミウムを使用せずに高い放電電流を備えた電池を開発する取り組みは続けられています。今日は、リチウムイオン電池とその設計、運用、開発の見通しについてお話します。

リチウムアノードを備えた最初のバッテリーセルは、前世紀の 70 年代にリリースされました。これらは比エネルギー強度が高いため、すぐに需要が高まりました。専門家は長い間、高い活性を持つアルカリ金属をベースにしたソースの開発を模索してきました。このおかげで、このタイプのバッテリーの高電圧とエネルギー密度が達成されました。同時に、そのような要素の設計の開発は非常に早く完了しましたが、実用化には困難が生じました。それらは前世紀の90年代にのみ扱われました。

この 20 年間にわたり、研究者らは主な問題はリチウム電極にあると結論付けました。この金属は非常に活性が高く、動作中に最終的に発火につながる多くのプロセスが発生しました。これを火炎発生換気と呼ぶようになった。このため、90年代初頭、メーカーは携帯電話用に製造したバッテリーのリコールを余儀なくされました。

これは一連の事故の後に起こりました。会話の時点でバッテリーの消費電流が最大に達し、炎を上げて換気が始まった。その結果、顔に火傷を負うユーザーが多数発生しています。したがって、科学者はリチウムイオン電池の設計を改良する必要がありました。

リチウム金属は、特に充電時と放電時に非常に不安定です。そこで、研究者らはリチウムを使わずにリチウム型電池を作り始めた。このアルカリ金属のイオンが使われ始めました。これが彼らの名前の由来です。

リチウムイオン電池は、リチウムイオン電池よりもエネルギー密度が低くなります。ただし、充電および放電の基準が守られていれば安全です。

リチウムイオン電池で起こる反応

リチウムイオン電池を家庭用電化製品に導入する方向での画期的な進歩は、負極が炭素材料で作られた電池の開発でした。炭素結晶格子は、リチウムイオンを挿入するためのマトリックスとして非常に適していました。電池電圧を高めるために、正極には酸化コバルトが使用されました。ライト酸化コバルトの電位は約 4 ボルトです。

ほとんどのリチウムイオン電池の動作電圧は 3 ボルト以上です。負極での放電プロセス中に、リチウムが炭素から脱離し、正極の酸化コバルトに挿入されます。充電プロセスでは、プロセスが逆に行われます。このシステムには金属リチウムは存在しないが、そのイオンが機能して電極から電極に移動し、電流を生成することが判明した。

負極での反応

最新の商用モデルのリチウムイオン電池はすべて、炭素含有材料で作られた負極を備えています。リチウムを炭素に挿入する複雑なプロセスは、電解質の物質だけでなく、この材料の性質にも大きく依存します。アノードの炭素マトリックスは層状構造をしています。構造は規則的 (天然または合成黒鉛) または部分的に規則的 (コークス、すすなど) の場合があります。

インターカレーション中、リチウムイオンは炭素層を押し広げ、炭素層の間に挿入されます。さまざまなインターカレートが得られます。インターカレーションおよびデインターカレーション中に、炭素マトリックスの比容積はわずかに変化します。負極には炭素材料の他に、銀、錫およびそれらの合金を使用することができる。シリコンや硫化スズ、コバルト化合物などとの複合材料の利用も試みている。

正極での反応

リチウム一次電池 (バッテリー) は、多くの場合、正極の製造にさまざまな材料を使用します。これは電池では実現できず、材料の選択も限られています。したがって、リチウムイオン電池の正極はリチウム化ニッケルまたは酸化コバルトでできています。リチウムマンガンスピネルも使用できます。

カソード用の混合リン酸塩または混合酸化物材料に関する研究が現在進行中です。専門家が証明しているように、このような材料はリチウムイオン電池の電気的特性を改善します。カソード表面に酸化物を塗布する方法も開発されています。

充電中にリチウムイオン電池内で起こる反応は、次の方程式で説明できます。

正極

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

負極

С + xLi + + xe — → CLi x

放電プロセスでは、反応は逆方向に進みます。

以下の図は、充電および放電中にリチウムイオン電池内で発生するプロセスを模式的に示しています。

リチウムイオン電池設計

リチウムイオン電池は、その設計に従って円筒形と角形の設計で作られています。円筒形のデザインは、電極を分離するためのセパレーター材料を備えた電極のロールを表します。このロールは、アルミニウムまたはスチール製のハウジング内に配置されます。負極はそれに接続されています。

プラスの接点は、バッテリーの端にある接点パッドの形で出力されます。

角型デザインのリチウムイオン電池は、長方形の板を積み重ねて作られます。このような電池を使用すると、パッケージをより高密度にすることができます。難しいのは、電極にかかる圧縮力を維持することです。渦巻き状にねじられた電極のロールアセンブリを備えた角形電池があります。

リチウムイオン電池の設計には、安全な動作を保証するための対策が含まれています。これは主に加熱と発火の防止に関係します。温度係数が上昇すると電池の抵抗が増加する機構が電池カバーの下に設置されています。バッテリー内の圧力が許容限界を超えて上昇すると、正極端子と正極が破壊されるメカニズムが発生します。

さらに、動作の安全性を高めるために、リチウムイオン電池には電子基板を使用する必要があります。その目的は、充電および放電プロセスを制御し、過熱や短絡を防ぐことです。

現在、多くの角形リチウムイオン電池が生産されています。彼らはスマートフォンやタブレットに応用できると考えています。角形電池は統一されていないため、メーカーによって設計が異なる場合があります。反対の極性の電極はセパレータによって分離されます。その製造には、多孔質ポリプロピレンが使用されます。

リチウムイオンおよび他のタイプのリチウム電池は、常に密閉されるように設計されています。電解液の漏洩は許されないため、これは必須の要件です。漏れると電子機器が損傷します。さらに、密閉設計により、バッテリーへの水や酸素の侵入を防ぎます。それらが内部に入ると、電解液や電極との反応によりバッテリーが破壊されます。リチウム電池の部品の製造とその組み立ては、アルゴン雰囲気の特別なドライボックス内で行われます。この場合、溶接やシールなどの複雑な技術が使用されます。

リチウムイオン電池の活動量に関して、メーカーは常に妥協点を模索しています。最大容量を達成し、安全な操作を確保する必要があります。次の関係が基礎として考慮されます。

A o / A p = 1.1、ここで

A o – 負極の活性質量。

n は正極の活性質量です。

このバランスにより、リチウム（純金属）の生成が防止され、火災が防止されます。

リチウムイオン電池のパラメータ

現在製造されているリチウムイオン電池は、高い比エネルギー容量と動作電圧を備えています。後者はほとんどの場合、3.5 ～ 3.7 ボルトです。エネルギー強度は、1 キログラムあたり 100 ～ 180 ワット時、または 1 リットルあたり 250 ～ 400 ワット時です。少し前まで、メーカーは数アンペア時を超える容量のバッテリーを製造できませんでした。現在、この方向の開発を妨げる問題は解消されました。そこで、数百アンペアアワーの容量を持つリチウム電池が販売されるようになりました。

最新のリチウムイオン電池の放電電流の範囲は 2C ～ 20C です。これらは摂氏 -20 ～ +60 の周囲温度範囲で動作します。 -40℃でも動作するモデルもあります。しかし、特別なバッテリーシリーズは氷点下の温度でも動作するということをすぐに言う価値があります。従来の携帯電話用リチウムイオン電池は氷点下では動作しなくなります。

このタイプのバッテリーの自己放電は、最初の 1 か月間で 4 ～ 6 パーセントです。その後、減少し、年当たりの割合になります。これは、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池に比べて大幅に少ないです。寿命は充放電サイクル約400～500回です。

次に、リチウムイオン電池の動作特性について説明します。

リチウムイオン電池の動作

リチウムイオン電池の充電

通常、リチウムイオン電池の充電は組み合わせて行われます。まず、電圧が 4.1 ～ 4.2 ボルトに達するまで、0.2 ～ 1C の定電流で充電されます。そして定電圧で充電を行います。最初のステージは約 1 時間、次のステージは約 2 時間かかります。バッテリーをより速く充電するには、パルスモードが使用されます。当初、グラファイトを使用したリチウムイオン電池が製造され、セルあたり 4.1 ボルトの電圧制限が設定されていました。実際のところ、要素内の電圧が高くなると副反応が始まり、これらのバッテリーの寿命が短くなります。

これらの欠点は、グラファイトにさまざまな添加剤をドープすることで徐々に解消されました。 最新のリチウムイオン電池は、最大 4.2 ボルトまで問題なく充電できます。誤差は 1 要素あたり 0.05 ボルトです。信頼性の向上と長寿命が求められる軍事および産業分野向けのリチウムイオン電池グループがあります。このようなバッテリーの場合、セルあたりの最大電圧は 3.90 ボルトです。エネルギー密度はわずかに低くなりますが、耐用年数は長くなります。

リチウムイオン電池を 1C の電流で充電すると、容量が完全に増加するまでの時間は 2 ～ 3 時間になります。電圧が最大まで増加し、電流が充電プロセスの開始時の値の 3% まで減少すると、バッテリーは完全に充電されたとみなされます。これは以下のグラフでわかります。

以下のグラフは、リチウムイオン電池の充電段階を示しています。

充電プロセスは次の手順で構成されます。

段階 1. この段階では、最大充電電流がバッテリーに流れます。閾値電圧に達するまで継続します。
ステージ 2. バッテリーの電圧が一定になると、充電電流が徐々に減少します。この段階は、電流が初期値の 3% に減少すると停止します。
段階 3. バッテリーが保管されている場合、この段階では自己放電を補うために定期的に充電が行われます。これは約 500 時間ごとに行われます。
実際には、充電電流を増加してもバッテリの充電時間は短縮されないことが知られています。電流が増加すると、電圧はより速く閾値まで上昇します。ただし、2 回目の充電段階の持続時間は長くなります。充電器によっては、リチウムイオン電池を 1 時間で充電できるものもあります。このような充電器には第 2 段階はありませんが、実際にはこの時点でバッテリーは約 70 パーセント充電されています。

ジェット充電に関しては、リチウムイオン電池には適用できません。これは、このタイプのバッテリーは再充電時に過剰なエネルギーを吸収できないという事実によって説明されます。ジェット充電により、一部のリチウムイオンが金属状態 (価数 0) に遷移する可能性があります。

短時間の充電により、自己放電と電気エネルギーの損失が十分に補償されます。第 3 段階の充電は 500 時間ごとに行うことができます。原則として、バッテリー電圧が 1 つの要素で 4.05 ボルトに低下したときに実行されます。充電は、電圧が 4.2 ボルトに上昇するまで実行されます。

リチウムイオン電池は過充電に対する耐性が低いことに注意してください。炭素マトリックス (負極) に過剰な電荷が供給されると、金属リチウムの析出が始まることがあります。非常に高い化学活性を持ち、電解質と相互作用します。その結果、カソードで酸素の放出が始まり、ハウジング内の圧力が上昇して減圧される恐れがあります。したがって、コントローラーをバイパスして Li─Ion 素子を充電する場合は、充電電圧がバッテリーメーカーの推奨値よりも高くならないようにしてください。バッテリーを頻繁に充電すると寿命が短くなります。

メーカーはリチウムイオン電池の安全性に細心の注意を払っています。電圧が許容レベルを超えると充電が停止します。バッテリー温度が90℃を超えると充電をオフにする機構も搭載されている。最新のバッテリーモデルの中には、設計に機械的なスイッチを備えているものもあります。バッテリーハウジング内の圧力が上昇すると作動します。電子基板の電圧制御機構は、最小電圧と最大電圧に基づいて缶を外界から切り離します。

保護されていないリチウムイオン電池もあります。マンガンを配合したモデルです。再充電すると、この要素はリチウムの金属化と酸素の放出を抑制します。したがって、そのようなバッテリーでは保護は必要なくなります。

リチウムイオン電池の保存・放電特性

リチウム電池は非常に良好に保管され、保管条件にもよりますが、年間の自己放電はわずか 10 ～ 20% です。しかし同時に、バッテリーセルの劣化は使用しなくても進行します。一般に、リチウムイオン電池のすべての電気パラメータは、特定のインスタンスごとに異なる場合があります。

たとえば、放電時の電圧は、充電の度合い、電流、周囲温度などによって変化します。バッテリーの寿命は、電流、充放電サイクルのモード、および温度に影響されます。リチウムイオン電池の主な欠点の 1 つは、充放電モードに敏感であることです。そのため、リチウムイオン電池にはさまざまな種類の保護が備わっています。

以下のグラフはリチウムイオン電池の放電特性を示しています。彼らは、放電電流と周囲温度に対する電圧の依存性を調べます。

ご覧のとおり、放電電流が増加しても、容量の低下はわずかです。しかし同時に、動作電圧は著しく低下します。同様の状況が摂氏 10 度未満の温度でも観察されます。初期のバッテリー電圧の低下にも注意してください。

進歩は進んでおり、従来使用されていたNiCd (ニッケルカドミウム) 電池や NiMh (ニッケル水素) 電池に代わって、リチウム電池がますます置き換えられています。
1 つの元素の重量が同等であれば、リチウムの方が容量が大きく、さらに、元素の電圧は 3 倍高く、1 元素あたり 1.2 V ではなく 3.6 V となります。
リチウム電池のコストは従来のアルカリ電池の価格に近づき始めており、その重量とサイズははるかに小さく、さらに充電可能であり、充電する必要があります。メーカーによれば、300～600サイクルに耐えられるという。
さまざまなサイズがあり、適切なものを選択するのは難しくありません。
自己放電が非常に低いため、何年も放置されても充電されたままになります。デバイスは必要なときに動作し続けます。

「C」は容量を表します

「xC」のような呼称がよく見られます。これは、バッテリーの充電または放電電流を、その容量の割合とともに便宜的に指定したものにすぎません。英語のCapacity（容量、容量）に由来。
2C または 0.1C の電流での充電について話すとき、通常は、電流がそれぞれ (2 × バッテリー容量)/h または (0.1 × バッテリー容量)/h であることを意味します。
たとえば、充電電流が 0.5 C の容量が 720 mAh のバッテリーは、0.5 × 720 mAh / h = 360 mA の電流で充電する必要があります。これは放電にも当てはまります。

あなたの経験と能力に応じて、単純な充電器も、それほど単純でない充電器も自分で作ることができます。

シンプルなLM317充電器の回路図

米。 5.

アプリケーション回路は、ポテンショメータ R2 によって設定される、かなり正確な電圧安定化を実現します。
電流の安定化は電圧の安定化ほど重要ではないため、シャント抵抗 Rx と NPN トランジスタ (VT1) を使用して電流を安定化するだけで十分です。

特定のリチウムイオン (Li-Ion) およびリチウムポリマー (Li-Pol) バッテリーに必要な充電電流は、Rx 抵抗を変更することによって選択されます。
抵抗 Rx は、比 0.95/Imax にほぼ対応します。
図に示されている抵抗 Rx の値は 200 mA の電流に対応します。これはおおよその値であり、トランジスタによっても異なります。

充電電流や入力電圧に応じて放熱器を設ける必要があります。
入力電圧は、スタビライザーの通常動作のためのバッテリー電圧 (1 つの缶では 7 ～ 9 V) より少なくとも 3 ボルト高くなければなりません。

LTC4054のシンプルな充電器の回路図

米。 6.

LTC4054充電コントローラは、Samsung（C100、C110、X100、E700、E800、E820、P100、P510）などの古い携帯電話から取り外すことができます。

米。 7. この小さな 5 脚のチップには、「LTH7」または「LTADY」というラベルが付いています。

マイクロ回路の操作の詳細については説明しません。すべてはデータシートに記載されています。最も必要な機能のみを説明します。
最大800mAの充電電流。
最適な電源電圧は 4.3 ～ 6 ボルトです。
充電表示。
出力短絡保護。
過熱保護 (120° 以上の温度での充電電流の低減)。
電圧が 2.9 V 未満の場合はバッテリーを充電しません。

充電電流は、マイクロ回路の5番目の端子とアースの間の抵抗によって次の式に従って設定されます。

I=1000/R、
ここで、I は充電電流 (アンペア)、R は抵抗器の抵抗 (オーム) です。

リチウム電池残量低下インジケーター

ここでは、バッテリーの残量が少なく、残留電圧が臨界に近いときに LED を点灯する簡単な回路を示します。

米。 8.

あらゆる低電力トランジスタ。 LED 点火電圧は、抵抗 R2 と R3 の分圧器によって選択されます。 LED がバッテリーを完全に消耗しないように、保護ユニットの後に回路を接続することをお勧めします。

耐久性のニュアンス

メーカーは通常 300 サイクルを主張しますが、リチウムを 0.1 ボルト低い 4.10 V まで充電すると、サイクル数は 600 回またはそれ以上に増加します。

操作と注意事項

リチウムポリマー電池は、現存する電池の中で最も「デリケート」であると言っても過言ではありません。つまり、いくつかの単純だが強制的な規則への遵守が必須であり、従わないとトラブルが発生する可能性があります。
1. 瓶あたり 4.20 ボルトを超える電圧への充電は許可されません。
2. バッテリーをショートさせないでください。
3. 負荷容量を超える電流での放電や、バッテリーを 60°C 以上に加熱することは許可されません。 4. 瓶あたり 3.00 ボルト未満の電圧での放電は有害です。
5. バッテリーを 60°C 以上に加熱すると有害です。 6. バッテリーの減圧は有害です。
7. 放電した状態での保管は有害です。

最初の 3 つの点を遵守しないと火災が発生し、残りの 3 点は容量の完全または部分的な損失につながります。

長年の使用経験から言えば、バッテリーの容量はほとんど変化しませんが、内部抵抗が増加し、高消費電流でバッテリーが動作し始める時間が短くなり、容量が低下したように見えます。
このため、私は通常、装置の寸法が許す限り、より大きな容器を設置しますが、10 年前の古い缶でも十分に機能します。

それほど大きな電流ではない場合は、古い携帯電話のバッテリーが適しています。

古いラップトップのバッテリーから、完全に動作する 18650 バッテリーを大量に入手できます。

リチウム電池はどこで使用できますか?

私は昔、ドライバーと電動ドライバーをリチウムに変えました。私はこれらのツールを定期的に使用しません。 1 年間使用しなかった後でも、充電せずに動作するようになりました。

私は子供のおもちゃや時計などに小さな電池を入れており、そこには工場で2〜3個の「ボタン」電池が取り付けられていました。正確に 3V が必要な場合は、ダイオードを 1 つ直列に追加すると、正しく動作します。

LED懐中電灯に入れてみました。

高価で低容量の Krona 9V の代わりに、テスターに 2 つの缶を取り付けて、すべての問題と追加コストを忘れました。

基本的に、私は電池の代わりに、できる限りどこにでもそれを置きます。

リチウムと関連ユーティリティはどこで購入できますか

販売中です。同じリンクには、充電モジュールや DIY ユーザー向けのその他の便利なアイテムがあります。

中国人は通常、容量について嘘をつき、記載されている容量よりも少ないです。

オネストサンヨー 18650

18650 リチウム電池用充電器のレビュー

現代人は多くのガジェットに助けられています。特に、私たちはラップトップ、スマートフォン、カメラ、タブレットなどを使用します。これらのデバイスのほとんどは、リチウム電池でオフラインで動作します。バッテリーにより、これらのデバイスは真のモバイル性を実現します。リチウム電池の種類の 1 つに 18650 があります。見た目は単 3 電池に似ていますが、サイズが大きくなります。このようなバッテリーセルは、ラップトップのバッテリー、懐中電灯、電子タバコに含まれています。このタイプのバッテリーの需要が特に高まったのは後者です。このようなバッテリーをお持ちの方は、正しい充電方法を知ることが重要です。この記事では、18650 バッテリー用の充電器 (充電器) について説明し、そのようなデバイスの一般的な要件について説明し、そのような充電器の例もいくつか見ていきます。

リチウム 18650 バッテリの充電では、5 V の出力とバッテリの定格容量の 0.5 ～ 1 の電流が生成されます。つまり、容量 2600 mAh のリチウム電池は 1.3 ～ 2.6 アンペアの電流で充電する必要があります。リチウム電池充電器のメーカーは、プロセスをいくつかの段階で実行する充電器を製造しています。

充電の第 1 段階は、静電容量の値から (0.2 − 1) の電流で実行されます。 この場合、電圧は 4.1 ～ 4.2 ボルト (1 つのバンク上) に維持されます。このステージの所要時間は 1 時間弱です。第 2 段階は定電圧で行われます。一部のメーカーは、パルスモードを実装するデバイスを製造しています。これにより、より高速な充電が可能になります。

18650バッテリー用充電器の例

Nitecore Digicharger D4 充電器は、最大 4 つのバッテリーを充電できるように設計されています。 Nitecore ブランドは、高品質のデバイスを製造することでその地位を確立しました。 D4 は肯定的な評判のみを確認しています。

Nitecore D4 充電器には、多くの有用なデータを表示する高品質で有益なディスプレイが備わっています。ここでは、充電速度と時間、セル電圧、その他の同様のデータを確認できます。コントロールを使用すると、4 つのコンパートメントを切り替えて、すべての課金アイテムの情報を表示できます。これにより、いつでもバッテリーの状態を確認できます。充電はユニバーサルであり、さまざまなフォームファクターのバッテリーをコンパートメントに挿入できます。 18650フォーマットを含む。

充電器は充電速度と時間を自動的に設定します。これには利点もありますが、欠点もあります。結局のところ、場合によってはより細かい手動調整が必要になる場合がありますが、Nitecore D4 ではその必要はありません。機能には、IMR バッテリーの充電のための最適化された方法が含まれます。さらに、サポートされているすべての種類のバッテリーについて、プロセスの終了時に充電が自動的に中断されることにも注意してください。これはこのデバイスにとって明らかな利点です。

全体として、Nitecore D4 は、さまざまな種類のバッテリーを搭載したモバイルデバイスを多数所有している人の日常使用に推奨できます。その中には18650リチウム電池が含まれており、デバイスの機能は非常に幅広いですが、初心者の便宜のために、完全に自動操作が提供されています。価格、機能、ビルド品質の優れた組み合わせ。