Šiandien specialios baterijos naudojamos mobiliesiems, buitiniams prietaisams, įrankiams. Jie skiriasi veikimo charakteristikomis. Norint, kad baterija veiktų ilgai, be gedimų, reikia atsižvelgti į pateiktų gaminių gamintojų reikalavimus.

Vienas iš populiariausių tipų šiandien yra ličio jonų baterijos. Kaip tinkamai įkrauti tokio tipo bateriją, taip pat jos veikimo ypatybes, prieš pradedant naudoti įrenginį, reikėtų išsamiai apsvarstyti.

bendrosios charakteristikos

Vienas iš labiausiai paplitusių tipų baterijų šiandien yra ličio jonų tipas. Tokie įrenginiai yra palyginti mažos kainos. Tuo pačiu metu jie yra nereiklūs eksploatavimo sąlygoms. Tokiu atveju vartotojui retai kyla klausimas, kaip tinkamai įkrauti cilindrinę Li-Ion 18650 ar kito tipo bateriją.

Dažniausiai pateikiamos baterijos įdedamos į išmaniuosius telefonus, nešiojamuosius kompiuterius, planšetinius kompiuterius ir kitus panašius įrenginius. Pateiktos baterijos pasižymi ilgaamžiškumu ir patikimumu. Jie nebijo visiško iškrovimo.

Viena iš pagrindinių pateiktų produktų savybių yra „atminties efekto“ nebuvimas. Šias baterijas galima įkrauti beveik bet kuriuo patogiu metu. „Atminties efektas“ atsiranda, kai baterija nėra visiškai išsikrovusi. Jei jame liks šiek tiek įkrovos, laikui bėgant akumuliatoriaus talpa pradės mažėti. Dėl to įrangai nebus pakankamai maitinimo. Ličio jonų baterijose „atminties efektas“ yra sumažintas iki minimumo.

Dizainas

Ličio jonų akumuliatoriaus konstrukcija priklauso nuo įrenginio, kuriam jis skirtas, tipo. Mobilusis telefonas naudoja bateriją, vadinamą „stiklainiu“. Jis yra stačiakampio formos ir apima vieną konstrukcinį elementą. Jo vardinė įtampa yra 3,7 V.

Pateiktas nešiojamojo kompiuterio akumuliatoriaus tipas yra visiškai kitokio dizaino. Jame gali būti keli atskiri akumuliatoriaus elementai (2-12 vnt.). Kiekvienas iš jų turi cilindro formą. Tai Li-Ion 18650 baterijos Kaip teisingai jas įkrauti, detaliai nurodo įrangos gamintojas. Ši konstrukcija apima specialų valdiklį. Tai atrodo kaip mikroschema. Valdiklis kontroliuoja įkrovimo procedūrą ir neleidžia viršyti nominalios akumuliatoriaus talpos.

Šiuolaikinės planšetinių kompiuterių ir išmaniųjų telefonų baterijos taip pat suteikia įkrovos valdymo funkciją. Tai žymiai prailgina baterijos veikimo laiką. Jis apsaugotas nuo įvairių neigiamų veiksnių.

Įkrovimo ypatybės

Svarstant, kaip tinkamai įkrauti telefono, nešiojamojo kompiuterio ir kitos įrangos ličio jonų baterijas, reikia atkreipti dėmesį į pateikto įrenginio veikimo ypatybes. Reikėtų pasakyti, kad ličio jonų akumuliatoriai netoleruoja gilaus iškrovimo ir perkrovimo. Tai valdoma specialiu įrenginiu, kuris pridedamas prie dizaino (valdiklio).

Idealu palaikyti pateikto tipo akumuliatoriaus įkrovą nuo 20 iki 80% visos talpos. Valdiklis tai stebi. Tačiau ekspertai nerekomenduoja įrenginio nuolat įkrauti. Tai žymiai sumažina baterijos veikimo laiką. Tokiu atveju valdiklis yra nuolat apkraunamas. Laikui bėgant jo funkcionalumas gali sumažėti dėl to.

Tuo pačiu metu valdiklis taip pat neleis giliai iškrauti. Tam tikru momentu jis tiesiog išjungs bateriją. Ši apsauginė funkcija yra labai reikalinga. Priešingu atveju vartotojas gali netyčia perkrauti arba per daug iškrauti akumuliatorių. Šiuolaikinės baterijos taip pat užtikrina kokybišką apsaugą nuo perkaitimo.

Baterijos veikimo principas

Norėdami suprasti, kaip tinkamai įkrauti ličio jonų bateriją (naują ar naudotą), turite atsižvelgti į jo veikimo principą. Tai leis įvertinti, ar reikia stebėti įrenginio iškrovimo ir įkrovimo lygį.

Ličio jonai tokio tipo baterijoje juda nuo vieno elektrodo prie kito. Tokiu atveju atsiranda elektros srovė. Elektrodai gali būti pagaminti iš įvairių medžiagų. Šis indikatorius turi mažesnę įtaką įrenginio veikimo charakteristikoms.

Ličio jonai auga ant elektrodų kristalinės gardelės. Pastarieji savo ruožtu keičia savo tūrį ir sudėtį. Kai akumuliatorius įkraunamas arba išsikrauna, ant vieno iš elektrodų yra daugiau jonų. Kuo didesnę apkrovą metaliniams konstrukciniams elementams deda litis, tuo trumpesnis bus prietaiso tarnavimo laikas. Todėl geriau neleisti dideliam jonų procentui nusėsti ant vieno ar kito elektrodo.

Įkrovimo parinktys

Prieš naudodami akumuliatorių, turite pagalvoti, kaip tinkamai įkrauti išmaniojo telefono, planšetinio kompiuterio ir kitos įrangos ličio jonų akumuliatorių. Yra keletas būdų tai padaryti.

Vienas iš teisingiausių sprendimų būtų naudoti įkroviklį. Kiekvienas gamintojas jį tiekia su elektronine įranga.

Antrasis variantas – bateriją įkrauti iš stalinio kompiuterio, prijungto prie buitinio tinklo. Tam naudojamas USB laidas. Tokiu atveju įkrovimo procedūra užtruks ilgiau nei naudojant pirmąjį metodą.

Šią procedūrą galite atlikti naudodami savo automobilio cigarečių žiebtuvėlį. Kitas mažiau populiarus būdas – ličio jonų akumuliatoriaus įkrovimas naudojant universalų įrenginį. Jis taip pat vadinamas „varle“. Dažniausiai tokie įrenginiai naudojami išmaniųjų telefonų baterijoms įkrauti. Šio įrenginio kontaktų plotis gali būti reguliuojamas.

Įkraunama nauja baterija

Nauja baterija turi būti tinkamai pradėta eksploatuoti. Norėdami tai padaryti, jūsų telefonas, planšetė ar kita įranga turi būti visiškai iškrauta. Tik išjungus įrenginį galima jį prijungti prie tinklo. Valdiklis neleis per daug išsikrauti akumuliatoriui. Būtent jis išjungia įrenginį, kai baterija praranda talpą iki iš anksto nustatyto lygio.

Tada turite prijungti elektros įrangą prie tinklo naudodami standartinį įkroviklį. Procedūra atliekama tol, kol indikatorius užsidega žaliai. Galite palikti įrenginį prisijungę dar kelioms valandoms. Ši procedūra atliekama keletą kartų. Nereikia specialiai iškrauti telefono, planšetinio kompiuterio ar nešiojamojo kompiuterio.

Įprastas įkrovimas

Žinodami, kaip tinkamai įkrauti ličio jonų baterijas, galite žymiai pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Specialistai rekomenduoja atlikti teisingą šio proceso procedūrą naujai baterijai. Po to nepatartina visiškai iškrauti akumuliatoriaus. Kai indikatorius rodo, kad akumuliatoriaus talpa įkrauta tik 14-15%, ją reikia prijungti prie tinklo.

Tuo pačiu metu akumuliatoriaus talpai užpildyti nerekomenduojama naudoti kitų nei standartinių įrenginių. Jis turi didžiausią priimtiną srovės vertę, leidžiamą konkrečiam akumuliatoriaus modeliui. Kitos parinktys turėtų būti naudojamos tik esant būtinybei.

Kalibravimas

Yra dar vienas niuansas, kurį reikia žinoti tiriant klausimą, kaip tinkamai įkrauti ličio jonų baterijas. Ekspertai rekomenduoja periodiškai kalibruoti šį įrenginį. Jis vyksta kartą per tris mėnesius.

Pirma, įprastu režimu prieš išjungiant elektros įrangą reikia iškrauti. Tada jis prijungiamas prie tinklo. Įkraunama tol, kol indikatorius tampa žalias (baterija įkrauta 100%). Šią procedūrą reikia atlikti, kad valdiklis veiktų tinkamai.

Atliekant tokią procedūrą, akumuliatoriaus plokštė nustato įkrovimo ir iškrovimo ribas. Tai būtina norint užtikrinti normalų valdiklio veikimą ir išvengti gedimų. Šiuo atveju naudojamas standartinis įkroviklis, kurį gamintojas pateikia kartu su telefonu, planšete ar nešiojamuoju kompiuteriu.

Sandėliavimas

Kad akumuliatorius veiktų kuo ilgiau ir efektyviau, taip pat reikia apsvarstyti, kaip tinkamai įkrauti ličio jonų akumuliatorių saugojimui. Kai kuriais atvejais gali susidaryti situacija, kai įrangos maitinimo įrenginys laikinai nenaudojamas. Tokiu atveju jis turi būti tinkamai paruoštas saugojimui.

Baterija įkrauta iki 50%. Šioje būsenoje jis gali būti laikomas gana ilgą laiką. Tačiau aplinkos temperatūra turi būti apie 15 ºC. Jei jis padidės, greitis, kuriuo akumuliatorius praranda savo talpą, padidės.

Jei bateriją reikia laikyti pakankamai ilgai, ją reikia visiškai iškrauti ir įkrauti kartą per mėnesį. Baterija pasiekia 100% nurodytos talpos. Tada prietaisas vėl išsikrauna ir įkraunamas iki 50%. Jei ši procedūra atliekama reguliariai, akumuliatorių galima laikyti labai ilgai. Po to jis bus visiškai tinkamas naudoti.

Apsvarstę, kaip tinkamai įkrauti ličio jonų baterijas, galite žymiai pailginti šio tipo baterijų tarnavimo laiką.

Ličio jonų (ličio jonų) baterijas galite įkrauti naudodami įkroviklius arba patys. Mes nenagrinėsime ličio jonų ir polimerinių (li-pol) baterijų dizaino, bet nedelsdami pereisime prie praktikos. Abiejų tipų baterijos įkraunamos vienodai, todėl toliau kalbėsime apie ličio jonų.

Ličio jonų akumuliatoriaus įkrovimo taisyklės:

• Akumuliatorių galima įkrauti tik nuo 0 iki +45 laipsnių temperatūroje. Kol akumuliatorius neįšils, jis normaliai neįkraus;
• Minimali ličio jonų akumuliatoriaus įtampa yra 2,5 arba 3 voltai, priklausomai nuo cheminės sudėties. Geriau sutelkti dėmesį į 3B;
• Nominali įtampa 3,7 V;
• Didžiausia įkrovimo įtampa yra 4,2 V arba 4,3 V, priklausomai nuo cheminės sudėties. Geriau sutelkti dėmesį į 4,2 V;
• Talpa nurodyta ant baterijos ar įrenginio, pavadinkime C. Toliau bus aišku, kodėl ją reikia žinoti norint įkrauti;
• Įprastas įkrovimo režimas: srovė ribojama iki 0,5*C (t.y. reikšmė, lygi pusei akumuliatoriaus talpos), įtampa ribojama iki 4,2V;
• Jei akumuliatorius išsikrovęs iki 3V ir žemiau: srovė turi būti ribojama iki 0,1*C, kol įtampa viršys 3V;
• Akumuliatorius kraunamas tol, kol srovė nustoja mažėti arba jos visai nėra, jei apribojote įtampą iki 4,2V. Jei įtampos neribosite, kol įtampa pakils iki 4,2V;
• Niekada nekelkite įtampos virš 4,2 arba 4,3 volto. Kai įtampa nuolat viršijama, ant elektrodų susidaro nuosėdos. Geriausiu atveju akumuliatorius visam laikui praras talpą. Jei procesas trunka ilgai, nuosėdos sukelia trumpąjį jungimą. Jis gali įkaisti, sugadinti elektrodus ir užsidegti.

Papildomai

Norėdami įkrauti save, turite apriboti įtampą ir srovę. Idealiai tinka šiam laboratoriniam maitinimo šaltiniui.

Ličio jonų akumuliatoriuose, kurių įtampa viršija 3,7 V, baterijos jungiamos lygiagrečiai. Akumuliatoriaus įtampą padalijus iš 3,7, gaunamas nuosekliai sujungtų baterijų skaičius. Baterijų skaičių padauginę iš 3 gausite mažiausią akumuliatoriaus įtampą. Padauginus iš 4,2 gauname maksimalią įtampą.

Ličio jonų baterijos praktiškai neturi „atminties efekto“, todėl joms nereikia treniruotis. Stenkitės visiškai neiškrauti akumuliatoriaus arba nuolat jį įkrauti.

Optimalus akumuliatoriaus įkrovimas yra 50-80%. Tačiau beprasmiška kentėti ir išlaikyti tokias vertybes naudojant nešiojamąjį kompiuterį, išmanųjį telefoną ar net žibintuvėlį. Paprastai jie įkrauna, kai patogu ir kai reikia, ir išsikrauna, kol reikia. Tam ir buvo sukurtas Li-Ion, nėra prasmės savęs riboti.

Aukščiau išvardytų baterijų įkrovimo aukšta įtampa arba „šokinėjimo“ srovių laikymasis kenkia akumuliatoriui. Geriau palikti akumuliatorių esant žemai srovei kelioms valandoms ar kelioms dienoms. Tai ekonomiškesnis būdas atgaivinti akumuliatorių. Tai leis valdikliui veikti taip, kaip tikėtasi, ir įkrauti įprastomis srovėmis.

Manau, tai viskas, laimingi pratimai.

Šiuolaikiniai mobilieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai ir planšetiniai kompiuteriai naudoja ličio jonų baterijas. Jie palaipsniui pakeitė šarmines baterijas iš nešiojamos elektronikos rinkos. Anksčiau visuose šiuose įrenginiuose buvo naudojamos nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijos. Tačiau jų dienos baigėsi, nes ličio jonų baterijos pasižymi geresnėmis savybėmis. Tiesa, jie negali visais atžvilgiais pakeisti šarminių. Pavyzdžiui, srovės, kurias gali gaminti nikelio-kadmio baterijos, jiems yra nepasiekiamos. Tai nėra labai svarbu maitinant išmaniuosius telefonus ir planšetinius kompiuterius. Tačiau nešiojamų elektrinių įrankių, sunaudojančių daug srovės, srityje šarminės baterijos vis dar yra tinkamas būdas. Tačiau darbas kuriant baterijas su didelėmis iškrovos srovėmis be kadmio tęsiasi. Šiandien kalbėsime apie ličio jonų baterijas, jų dizainą, veikimą ir plėtros perspektyvas.

Patys pirmieji akumuliatoriaus elementai su ličio anodu buvo išleisti praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje. Jie turėjo didelį specifinį energijos intensyvumą, todėl jie iškart tapo paklausūs. Ekspertai jau seniai siekė sukurti šaltinį, kurio pagrindą sudaro šarminis metalas, turintis didelį aktyvumą. Dėl to buvo pasiekta aukšta šio tipo akumuliatoriaus įtampa ir energijos tankis. Tuo pačiu metu tokių elementų dizaino kūrimas buvo baigtas gana greitai, tačiau jų praktinis naudojimas sukėlė sunkumų. Su jais buvo susidorota tik praėjusio amžiaus 90-aisiais.

Per šiuos 20 metų mokslininkai padarė išvadą, kad pagrindinė problema yra ličio elektrodas. Šis metalas yra labai aktyvus ir eksploatacijos metu įvyko daugybė procesų, kurie galiausiai sukėlė užsidegimą. Tai pradėta vadinti liepsną generuojančia ventiliacija. Dėl šios priežasties 90-ųjų pradžioje gamintojai buvo priversti atšaukti mobiliųjų telefonų baterijas.

Tai atsitiko po kelių avarijų. Pokalbio metu akumuliatoriaus suvartojama srovė pasiekė maksimumą, o vėdinimas prasidėjo nuo liepsnos skleidimo. Dėl to buvo daug atvejų, kai vartotojai patyrė veido nudegimus. Todėl mokslininkams teko patobulinti ličio jonų baterijų dizainą.

Ličio metalas yra ypač nestabilus, ypač įkraunant ir iškraunant. Todėl mokslininkai pradėjo kurti ličio tipo bateriją nenaudodami ličio. Pradėti naudoti šio šarminio metalo jonai. Iš čia ir kilęs jų vardas.

Ličio jonų baterijos turi mažesnį energijos tankį nei . Tačiau jie yra saugūs, jei laikomasi įkrovimo ir iškrovimo standartų.

Ličio jonų akumuliatoriuje vykstančios reakcijos

Proveržis ličio jonų akumuliatorių įvedimo į buitinę elektroniką kryptimi buvo baterijų, kuriose neigiamas elektrodas buvo pagamintas iš anglies medžiagos, sukūrimas. Anglies kristalinė gardelė labai tiko kaip matrica ličio jonams įsiterpti. Norint padidinti akumuliatoriaus įtampą, teigiamas elektrodas buvo pagamintas iš kobalto oksido. Lengvojo kobalto oksido potencialas yra maždaug 4 voltai.

Daugumos ličio jonų baterijų darbinė įtampa yra 3 voltai ar daugiau. Neigiamo elektrodo iškrovos proceso metu litis yra deinterkaluojamas iš anglies ir įterpiamas į teigiamo elektrodo kobalto oksidą. Įkrovimo proceso metu procesai vyksta atvirkščiai. Pasirodo, metalinio ličio sistemoje nėra, tačiau jo jonai veikia, judėdami nuo vieno elektrodo prie kito, sukurdami elektros srovę.

Reakcijos į neigiamą elektrodą

Visi šiuolaikiniai komerciniai ličio jonų baterijų modeliai turi neigiamą elektrodą, pagamintą iš anglies turinčios medžiagos. Sudėtingas ličio įsiskverbimo į anglį procesas labai priklauso nuo šios medžiagos pobūdžio, taip pat nuo elektrolito medžiagos. Anglies matrica prie anodo turi sluoksniuotą struktūrą. Konstrukcija gali būti užsakyta (natūralus arba sintetinis grafitas) arba iš dalies užsakyta (koksas, suodžiai ir kt.).

Interkalacijos metu ličio jonai išstumia anglies sluoksnius, įsiterpdami tarp jų. Gaunami įvairūs interkalatai. Interkalacijos ir deinterkalacijos metu specifinis anglies matricos tūris pasikeičia nežymiai. Be anglies medžiagos, neigiamame elektrode gali būti naudojamas sidabras, alavas ir jų lydiniai. Taip pat bandoma naudoti kompozicines medžiagas su siliciu, alavo sulfidais, kobalto junginiais ir kt.

Reakcijos į teigiamą elektrodą

Pirminiuose ličio elementuose (baterijose) teigiamam elektrodui gaminti dažnai naudojamos įvairios medžiagos. Baterijose to padaryti negalima, o medžiagos pasirinkimas yra ribotas. Todėl teigiamas ličio jonų akumuliatoriaus elektrodas yra pagamintas iš ličio nikelio arba kobalto oksido. Taip pat gali būti naudojami ličio mangano špineliai.

Šiuo metu atliekami katodui skirtų mišrių fosfatų arba mišrių oksidų medžiagų tyrimai. Kaip įrodė ekspertai, tokios medžiagos pagerina ličio jonų akumuliatorių elektrines charakteristikas. Taip pat kuriami oksidų padengimo ant katodo paviršiaus metodai.

Reakcijos, kurios vyksta ličio jonų akumuliatoriuje įkrovimo metu, gali būti apibūdintos tokiomis lygtimis:

teigiamas elektrodas

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

neigiamas elektrodas

С + xLi + + xe — → CLi x

Iškrovimo proceso metu reakcijos vyksta priešinga kryptimi.

Žemiau esančiame paveikslėlyje schematiškai pavaizduoti procesai, vykstantys ličio jonų akumuliatoriuje įkrovimo ir iškrovimo metu.

Ličio jonų akumuliatoriaus dizainas

Pagal savo konstrukciją Li─Ion akumuliatoriai gaminami cilindrinio ir prizminio dizaino. Cilindrinė konstrukcija yra elektrodų ritinys su separatoriaus medžiaga, skirta elektrodams atskirti. Šis ritinys dedamas į korpusą, pagamintą iš aliuminio arba plieno. Prie jo prijungtas neigiamas elektrodas.

Teigiamas kontaktas yra išvedamas kontaktinio padėklo pavidalu akumuliatoriaus gale.

Prizminio dizaino ličio jonų baterijos gaminamos sukraunant stačiakampes plokštes vieną ant kitos. Tokios baterijos leidžia padaryti pakuotę tankesnę. Sunkumas yra išlaikyti elektrodų gniuždymo jėgą. Yra prizminės baterijos su ritininiu elektrodų rinkiniu, susuktu į spiralę.

Bet kurio ličio jonų akumuliatoriaus konstrukcijoje numatytos priemonės, užtikrinančios saugų jo veikimą. Visų pirma tai susiję su įkaitimo ir užsidegimo prevencija. Po akumuliatoriaus dangteliu sumontuotas mechanizmas, kuris padidina akumuliatoriaus atsparumą, kai didėja temperatūros koeficientas. Kai slėgis akumuliatoriaus viduje padidėja virš leistinos ribos, mechanizmas sulaužo teigiamą gnybtą ir katodą.

Be to, siekiant padidinti darbo saugumą, ličio jonų baterijos turi naudoti elektroninę plokštę. Jo paskirtis – valdyti įkrovimo ir iškrovimo procesus, išvengti perkaitimo ir trumpojo jungimo.

Šiuo metu gaminama daug prizminių ličio jonų baterijų. Jie randa pritaikymą išmaniuosiuose telefonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose. Prizminių baterijų dizainas dažnai gali skirtis tarp skirtingų gamintojų, nes jie neturi vieno sujungimo. Priešingo poliškumo elektrodai yra atskirti separatoriumi. Jo gamybai naudojamas akytas polipropilenas.

Ličio jonų ir kitų tipų ličio baterijų konstrukcija visada yra sandari. Tai yra privalomas reikalavimas, nes elektrolito nutekėjimas neleidžiamas. Jei jis nutekės, elektronika bus pažeista. Be to, sandari konstrukcija neleidžia vandeniui ir deguoniui patekti į akumuliatorių. Jei jie pateks į vidų, jie sunaikins akumuliatorių dėl reakcijos su elektrolitu ir elektrodais. Ličio baterijų komponentų gamyba ir jų surinkimas vyksta specialiose sausose dėžėse argono atmosferoje. Šiuo atveju naudojami sudėtingi suvirinimo, sandarinimo ir kt.

Kalbant apie Li-Ion akumuliatoriaus aktyviosios masės kiekį, gamintojai visada ieško kompromiso. Jie turi pasiekti maksimalų pajėgumą ir užtikrinti saugų veikimą. Pagrindas laikomas toks ryšys:

A o / A p = 1,1, kur

A o – neigiamo elektrodo aktyvioji masė;

O n yra aktyvioji teigiamo elektrodo masė.

Šis balansas neleidžia susidaryti ličiui (grynam metalui) ir apsaugo nuo gaisro.

Ličio jonų akumuliatorių parametrai

Šiandien gaminamos ličio jonų baterijos turi didelę specifinę energijos talpą ir darbinę įtampą. Pastarasis daugeliu atvejų yra nuo 3,5 iki 3,7 voltų. Energijos intensyvumas svyruoja nuo 100 iki 180 vatvalandžių vienam kilogramui arba nuo 250 iki 400 vienam litrui. Prieš kurį laiką gamintojai negalėjo pagaminti baterijų, kurių talpa didesnė nei kelios ampervalantės. Dabar problemos, trukdančios plėtrai šia kryptimi, pašalintos. Taigi, prekyboje buvo pradėtos rasti kelių šimtų ampervalandžių talpos ličio baterijos.

Šiuolaikinių ličio jonų akumuliatorių iškrovos srovė svyruoja nuo 2C iki 20C. Jie veikia aplinkos temperatūros diapazone nuo -20 iki +60 laipsnių Celsijaus. Yra modelių, kurie veikia -40 Celsijaus temperatūroje. Tačiau verta iš karto pasakyti, kad specialios baterijų serijos veikia esant minusinei temperatūrai. Įprastos mobiliųjų telefonų ličio jonų baterijos neveikia esant minusinei temperatūrai.

Tokio tipo akumuliatorių savaiminis išsikrovimas per pirmąjį mėnesį siekia 4-6 procentus. Tada jis mažėja ir sudaro procentą per metus. Tai žymiai mažiau nei nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido akumuliatorių. Tarnavimo laikas yra maždaug 400-500 įkrovimo ir iškrovimo ciklų.

Dabar pakalbėkime apie ličio jonų baterijų veikimo ypatybes.

Ličio jonų baterijų veikimas

Ličio jonų baterijų įkrovimas

Ličio jonų baterijų įkrovimas dažniausiai būna kombinuotas. Pirmiausia jie įkraunami pastovia 0,2-1C srove, kol pasiekia 4,1-4,2 voltų įtampą. Ir tada įkrovimas atliekamas esant pastoviai įtampai. Pirmasis etapas trunka apie valandą, o antrasis - apie dvi. Norint greičiau įkrauti akumuliatorių, naudojamas impulsinis režimas. Iš pradžių buvo gaminamos ličio jonų baterijos su grafitu ir joms nustatyta 4,1 volto įtampos riba. Faktas yra tas, kad esant aukštesnei įtampai elemente, prasidėjo šalutinis poveikis, sutrumpinęs šių baterijų tarnavimo laiką.

Palaipsniui šie trūkumai buvo pašalinti grafitą dopinguojant įvairiais priedais. Šiuolaikiniai ličio jonų elementai be problemų įkrauna iki 4,2 volto. Klaida yra 0,05 volto vienam elementui. Yra Li─Ion baterijų grupės, skirtos kariniam ir pramonės sektoriams, kur reikalingas didesnis patikimumas ir ilgas tarnavimo laikas. Tokių baterijų maksimali įtampa viename elemente yra 3,90 voltų. Jie turi šiek tiek mažesnį energijos tankį, bet ilgesnį tarnavimo laiką.

Jei įkrausite ličio jonų akumuliatorių, kurio srove yra 1 C, laikas visiškai įgyti talpą bus 2–3 valandos. Baterija laikoma visiškai įkrauta, kai įtampa padidėja iki maksimumo, o srovė sumažėja iki 3 procentų vertės įkrovimo proceso pradžioje. Tai galima pamatyti žemiau esančiame grafike.

Žemiau esančioje diagramoje pavaizduoti ličio jonų akumuliatoriaus įkrovimo etapai.

Įkrovimo procesas susideda iš šių žingsnių:

• 1 etapas. Šiame etape per akumuliatorių teka didžiausia įkrovimo srovė. Jis tęsiasi tol, kol pasiekiama slenkstinė įtampa;
• 2 etapas. Esant pastoviai akumuliatoriaus įtampai, įkrovimo srovė palaipsniui mažėja. Šis etapas sustoja, kai srovė sumažėja iki 3 procentų pradinės vertės;
• 3 etapas. Jei akumuliatorius yra saugomas, tada šiame etape yra periodiškai įkraunama, kad kompensuotų savaiminį išsikrovimą. Tai daroma maždaug kas 500 valandų.
  Iš praktikos žinoma, kad padidinus įkrovimo srovę, akumuliatoriaus įkrovimo laikas nesumažėja. Didėjant srovei, įtampa greičiau pakyla iki slenkstinės vertės. Bet tada antrasis įkrovimo etapas trunka ilgiau. Kai kurie įkrovikliai (įkrovikliai) gali įkrauti ličio jonų akumuliatorių per valandą. Tokiuose įkrovikliuose antros pakopos nėra, tačiau realiai baterija šiuo metu įkraunama apie 70 proc.

Kalbant apie reaktyvinį įkrovimą, jis netaikomas ličio jonų akumuliatoriams. Tai paaiškinama tuo, kad tokio tipo akumuliatoriai įkraunant negali sugerti perteklinės energijos. Reaktyvinis įkrovimas gali sukelti kai kurių ličio jonų perėjimą į metalinę būseną (valentas 0).

Trumpas įkrovimas gerai kompensuoja savaiminį išsikrovimą ir elektros energijos praradimą. Įkrovimas trečiajame etape gali būti atliekamas kas 500 valandų. Paprastai tai atliekama, kai viename elemente akumuliatoriaus įtampa sumažinama iki 4,05 voltų. Įkrovimas atliekamas tol, kol įtampa pakyla iki 4,2 volto.

Verta atkreipti dėmesį į prastą ličio jonų baterijų atsparumą perkrovimui. Dėl anglies matricos (neigiamo elektrodo) perteklinio krūvio gali prasidėti metalinio ličio nusodinimas. Jis turi labai didelį cheminį aktyvumą ir sąveikauja su elektrolitu. Dėl to prie katodo prasideda deguonies išsiskyrimas, o tai kelia grėsmę slėgio padidėjimui korpuse ir slėgio sumažėjimui. Todėl, jei įkraunate Li─Ion elementą aplenkdami valdiklį, neleiskite įkrovimo įtampai pakilti aukščiau nei rekomenduoja akumuliatoriaus gamintojas. Jei akumuliatorių nuolat įkrausite, jo tarnavimo laikas sutrumpės.

Gamintojai rimtą dėmesį skiria ličio jonų akumuliatorių saugai. Įkrovimas sustoja, kai įtampa pakyla virš leistino lygio. Taip pat sumontuotas mechanizmas, išjungiantis įkrovimą, kai akumuliatoriaus temperatūra pakyla virš 90 laipsnių Celsijaus. Kai kurie šiuolaikiniai akumuliatorių modeliai turi mechaninį jungiklį. Jis suveikia, kai padidėja slėgis akumuliatoriaus korpuso viduje. Elektroninės plokštės įtampos valdymo mechanizmas atjungia skardinę nuo išorinio pasaulio pagal mažiausią ir didžiausią įtampą.

Yra ličio jonų baterijos be apsaugos. Tai modeliai, kurių sudėtyje yra mangano. Įkraunant, šis elementas padeda slopinti ličio metalizaciją ir deguonies išsiskyrimą. Todėl tokiose baterijose apsaugos nebereikia.

Ličio jonų akumuliatorių laikymo ir iškrovimo charakteristikos

Ličio baterijos laikomos gana gerai, o savaiminis išsikrovimas per metus yra tik 10-20%, priklausomai nuo laikymo sąlygų. Tačiau tuo pat metu baterijos elementų degradacija tęsiasi, net jei jos nenaudojamos. Apskritai, visi ličio jonų akumuliatoriaus elektriniai parametrai gali skirtis kiekvienu konkrečiu atveju.

Pavyzdžiui, įtampa iškrovimo metu kinta priklausomai nuo įkrovimo laipsnio, srovės, aplinkos temperatūros ir kt. Akumuliatoriaus tarnavimo laiką įtakoja srovės ir iškrovimo-įkrovimo ciklo režimai bei temperatūra. Vienas iš pagrindinių ličio jonų akumuliatorių trūkumų yra jų jautrumas įkrovimo-iškrovimo režimui, todėl jie suteikia daug skirtingų apsaugos tipų.

Toliau pateiktose diagramose parodytos ličio jonų akumuliatorių iškrovos charakteristikos. Jie tiria įtampos priklausomybę nuo iškrovos srovės ir aplinkos temperatūros.

Kaip matote, didėjant iškrovos srovei, talpos sumažėjimas yra nereikšmingas. Tačiau tuo pačiu metu pastebimai sumažėja darbinė įtampa. Panašus vaizdas stebimas esant žemesnei nei 10 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Taip pat verta atkreipti dėmesį į pradinį akumuliatoriaus įtampos kritimą.

Pažanga juda į priekį, o ličio baterijos vis dažniau pakeičia tradiciškai naudojamas NiCd (nikelio-kadmio) ir NiMh (nikelio-metalo hidrido) baterijas.
Esant panašiam vieno elemento svoriui, ličio talpa yra didesnė, be to, elemento įtampa yra tris kartus didesnė - 3,6 V vienam elementui, o ne 1,2 V.
Ličio baterijų kaina pradėjo artėti prie įprastų šarminių baterijų, jų svoris ir dydis yra daug mažesni, be to, jas galima ir reikia įkrauti. Gamintojas teigia, kad jie gali atlaikyti 300-600 ciklų.
Yra įvairių dydžių ir pasirinkti tinkamą nėra sunku.
Savaiminis išsikrovimas yra toks mažas, kad jie sėdi metus ir lieka įkrauti, t.y. Prireikus prietaisas veikia.

„C“ reiškia talpa

Dažnai randamas toks pavadinimas kaip „xC“. Tai tiesiog patogus akumuliatoriaus įkrovimo ar iškrovimo srovės su jo talpos dalimis žymėjimas. Kilęs iš angliško žodžio „Capacity“ (pajėgumas, talpa).
Kalbėdami apie įkrovimą 2C arba 0,1C srove, jie paprastai reiškia, kad srovė turi būti atitinkamai (2 × akumuliatoriaus talpa) / h arba (0,1 × akumuliatoriaus talpa) / h.
Pavyzdžiui, 720 mAh talpos akumuliatorius, kurio įkrovimo srovė yra 0,5 C, turi būti įkraunama 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA srove, tai taip pat taikoma iškrovimui.

Paprastą arba nelabai paprastą įkroviklį galite pasigaminti patys, priklausomai nuo patirties ir galimybių.

Paprasto LM317 įkroviklio grandinės schema

Ryžiai. 5.

Taikymo grandinė užtikrina gana tikslų įtampos stabilizavimą, kuris nustatomas potenciometru R2.
Srovės stabilizavimas nėra toks svarbus kaip įtampos stabilizavimas, todėl pakanka stabilizuoti srovę naudojant šunto rezistorių Rx ir NPN tranzistorių (VT1).

Reikiama įkrovimo srovė konkrečiam ličio jonų (Li-Ion) ir ličio polimero (Li-Pol) akumuliatoriui parenkama keičiant Rx varžą.
Atsparumas Rx maždaug atitinka tokį santykį: 0,95/Imax.
Diagramoje nurodyta rezistoriaus Rx vertė atitinka 200 mA srovę, tai yra apytikslė vertė, ji taip pat priklauso nuo tranzistoriaus.

Priklausomai nuo įkrovimo srovės ir įėjimo įtampos, būtina numatyti radiatorių.
Normaliam stabilizatoriaus veikimui įvesties įtampa turi būti bent 3 voltais didesnė už akumuliatoriaus įtampą, kuri vienai skardinei yra 7-9 V.

Paprasto LTC4054 įkroviklio grandinės schema

Ryžiai. 6.

LTC4054 įkrovimo valdiklį galite išimti iš seno mobiliojo telefono, pavyzdžiui, Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Ryžiai. 7. Šis mažas 5 kojų lustas pažymėtas „LTH7“ arba „LTADY“

Aš nesigilinsiu į smulkiausias darbo su mikroschema detales; Aprašysiu tik būtiniausias savybes.
Įkrovimo srovė iki 800 mA.
Optimali maitinimo įtampa yra nuo 4,3 iki 6 voltų.
Įkrovimo indikacija.
Išėjimo apsauga nuo trumpojo jungimo.
Apsauga nuo perkaitimo (įkrovimo srovės sumažinimas esant aukštesnei nei 120° temperatūrai).
Neįkrauna akumuliatoriaus, kai jo įtampa yra mažesnė nei 2,9 V.

Įkrovimo srovė nustatoma rezistorius tarp penktojo mikroschemos gnybto ir žemės pagal formulę

I=1000/R,
kur I yra įkrovimo srovė amperais, R yra rezistoriaus varža omais.

Ličio baterijos išsikrovimo indikatorius

Čia yra paprasta grandinė, kuri užsidega šviesos diodu, kai akumuliatoriaus įkrovos lygis yra mažas, o jo likutinė įtampa yra artima kritinei.

Ryžiai. 8.

Bet kokie mažos galios tranzistoriai. LED uždegimo įtampa parenkama dalikliu iš rezistorių R2 ir R3. Geriau prijungti grandinę po apsaugos bloku, kad šviesos diodas visiškai neiškrautų akumuliatoriaus.

Patvarumo niuansas

Gamintojas paprastai nurodo 300 ciklų, tačiau jei įkraunate ličio tik 0,1 volto mažiau, iki 4,10 V, ciklų skaičius padidėja iki 600 ar net daugiau.

Naudojimas ir atsargumo priemonės

Galima drąsiai teigti, kad ličio polimerų baterijos yra pačios „gležniausios“ egzistuojančios baterijos, tai yra, jos reikalauja privalomo kelių paprastų, bet privalomų taisyklių, kurių nesilaikymas gali sukelti problemų.
1. Neleidžiama įkrauti, kai įtampa viršija 4,20 voltų vienam stiklainiui.
2. Nejunkite akumuliatoriaus trumpojo jungimo.
3. Draudžiama iškrauti srovę, kuri viršija apkrovą arba įkaitina akumuliatorių virš 60°C. 4. Žemesnė nei 3,00 voltų įtampa vienam stiklainiui yra kenksminga.
5. Baterijos kaitinimas aukštesnėje nei 60°C temperatūroje yra kenksmingas. 6. Akumuliatoriaus slėgio mažinimas yra kenksmingas.
7. Laikymas iškrautoje būsenoje yra kenksmingas.

Pirmųjų trijų punktų nesilaikymas sukelia gaisrą, likusieji – visišką ar dalinį pajėgumo praradimą.

Iš ilgametės naudojimo patirties galiu pasakyti, kad baterijų talpa kinta nedaug, tačiau didėja vidinė varža ir akumuliatorius pradeda veikti mažiau laiko esant didelėms srovės sąnaudoms – atrodo, kad talpa sumažėjo.
Dėl šios priežasties dažniausiai montuoju didesnę talpą, nes leidžia įrenginio išmatavimai ir net senos, dešimties metų senumo skardinės veikia visai neblogai.

Nelabai didelėms srovėms tinka senos mobiliųjų telefonų baterijos.

Iš seno nešiojamojo kompiuterio akumuliatoriaus galite gauti daug puikiai veikiančių 18650 baterijų.

Kur naudoti ličio baterijas?

Atsuktuvą ir elektrinį atsuktuvą seniai paverčiau ličio. Šių priemonių nenaudoju reguliariai. Dabar net po metų nenaudojimo jie veikia neįkraunant!

Nedideles baterijas dedu į vaikiškus žaislus, laikrodžius ir pan., kur iš gamyklos buvo sumontuoti 2-3 „mygtukų“ elementai. Ten, kur reikia tiksliai 3V, pridedu vieną diodą nuosekliai ir veikia kaip tik.

Įdėjau į LED žibintuvėlius.

Vietoj brangaus ir mažos talpos Krona 9V į testerį sumontavau 2 skardines ir pamiršau visas problemas bei papildomas išlaidas.

Apskritai dedu kur tik galiu, o ne baterijas.

Kur nusipirkti ličio ir susijusių komunalinių paslaugų

Parduodama. Toje pačioje nuorodoje rasite įkrovimo modulius ir kitus naudingus daiktus pasidaryk pats.

Kinai dažniausiai meluoja apie talpą ir ji mažesnė nei parašyta.

Sąžiningas Sanyo 18650

18650 ličio baterijų įkroviklių apžvalga

Šiuolaikiniam žmogui padeda daugybė dalykėlių. Visų pirma, naudojame nešiojamuosius kompiuterius, išmaniuosius telefonus, fotoaparatus, planšetinius kompiuterius ir tt Dauguma šių įrenginių veikia neprisijungę su ličio baterijomis. Baterijos daro šiuos įrenginius tikrai mobilius. Vienas iš ličio baterijų tipų yra 18650. Jie atrodo kaip AA baterijos, tačiau yra didesnio dydžio. Tokių baterijų elementų yra nešiojamųjų kompiuterių baterijose, žibintuvėliuose ir elektroninėse cigaretėse. Būtent pastarasis padarė šio tipo akumuliatorių ypač paklausų. Turintiems tokias baterijas svarbu žinoti, kaip teisingai jas įkrauti. Šiame straipsnyje kalbėsime apie 18650 akumuliatorių įkroviklius (įkroviklius) Pakalbėsime apie bendruosius reikalavimus tokiems įrenginiams, taip pat apžvelgsime kelis tokių įkroviklių pavyzdžius.

Įkraunant ličio 18650 baterijas, išėjimo įtampa turėtų būti 5 V, o srovė – 0,5–1 nominalios akumuliatoriaus talpos. Tai yra, 2600 mAh talpos ličio elementas turi būti įkraunamas 1,3–2,6 ampero srove. Ličio baterijų įkroviklių gamintojai gamina įkroviklius, kurie procesą atlieka keliais etapais.

Pirmasis įkrovimo etapas atliekamas srove (0,2─1) nuo talpos vertės. Šiuo atveju įtampa palaikoma 4,1-4,2 volto (viename banke).Šis etapas trunka šiek tiek mažiau nei valandą. Antrasis etapas vyksta esant pastoviai įtampai. Kai kurie gamintojai gamina įrenginius, kurie įgyvendina impulsinį režimą. Tai leidžia greičiau įkrauti.

18650 akumuliatorių įkroviklių pavyzdžiai

Nitecore Digicharger D4 įkroviklis skirtas įkrauti daugiausia keturias baterijas. „Nitecore“ prekės ženklas sugebėjo įsitvirtinti gamindamas aukštos kokybės įrenginius. D4 tik patvirtina teigiamą reputaciją.

Nitecore D4 įkroviklis turi aukštos kokybės, informatyvų ekraną, kuriame rodoma daug naudingų duomenų. Čia galite matyti įkrovimo greitį ir laiką, elemento įtampą ir kitus panašius duomenis. Valdikliai leidžia perjungti keturis skyrius ir peržiūrėti visų apmokestinamų daiktų informaciją. Dėl šios priežasties galite bet kada peržiūrėti akumuliatoriaus būseną. Įkrovimas yra universalus, o į skyrelius galima įdėti įvairių formų baterijas. Įskaitant 18650 formatą.

Įkroviklis automatiškai nustato įkrovimo greitį ir laiką. Tai turi privalumų, tačiau yra ir trūkumų. Juk kartais gali prireikti smulkesnių rankinių koregavimų, bet čia Nitecore D4 nėra. Funkcijos apima optimizuotą IMR baterijų įkrovimo būdą. Be to, verta paminėti, kad visų palaikomų tipų baterijų įkrovimas automatiškai nutraukiamas proceso pabaigoje. Tai neabejotinas šio įrenginio pliusas.

Apskritai, Nitecore D4 gali būti rekomenduojamas kasdieniam naudojimui tiems, kurie turi daug mobiliųjų įrenginių su skirtingų tipų baterijomis. Tarp jų – 18650 ličio baterijų Įrenginio funkcionalumas gana platus, tačiau pradedančiųjų patogumui numatytas ir visiškai automatinis veikimas. Geras kainos, savybių ir konstrukcijos kokybės derinys.