Заряд литий полимерных аккумуляторов

Инструкция как зарядить литий-полимерный аккумулятор

Аккумулятор даже самого дорогого гаджета работает по законам физики, эффективность использования ресурса батареи зависит от эксплуатации. В современных устройствах набирают популярность литий-полимерные аккумуляторы.

Они появились в результате усовершенствования литий-ионных, имеют заметные преимущества. Чем лучше Li-Pol батареи, как их правильно заряжать в первый раз, как использовать их емкость эффективно?

Особенности

С научной точки зрения литий полимерные аккумуляторы имеют принципиальные отличия на уровне состава наполнения, о котором написано много подробных статей. Некоторые научные труды ставят под сомнение слово «плимерный» в названии, обосновывая принадлежность к «гибридным». Вообще полимерное наполнение широко исследуется и совершенствуется, обеспечивая рынок новыми продуктами.

С позиции потребителя, внимания достойны следующие положительные особенности:

Узнай время зарядки своего аккумулятора

• компактность;
• большая емкость по сравнению с литий-ионными при одинаковых размерах;
• большее количество циклов перезарядки (относительно литий-ионных);
• широкое разнообразие форм, в том числе гибкие и с толщиной от 1 мм; ультратонкие телефоны появились на рынке благодаря таким АКБ;
• работа без существенной потери качества заряда при диапазоне температур внешнего воздуха от -20 до +40°C;
• отсутствие эффекта памяти (нарушение режима зарядки не ограничивает емкость при последующих зарядках);
• низкий саморазряд при бездействии.

Среди недостатков отметим склонность к возгоранию и взрывам. Громкие скандалы вокруг смартфона Smsung S7 были вызваны именно таким аккумулятором.

Технический прогресс не стоит на месте, Samsung, Huawei и другие надежные производители в обязательном порядке в современные Li-Pol АКБ встраивают электронные схемы против перезаряда и перегрева. Однако склонность к возгоранию следует учесть при покупке батареи у неизвестного продавца без надлежащих гарантий.

Начало эксплуатации, первая зарядка

Со временем литий полимерный, как и все аккумуляторы, склонен постепенно терять плотность. Конструкция позволяет законсервировать электролит при производстве. Консервация выполняется специальным составом при заряде около 40%. Именно в таком состоянии литий полимерный аккумулятор оптимально сохраняет свои свойства на пути от производителя к конечному потребителю.

Конструкция литий─полимерного аккумулятора

При покупке необходимо с первого раза разрушить консервирующий состав, расконсервировать новую АКБ. Для этого достаточно 3-4 раза полностью зарядить и разрядить устройство. Купив литий полимерный аккумулятор, сначала обязательно разрядите его до полного выключения телефона, после зарядите полностью. После этого повторите еще 2-3 полных цикла. Заряжать новую АКБ не полностью с первого раза чревато ее досрочным выходом из строя.

Текущая зарядка

Чтобы зарядить литий полимерный аккумулятор, требуется специальное устройство. Со смартфонами и некоторыми гаджетами оно продается в комплекте, производит зарядку автоматизированно.

Если у Вас появился телефон без зарядного устройства или по какой-то другой причине Вам нужно купить зарядник отдельно, предстоит выбор. Простые экономичные модели показывают процесс зарядки постоянным током и его окончание. К этому моменту батарея набирает 70-80% своей емкости. Далее начинается стадия заряда постоянным напряжением с падающим током, отследить которую устройства не предоставляют возможности, соответствующих контроллеров в них просто нет.

Выбор такой индикации процесса вполне обоснован. Старение литий полимерного аккумулятора при неполной зарядке происходит медленнее. Однако заряжать литий полимерный аккумулятор смартфона или другого устройства при таком способе требуется заметно чаще.

Универсальные зарядные устройства стоят в несколько раз дороже описанных выше. Они имеют встроенные контроллеры, которые позволяют правильно заряжать аккумуляторы разных моделей, а также отслеживать показатели процесса. Напряжение должно быть 4,2В.

При возможности выставить параметр на 4,1В Вам потребуется дополнительное время, чтобы зарядить аккумулятор, однако такой способ существенно продлит срок службы АКБ. Величина тока должна быть в пределах 100% емкости батареи. Для срока службы предпочтительнее меньшая сила тока вплоть до 20%, но чтобы зарядить, потребуется более длительное время.

Крайне важно не допускать глубокой разрядки батареи телефона или иного устройства. Заряжать ее следует при достижении показателя в 20-30% емкости, не допуская глубокой разрядки (кроме первого раза). Если Вы собираетесь в дорогу на несколько дней или больше, важно не уехать без зарядного устройства.

Меры предосторожности

Для литий полимерных аккумуляторов противопоказано:

• напряжение свыше 4,2В и ниже 2,7В;
• нагревание свыше 60°C;
• нарушение герметичности;
• хранение при зарядке ниже 25% от емкости;
• короткое замыкание.

Наиболее продолжительным срок службы литий-полимерного аккумулятора любого электронного устройства, в том числе смартфона, будет при постоянном нахождении его заряда на уровне 40-60%, плавной зарядке током малой силы, при напряжении в пределах 4,1В. Однако подобный алгоритм требует повышенного внимания со стороны пользователя. Обычно устройство заряжается в наиболее удобном режиме с учетом общих принципов и правил эксплуатации, описанных в статье. Полезным будет прочитать инструкцию по эксплуатации устройства перед первым разом его использования.

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Как заряжать литиевые аккумуляторы

Литиевые аккумуляторы представляют гальваническую пару, в которой катодом служат соли лития. Независимо, литий-ионный, литий-полимерный сухой или гибридный аккумулятор, зарядное устройство подходит всем. Изделия могут иметь форму цилиндра, или герметичную мягкую упаковку, способ зарядки для них общий, отвечающий особенностям электрохимической реакции. Как зарядить Li-ion АКБ?

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

• LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
• MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
• LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
• MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Каждый литиевый аккумулятор представляет герметичное изделие цилиндрической, призматической формы, для Li-pol в мягкой упаковке. Все они имеют напряжение 3,6- 4,2 В и разную емкость, измеряемую в мА/ч. Если собрать последовательно 3 банки получится батарея с напряжением на клеммах 10,8 — 12,6 В. Емкость при последовательной зарядке, измеряется по самому слабому литиевому аккумулятору в связке.

Как правильно заряжать литиевый аккумулятор 18650 или Pol на 12 вольт, нужно знать. Для возвращения прибору емкости необходимо использовать ЗУ с контроллером. Важно иметь в сборке РСМ для каждой банки, защиту от недо- и перезаряда. Другая схема незащищенных литиево-ионных аккумуляторов – установка РСВ – управляющей платы, лучше с балансирами, для равномерной зарядки банок.

На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С.

Как заряжать, предлагаем посмотреть видео, способ зарядки для 2, 3 литиевых аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Используется бюджетное зарядное устройство.

Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:

• Зарядное устройство приобретаемое в комплекте с прибором.
• Использовать разъем USB от электронной техники – компьютера. Здесь можно получить ток 0,5 А, зарядка будет долгой.
• От прикуривателя, купив переходник с набором портов. Выбрать тот, что соответствует параметрам батареи на 12 В.
• Универсальное зарядное устройство «лягушка» с доком для установки гаджета. Как заряжать? Есть панель индикации заряда.

Специалисты советуют использовать для зарядки литиевых аккумуляторов штатное зарядное, остальные – только в форс-мажорных обстоятельствах. Однако, как зарядить литиевый аккумулятор без штатного зарядного устройства, нужно знать.

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.

Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.

Глубина разряда, %	Количество циклов заряда
100	500
50	1500
25	2500
10	4 700

Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 0 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 0 может.

Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Время зарядки аккумуляторов определяется процессом восстановления емкости. Различают полный и частичный заряд.

Емкость измеряется в ампер-часах. Это значит, если подать заряд, численно равный емкости, то за час на клеммах создастся нужное напряжение, а запас энергии будет 70-80 %. Если емкость измеряется в единицах С, при быстрой зарядке следует подавать ток 1С-2С. Время быстрой зарядки около часа.

Для полного цикла зарядки батарей из нескольких элементов, соединенных последовательно, используют 2 этапа – CC/CV. Этап СС длится, пока на клеммах не появится напряжение , равное рабочему, в вольтах. Второй этап: при стабильном напряжении подается в банку ток, но с увеличением емкости, он стремится к нулю. Время заряда занимает около 3 часов, независимо от емкости.

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Две разных системы аккумуляторов – литиевые и свинцовые требуют разного подхода к восстановлению емкости. Свинцовый АКБ не настолько требовательны к параметрам зарядки, как литиевые. Да и критерии заряда другие.

Для зарядки на первом этапе Li-ion, Li-pol требуется постоянный ток, на втором этапе постоянное напряжение. Если не контролировать параметры на первом этапе, возможен перезаряд. Но если в батарее есть встроенная защита – BMS – она справится. Поэтому несколько добавить энергии можно даже зарядником от телефона.

В зарядном устройстве для свинцовых АКБ главный показатель – стабильное напряжение. Для литиевых зарядников на первом этапе важен стабильный ток.

Правда, появились универсальные ЗУ, которые можно перенастроить на тот или иной режим зарядки. Перед вами российская разработка «Кулон».

Источник