Cum și de ce am făcut o baterie cu litiu. Baterie făcută de dvs. din baterii litiu-ion: cum să încărcați corect bateriile cu litiu cu propriile dvs.

10.08.2020

Majoritatea bateriilor utilizate în echipamentele medicale, sculele electrice, bicicletele electrice și chiar mașinile electrice folosesc celule 18650. Această celulă cilindrică ar putea să nu pară deosebit de practică din cauza amprentei sale de volum mare, dar este punctele forte, cum ar fi tehnologia dezvoltată și de producție în masă, precum și costul scăzut pe watt-oră, argumentează contrariul.

După cum sa menționat mai sus, forma cilindrică a elementului nu este ideală, deoarece duce la formarea de spațiu gol în sistemele cu mai multe elemente. Dar dacă luăm în considerare problema din punctul de vedere al necesității de răcire, atunci acest dezavantaj se transformă într-un avantaj. De exemplu, elemente de dimensiune standard 18650 sunt folosite în mașina electrică Tesla S85, unde numărul lor total ajunge la 7.000 de bucăți. Aceste 7.000 de celule formează un sistem complex de baterii care utilizează atât conexiuni în serie pentru a crește tensiunea, cât și conexiuni paralele pentru a crește curentul. Dacă un element dintr-o conexiune în serie eșuează, pierderea de putere va fi minimă, iar într-o conexiune în paralel un astfel de element va fi oprit de sistemul de protecție. În consecință, nu există nicio dependență a întregii baterii de celule individuale, ceea ce permite o funcționare mai stabilă.

Nu există un consens în rândul producătorilor de vehicule electrice cu privire la utilizarea dimensiunilor standard, dar există o tendință spre utilizarea unor formate mai mari, deoarece acest lucru reduce numărul total de celule din baterie și, prin urmare, reduce costul sistemului de protecție. Economiile pot ajunge la 20-25 la sută. Dar, pe de altă parte, utilizarea elementelor mari duce la o creștere a costului total de kWh. Conform datelor din 2015, Tesla S85 cu celule de dimensiunea 18650 are un cost mai mic pe watt-oră în comparație cu vehiculele electrice care folosesc baterii prismatice mari. Tabelul 1 compară costurile în kWh ale diferitelor vehicule electrice.

Tabelul 1: Comparația costului pe watt oră diverse modele Vehicule electrice. Producția în masă a celulelor de dimensiunea 18650 reduce costul bateriilor care le folosesc.

* În 2015-2016, puterea bateriei Tesla S85 a crescut de la 85 kWh la 90 kWh. Nissan Leaf a cunoscut și o creștere - de la 25 kWh la 30 kWh.

Bateria dezvoltată trebuie să îndeplinească standardele de siguranță nu numai în timpul funcționării standard, ci și în caz de defecțiune. Toate sursele de energie și bateriile electrice nu fac excepție, în cele din urmă își epuizează resursele și devin inutilizabile. Există și cazuri de eșec prematur, imprevizibil. De exemplu, după unele incidente, litiul de la bord baterie ionică Avionul Boeing 787 este plasat într-un container metalic special cu ventilație spre exterior. La vehiculele electrice Tesla, compartimentul bateriei este protejat suplimentar de o placă de oțel pentru a preveni deteriorarea penetrantă.

Sistemele de baterii mari pentru sistemele foarte încărcate sunt răcite forțat. Poate fi implementat sub formă de îndepărtare a căldurii printr-un radiator, sau poate include un ventilator pentru a furniza aer rece. Există și sisteme răcite cu lichid, dar sunt destul de scumpe și sunt de obicei folosite în vehiculele electrice.

1. Aspecte de securitate

Producătorii reputați de celule electrice nu furnizează celule cu litiu-ion companiilor necertificate care produc baterii. Această precauție este pe deplin justificată, deoarece circuitul de protecție din acumulatorul proiectat poate fi configurat incorect pentru a supraestima performanța, iar celulele vor fi încărcate și descărcate nu într-un interval de tensiune sigur.

Costul unui sistem de baterii certificat pentru transportul aerian sau alte utilizări comerciale poate varia de la 10.000 USD la 20.000 USD Un preț atât de mare este îngrijorător, mai ales știind că producătorii schimbă periodic ceea ce este folosit în astfel de sisteme elementele electrice. Un sistem de baterii cu astfel de celule noi, deși listat ca înlocuitor direct pentru unul mai vechi, va necesita din nou noi certificări.

Se pune adesea întrebarea: „De ce este o baterie certificată dacă elementele care o compun sunt deja aprobate?” Răspunsul este destul de simplu - dispozitivul final, bateria, trebuie și el testat pentru a se asigura că îndeplinește standardele de siguranță și este asamblat corect. De exemplu, o defecțiune a aceluiași circuit de protecție poate duce la un incendiu sau chiar la o explozie, iar testarea acestuia este posibilă doar într-o baterie finită.

Conform reglementărilor ONU, bateria trebuie să treacă teste mecanice și electrice pentru a îndeplini cerințele pentru transportul aerian. Aceste reguli (UN/DOT 38.3) funcționează împreună cu recomandările Administrației Federale a Aviației (FAA), Departamentul de Transport al SUA (US DOT) și Asociația Internațională a Transporturilor Aeriene (IATA)*. Certificarea acoperă bateriile cu litiu primare și secundare.

Regulamentul ONU 38.3 include următoarele teste:

T1 - Simularea lucrului la inaltime (baterii primare si secundare)

T2 - Teste de temperatură (baterii primare și secundare)

T3 - Vibrații (baterii primare și secundare)

T4 - Impact (baterii primare și secundare)

T5 - Scurtcircuit extern (baterii primare și secundare)

T6 - Impact mecanic (baterii primare și secundare)

T7 - Reîncărcare (baterii secundare)

T8 - Descărcare forțată (baterii primare și secundare)

Bateriile electrice supuse testului trebuie să treacă testele fără a provoca daune zonei înconjurătoare. Funcționalitatea lor continuă după teste nu joacă niciun rol. Aceste teste sunt destinate exclusiv să testeze siguranța și nu performanța. Un laborator autorizat care efectuează aceste teste necesită 24 de probe de baterie, 12 noi și 12 care au suferit 50 de cicluri de încărcare/descărcare. Prezența bateriilor deja uzate garantează o calitate mai realistă a eșantionării.

Costul ridicat al certificării este prohibitiv pentru producătorii mici de baterii litiu-ion, astfel încât prețul final al modelelor certificate este destul de mare. Dar consumatorii au de ales - în loc de o baterie certificată litiu-ion, este foarte posibil să achiziționați o baterie pe bază de nichel, al cărei transport nu este atât de strict reglementat. (Vezi BU-704: Transportul bateriilor electrice.)

Aveți grijă când manipulați și testați bateriile.

Nu lăsa scurt circuit, supraîncărcare, strângere, cădere, pătrundere de obiecte străine, aplicare polaritate inversă, expunerea la temperaturi ridicate pe baterie.

Nu dezasamblați bateria.

Utilizați numai baterii și încărcătoare originale litiu-ion.

Ceea ce va fi discutat în acest articol va ajuta mulți oameni să înțeleagă nutriția. dispozitive de casă tip autonom. Oferă o metodă conform căreia poți obține baterii litiu-ion de orice dimensiune. Din manualele de fizică știm că o baterie simplă este un dispozitiv format din plăci de cupru-zinc, între care se află o soluție electrolitică. Un astfel de dispozitiv a fost creat de Volt (deși problema este controversată; Luigi Galvani a fost primul care a descoperit efectul, dar nu a putut oferi o explicație logică pentru acest fenomen).

Au trecut peste 200 de ani de atunci, acum trăim într-un secol tehnologii digitale, dar bateria rămâne totuși o sursă indispensabilă de energie, fără de care nu poate funcționa un singur dispozitiv autonom. Bateriile moderne cu litiu sunt utilizate pe scară largă în tehnologia modernă, există multe motive pentru aceasta - greutatea ușoară, durata de viață lungă, capacitatea mare și mulți alți parametri fac bateriile indispensabile în dispozitivele portabile.

Dar în timp, bateria litiu-ion devine și ea inutilizabilă. Zilele trecute s-a întâmplat același lucru cu bateria telefonului meu. Bateria este de la un producător licențiat, așa că a durat foarte mult timp și ar putea fi totuși să funcționeze cu fidelitate dacă nu ar fi ideea mea proastă de a o perfora. Cert este că, în timp, bateria s-a umflat, dar a continuat să funcționeze cu o bubuitură, așa că s-a decis să o străpungă. După o mică operațiune, bateria nu mai era ceea ce era înainte, o scădere bruscă a capacității în doar o săptămână.

A fost înlocuit cu o altă baterie, dar este păcat să o aruncați (și nu este necesar, dăunează mediului!), deci ce să faceți cu ea? S-a decis să se creeze baterie noua bazat pe cel vechi. Înainte de muncă, vreau să vă avertizez - unii compuși de litiu sunt toxici, așa că este indicat să folosiți mănuși și să faceți munca la aer curat. Ei bine, ca întotdeauna, încalc toate regulile de siguranță fără mănuși, bateria a fost dezasamblată chiar în sufragerie. Ca întotdeauna, mirosul deosebit al surselor de alimentare cu litiu nu poate fi confundat cu nimic. Pentru tăiere corp din aluminiu s-a folosit un cuțit de montaj obișnuit și un clește.

După câteva minute, capsula de aluminiu a fost îndepărtată și era timpul să trecem mai departe.

Aici începe cea mai murdară muncă, trebuie să dezasamblați bateria. Bateriile cu litiu, ca orice altă sursă de tensiune, constau din plăci încărcate pozitiv și negativ, cu un strat de izolație între ele. Acum luăm pasta din stiloul cu gel și, parcă, o „înfășurăm” pe pastă.

Trebuie avută mare grijă pentru a nu scurtcircuita plăcile. În timpul procesului de înfășurare a plăcilor, puteți observa generarea de căldură, nu vă alarmați, așa ar trebui să fie. În continuare, ar trebui să înfășurați piesa de prelucrat cu bandă adezivă, dar trebuie să curățați plăcile în avans.

Lipiți firele de contact pe zonele curățate. Puteți lua pur și simplu două fire de cupru (torți) și pur și simplu le puteți lipi de contacte folosind aceeași bandă.

Unul dintre contacte a fost lipit pe corp, celălalt a fost scos. Corpul ar trebui să fie sigilat pentru aceasta, am folosit lipici universal „moment”. Imediat după crearea unei astfel de baterii, măsurăm tensiunea, aceasta se află în intervalul 2,2-2,8 volți, în cazul în care este deja de 2,8-3,3 volți. A doua zi dimineața, tensiunea este deja în jur de 3,6-3,65 volți.

Bateriile cu litiu se tem de temperaturi sub zero la temperaturi sub zero, bateria litiu-ion nu se încarcă deloc.

Bateriile litiu-ion au fost inițial destinate dispozitive mobile fie că este vorba de telefoane, camere, camere video, laptop-uri, dar în ultimul deceniu, producția de baterii cu litiu a fost lansată de majoritatea producătorilor auto.

Atunci de ce să o asamblați singur dacă puteți cumpăra o baterie gata făcută? Sunt suficiente motive:

litiu asamblat din fabrică baterii reîncărcabile- nerezonabil de scump;
este foarte dificil să găsești o baterie de dimensiuni potrivite pentru o motocicletă sau mașină;
Dacă bateria asamblată se încadrează în spațiul de instalare cu rezervă, atunci va avea o capacitate mai mică.

Puteți asambla o baterie cu propriile mâini de la elemente individuale, care va fi limitat doar de densitatea energetică și prețul pe watt-oră, în funcție de tipul de elemente selectate:

NiMH- hidrura metalica de nichel;
Li-ion- ion de litiu;
Li-pol- polimer de litiu;
LiFePO4- fosfat de litiu fier;
Acid de plumb- plumb-acid.

Pericol de supraîncărcare a celulelor cu litiu

Celulele cu litiu trebuie manipulate cu grijă deoarece concentrează multă energie într-o zonă mică când sunt complet încărcate. Prin urmare, bateriile protejate Li-ion și Li-pol sunt la vânzare de mult timp.

În 1991, Sony a atras atenția asupra riscului de explozie Celule Li-ion. În zilele noastre, toate bateriile fără excepție sunt înfășurate cu un separator cu două straturi între plăci pentru a elimina riscul de scurtcircuit intern. Toate bateriile de marcă sunt echipate cu o placă de protecție tranzistor cu efect de câmp, care le dezactivează în următoarele cazuri:

Bateria este excesiv de descărcată - sub 2,5 V.
Supraîncărcat - peste 4,2 V.
Curentul de încărcare este prea mare - mai mult de 1C (C este capacitatea bateriei în Ah).
Scurt circuit.
Curentul de sarcină este depășit - mai mult de 5C.
Polaritate incorectă la încărcare.

Pentru o siguranță suplimentară, există o siguranță termică care deschide circuitul atunci când elementul cu litiu se supraîncălzește peste 90 °C.

Cum să găsiți o baterie cu protecție?

Bateriile cu litiu sunt produse în versiuni casnice și tehnologice. Bateriile pentru uz casnic au o carcasă din plastic rezistentă și încorporată protectie electronica. Elemente tehnologice, destinate utilizării industriale, sunt produse cel mai adesea în formă deschisă și nu au protecție încorporată.

Bateriile protejate au cuvântul „ protejat" în titlu, neprotejat - " neprotejat».
Bateriile cu protecție sunt cu 2–3 mm mai lungi decât cele obișnuite datorită plăcii, care este instalată la capăt lângă polul negativ.
Pretul bateriilor cu protectie cu aceeasi capacitate este intotdeauna mai mare, deoarece placa cu componente electronice costa si bani.

Polul pozitiv al bateriei trebuie conectat la placa de protecție cu o placă subțire, altfel protecția nu va funcționa.

Când elementele individuale sunt conectate în serie, tensiunile lor sunt însumate, dar capacitatea rămâne aceeași. Chiar și din aceeași serie, bateriile au caracteristici diferite, așa că sunt încărcate cu la viteze diferite. De exemplu, atunci când se încarcă la o tensiune totală de 12,6 V, elementul din mijloc se poate supraîncărca la 4,4 V, ceea ce este periculos din cauza supraîncălzirii.

Pentru a preveni supraîncărcarea excesivă a elementelor neprotejate, se folosesc cabluri de echilibrare care sunt conectate la încărcătoare speciale, de exemplu: iMAX B6 și Turnigy Accucel-6.

Fiecare baterie reîncărcabilă Li-ion și Li-pol pentru uz casnic are cea mai avansată protecție la supratensiune sub forma unui circuit de control al tensiunii, a unui comutator cu tranzistor cu efect de câmp și a unei siguranțe termice.

Nu este necesară echilibrarea elementelor protejate, deoarece dacă tensiunea pe oricare dintre ele crește la 4,2 V, încărcarea este garantată întreruperea.

Când asamblați o baterie din celule fără protecție, există o cale de ieșire - instalați o placă de control a tensiunii pentru toate bateriile, de exemplu, conectându-le conform circuitului 4S2P - 4 în serie, 2 în paralel.

De asemenea, nu este nevoie să echilibrați elementele conectate în paralel.

Când bateriile sunt conectate în paralel, tensiunea lor rămâne aceeași, iar capacitățile lor sunt însumate.

Despre capacitatea bateriilor cu litiu

Capacitatea este capacitatea unei baterii de a furniza curent, măsurată în miliamperi oră (mAh) sau amperi oră (Ah). De exemplu, o baterie cu o capacitate de 2 Ah poate furniza un curent de 2 A timp de o oră sau 1 A timp de două ore. Dar această dependență a curentului de timpul de conectare la sarcină nu este liniară - la un anumit punct al graficului, când curentul se dublează, timpul de funcționare a bateriei scade de patru ori. Prin urmare, producătorii indică întotdeauna capacitatea calculată atunci când bateria este descărcată cu un curent excesiv de scăzut de 100 mA.

Cantitatea de energie depinde de tensiunea bateriei, astfel încât celulele cu hidrură metalică de nichel cu aceeași capacitate au o intensitate energetică de 3 ori mai mică decât cele cu ioni de litiu:

NiMH- 1,2 V * 2,2 Ah = 2,64 wați-oră;
Li-ion- 3,7 V * 2,2 Ah = 8,14 wați-oră.

Când căutați și cumpărați baterii reîncărcabile, acordați prioritate companiilor cunoscute precum Samsung, Sony, Sanyo, Panasonic. Bateriile de la acești producători au o capacitate care se potrivește cel mai mult cu cea indicată pe carcasa lor. Inscripția 2600 mA pe elementele Sanyo nu este mult diferită de capacitatea lor reală de 2500–2550 mA. Falsuri Producătorii chinezi cu o capacitate lăudată de 4200 mA, nici măcar nu ajung la 1000 mA, dar prețul lor este de două ori mai mic decât originalul japonez.

Pentru a asambla o baterie din baterii cu litiu, puteți utiliza:

lipire;
cutii de joncțiune;
Magneți de neodim;

Lipirea în timpul asamblarii din fabrică este folosită extrem de rar, deoarece elementul de litiu este distrus de căldură, pierzând o parte din capacitatea sa. Pe de altă parte, acasă, lipirea va fi modalitatea optimă de conectare a bateriilor, deoarece chiar și rezistența minimă la contacte va reduce semnificativ tensiunea totală la bornele comune. Trebuie să utilizați un fier de lipit puternic de 100 W și să atingeți bateriile cu litiu timp de cel mult două secunde.

Magneții puternici de pământuri rare sunt acoperiți cu un strat de nichel sau zinc, astfel încât suprafața lor nu se oxidează. Acești magneți asigură un contact excelent între baterii. Dacă doriți să lipiți firele la un magnet, nu uitați de temperatura Curie, peste care orice magnet devine o pietricică. Temperatura aproximativă admisă pentru magneți este de 300°C.

Dacă utilizați o cutie pentru a conecta bateriile, atunci un mare avantaj devine evident, deoarece va fi mai ușor să selectați bateriile după tensiune sau să schimbați un element deteriorat.

Sudură în puncte - cea mai buna cale conexiuni ale celulelor cu litiu utilizate la asamblarea bateriilor de laptop.

Nu este profitabil să cumperi o baterie cu litiu gata făcută pentru o mașină sau motocicletă atunci când o poți asambla singur la un preț mai mic. Puteți economisi până la 70 USD dacă nu cumpărați o baterie nouă pentru laptop și nu înlocuiți singur celulele.

Este dificil să judeci economiile atunci când asamblați baterii puternice cu litiu pentru a alimenta mașinile electrice sau sistemele de alimentare autonome acasă, deoarece în aceste cazuri există costuri suplimentare pentru echipamentele de control și monitorizare.

S-ar putea să te intereseze și tu

1. 1. 1. 1. Și acum la obiect:
        Referitor la capacitate. Înțeleg că, dacă motorul nu trage, de exemplu, pe un deal, atunci produce un curent de scurtcircuit. Motorul nu se va arde deoarece firele groase sunt înfășurate în el.
        Iată cum să aflați ce scrie curent maxim? Și cât timp va rezista înfășurarea lui în interiorul acestui curent?
        Judecând după scrisoarea ta, ești o persoană foarte educată, cel puțin în științe fizice, dar sunt un elev excelent la școală și institut și acum nu-mi amintesc elementele de bază. Tratați acest fapt cu înțelegere - scleroza este senilă. Desi ma consider destept!!!
        Întrebările puse mai sus au ca scop să răspundă la întrebarea principală - cum va fi corect (fără riscul de a arde AK) să acționezi motorul și bateria atunci când conduci pe orice teren (mă refer la urcări mari și mici)
        Înțeleg acest lucru: dacă opresc AK cu un comutator de comutare în timp util și conduc bicicleta în sus pe deal manual. atunci nu se va întâmpla nimic! Cum să recunoști acest moment?
        Poate că există un dispozitiv special care semnalează un curent mare, sau un releu termic care în mod clar, subliniez clar, oprește AC?

Conţinut:
De ce trec la lifepo4 (bateria litiu cu fosfat de fier)
Cumpărând pachete A123 3.2v 20ah de pe aliexpress, care a fost primul pachet care a sosit?
Conectarea firelor la contactele celulei
Ansamblu baterie, scurtă descriere

Este timpul să treceți la un nou tip de baterie centrala mea eoliană solară. Din păcate, bateriile mașinii mele durează doar 1 an și în cele din urmă își pierd aproape toată capacitatea. Acest lucru se datorează faptului că iarna, când nu este vânt sau soare timp de o săptămână, bateriile merg la zero și trăiesc în această stare câteva zile, după care capacitatea lor este redusă ireversibil. Desigur, nu le puteți planta atât de mult, dar cumva nu funcționează așa, capacitatea este scrisă pe fiecare la 60Ah, dar nu o puteți lua, așa că am luat tot ce era acolo.

În cele din urmă, acest lucru nu ar trebui să continue, ce?, cumpărați baterii noi în fiecare an. Puteți, desigur, să-l luați cu o rezervă de cinci ori, pentru a nu le elimina complet, dar costul este apoi înmulțit cu cinci și nu vor dura mult mai mult, producătorul promite 5 ani dacă bateria este folosită. într-o mașină. Adică dacă nu se descarcă niciodată și după pornirea mașinii se încarcă imediat de la generator. Aceasta înseamnă că bateria nu va dura mai mult de trei ani, deoarece condiția principală nu poate fi îndeplinită - nu vă descărcați profund și încărcați imediat. În general pe plumb auto trebuie sa renunti, altfel daca cumperi ceva ieftin ajungi sa platesti in exces.

Există o alternativă baterii alcaline, dar au propriile lor probleme, cum ar fi încărcarea până la 17,5 volți, eficiența de 55-60% din tot și așa mai departe, în plus, prețul este pur și simplu astronomic pentru bateriile cu o tehnologie atât de veche și promit o durată de viață de 8-12 ani cu funcționare corespunzătoare.

De asemenea este si baterii cu plumb de tracțiune, totul despre ei este bun, pot fi descărcate la 100%, iar când sunt descărcate nu mai mult de 80%, funcționează 800-1500 de cicluri și durează până la 10 ani, iar unele, așa cum promite producătorul, până la 20 de ani . Dar tu însuți înțelegi că prețul corespunde și cea mai ieftină tracțiune costă de trei ori mai mult decât plumbul auto, iar una de înaltă calitate este de 5-7 ori mai scumpă.

Cred că am găsit o cale de ieșire, asta baterii lifepo4 (litiu fier fosfat).. Acesta este în esență același litiu-ion (cum ar fi bateriile unui telefon sau laptop), dar chimia din interior este ușor diferită, ceea ce a permis acestor baterii să reducă semnificativ efectul de îmbătrânire. Drept urmare, bateriile nu se degradează de mulți ani, promit până la 12-20 de ani și își păstrează capacitatea inițială. Ele funcționează timp de 1500-2000 de cicluri la descărcare 100% fără a reduce capacitatea și continuă să funcționeze fără nicio deteriorare semnificativă a parametrilor. Și dacă nu vă descărcați cu mai mult de 80%, atunci capacitatea de ciclism este de 5000-7000 de cicluri.

În același timp, aceste baterii nu necesită întreținere complet, nu au niciun efect de memorie și nu trebuie încărcate 100% și conduse cu curenți mici înainte de încărcare. Dacă nu vă încărcați sau nu vă descărcați complet, aceste baterii se vor îmbunătăți. S-ar putea spune că este o baterie ideală pentru sisteme autonome deoarece poate sta complet descărcată săptămâni întregi și nu i se va întâmpla nimic, nu este nevoie să o antrenezi în cicluri precum bateriile alcaline și așa mai departe.

Dezavantajul lifepo4 este prețul, care este comparabil cu prețul bateriilor alcaline bune cu nichel-cadmiu sau al unei baterii cu plumb de tracțiune de marcă de înaltă calitate. Dar dacă cumpărați de la revânzătorii noștri din Rusia, dacă comandați din străinătate, atunci se dovedește mult mai ieftin, iar în China este cu un ordin de mărime mai ieftin. De asemenea, lifepo4 ca li-ion nu poate tolera supraîncărcarea și supradescărcarea, tensiunea fiecărui pachet nu trebuie să depășească 3,75 volți la încărcare și nu permite o descărcare sub 2,00 volți, altfel bateriile vor muri și nu pot fi restaurate. Pentru a controla aceste baterii, este instalată o placă de protecție (BMS), care monitorizează starea bateriei și, dacă este ceva, o oprește la valori critice de încărcare sau descărcare și, de asemenea, egalizează tensiunea fiecărui element din baterie. lanţ. Aceste plăci de protecție sunt disponibile pentru orice baterii de 12,24,36,48,72 volți etc.

lifepo4 - comanda pe aliexpress

De fapt, am pornit din China pentru că banii întotdeauna „cântă romante”. Am decis să cumpăr lifepo4 în cantități mici deoarece am bani gratuit. Ca multe altele, am ales lifepo4 sub formă de elemente plate cu o capacitate de 20 ah, această formă de elemente se numește pachete. Chinezii, desigur, sunt încă povestitori, dar ceea ce am comandat spun că este noul original A123 3.2v 20ah. Adică sunt pachete originale ale mărcii dispărute A123, iar resturile sunt lichidate la un preț ieftin.

Am cumpărat aceste baterii de pe Aliexpress, care nu știe deja că este un site chinezesc care vinde totul la prețuri foarte ieftine și se livrează prin poștă. Site-ul este în limba rusă și cred că toată lumea își poate da seama cum să comande, singurul dezavantaj este că coletele durează mult, în medie o lună, uneori se pierd și se strică pe drum, dar asta din vina poșta noastră, cred. Mai jos este primul pachet, 3 pachete de 20 ah. Vânzătorii deseori împart comenzile grele în mai multe colete pentru a menține greutatea unui pachet la cel mult 2 kg, așa că coletul meu a fost împărțit în două, în primele 3 pachete, în al doilea restul de 2 pachete, în total primul. Comanda a fost de 5 pachete preț 5400 de ruble.

În ceea ce privește prețul, dacă luați în loturi mici de 1-10 bucăți, atunci prețul pentru un pachet de 20 ah este puțin mai mult de 1000 de ruble, dar dacă luați de la 20 și mai sus, prețul este redus semnificativ. Bateria mea va fi de 80 Ah 12 volți, adică 960 de wați*h de electricitate și mă va costa - pachete de 20 Ah = 16 buc = 17.500 de ruble + 1.600 de ruble panou de protecție = 19.100 de ruble. Dacă luați, de exemplu, un lot de 36 de pungi deodată, iese la 24.000 de ruble, dar nu pot cumpăra atât de mult deodată. Și astfel, o baterie pentru 1 kWh se dovedește a fi 19.000 de ruble. Cu acești bani aș putea cumpăra 9 baterii auto de 60Ah fiecare, adică 540Ah pentru un total de 6,4kWh, dar dacă nu iei mai mult de 10% din capacitate, astfel încât bateriile să țină mult timp, atunci asta înseamnă doar 640Wh. Mai jos este o fotografie a coletului în sine.

Această fotografie a fost făcută la poștă, întrucât coletul a ajuns foarte mototolit, am decis să-l despachetez pe loc, de unde s-a descoperit că bateriile erau foarte stricate la colțuri. Dar ce rost are să prezint și să pierzi timpul, am îndreptat loviturile cu mâinile și am plecat fericit acasă, iar bateriile nu vor face nimic din astfel de lovituri, poți chiar să le rulezi într-un tub, dar nu pot garanta ca totul e in regula cu al meu dupa ceva ca cel din fotografia de mai sus. Mai jos este o altă fotografie, în timp ce am stat cu mâinile, am îndreptat aproape toate loviturile.

Deja acasă am făcut o inspecție detaliată a acestor baterii, inscripțiile ușor uzate spun că producătorul este A123, dar barele de contact sunt clar sudate separat, iar îmbinările sunt umplute cu material de etanșare. Chinezii mi-au spus că aceste baterii sunt noi și provin din America fără bare de contact, care sunt deja atașate în China, cele pozitive sunt nichelate, iar cele negative sunt din cupru. Ei bine, să ne gândim că le-au tăiat de nicăieri și au lipit contacte noi. Încă nu este mai ieftin, dar timpul va spune calitatea și numărul de ani și cicluri lucrate.

Pentru a mă asigura că anvelopele sunt atașate, am ales etanșantul, fotografia de mai jos arată că anvelopa este atașată și sudată, iar îmbinarea este acoperită cu etanșant.

Acum voi continua ceea ce am inceput si voi mai comanda astfel de pachete, pana acum am nevoie de 16 pachete in total pentru a asambla o baterie de 12 volti 80Ah. Între timp, am început să asamblam elementele existente. Am început cu o cutie pentru aceste pachete. Cutia a fost realizată din placaj de 2 cm grosime (cum era) și vopsită cu vopsea albă de hrean.

Apoi, a fost necesar să atașați cumva firele la barele de contact. Am parcurs toate magazinele, dar nu am găsit șuruburi foarte mici și, de fapt, niciunul dintre magazinele de produse electrice nu a găsit blocuri de borne cu un design special unde erau deja șuruburi și legături mici. Drept urmare, am cumpărat un fier de lipit puternic de 100 de wați și un fir cu o secțiune transversală de 4 metri pătrați. Acasă, mi-am dat deja seama că nu ar fi posibil să lipim firele, placa de contact a pachetului nu se încălzește. Și îmi doream foarte mult să adun primele patru pachete pentru a obține o baterie de 12 volți. Drept urmare, am dezbrăcat firele și le-am înfășurat ca un tub în plăci de contact, le-am presat cu cleștele și am instalat două capse din plăci groase. Desigur, acest lucru nu este în întregime corect, dar cred că contactul este bun și va dura mereu, mai ales că acolo nu vor fi curenți mari, de maxim 5-10 amperi.

Am făcut cinci găuri în capac pentru șuruburi M6 și am conectat patru pachete într-un lanț pentru a forma o baterie de 12 volți. Aceasta nu este încă o versiune finalizată, placa de protecție (BMS) comandată, care va fi montată sub capac, nu a sosit încă.

Se pare că am folosit șuruburi obișnuite din metal nu s-au găsit. Dar nu este nimic de care să vă faceți griji aici, șuruburile servesc doar ca cleme fire de cupru și firele sunt legate între ele. Singurul lucru este că șuruburile exterioare sunt scoase ca bornele bateriei. Practic, bateria va funcționa prin placa de protecție, iar aceste șuruburi sunt doar pentru rareori conexiuni ale unui invertor etc. Rezistența metalului este desigur mai mare, dar cred că pierderile datorate încălzirii șuruburilor, chiar și la curenți de 50-70A, va fi minim și nu poate fi numărat, deoarece rareori pornesc invertorul pentru scule electrice. Dar dacă îl găsesc, le voi înlocui pe cele exterioare cu altele de cupru. Mai jos este o fotografie a interiorului acestei cutii de baterii.

Asta este tot pentru acum. In continuare am de gand sa cumpar mai multe pachete de acelasi fel si sa le adaug in aceasta carcasa pana il umplu complet, iar in curand va sosi si placa de protectie BMS si va fi instalata. Între timp, voi încerca în continuare fără BMC direct la controler panou solar instalați-l și vedeți cum funcționează, dacă există un dezechilibru al celulelor și voi verifica și capacitatea reală a bateriilor. Mai multe despre asta în următoarele articole din secțiunea „Mica mea experiență”.

Continuare, partea 2, am instalat o baterie în loc de plumb și primele numere și impresii ale muncii vieții.

Evaluarea caracteristicilor unui anumit încărcător este dificilă fără a înțelege cum ar trebui să funcționeze de fapt un încărcător exemplar. incarca li-ion baterie Prin urmare, înainte de a trece direct la diagrame, să ne amintim o mică teorie.

Ce sunt bateriile cu litiu?

În funcție de materialul din care este fabricat electrodul pozitiv al unei baterii cu litiu, există mai multe varietăți:

cu catod de cobaltat de litiu;
cu catod pe bază de fosfat de fier litiat;
pe bază de nichel-cobalt-aluminiu;
pe baza de nichel-cobalt-mangan.

Toate aceste baterii au propriile lor caracteristici, dar deoarece aceste nuanțe nu au o importanță fundamentală pentru consumatorul general, nu vor fi luate în considerare în acest articol.

De asemenea, toate bateriile li-ion sunt produse în diferite dimensiuni și factori de formă. Acestea pot fi fie carcase (de exemplu, popularul 18650 de astăzi), fie laminate sau prismatice (baterii gel-polimer). Acestea din urmă sunt pungi închise ermetic, realizate dintr-o peliculă specială, care conțin electrozi și masa electrozilor.

Cele mai comune dimensiuni ale bateriilor li-ion sunt prezentate în tabelul de mai jos (toate au o tensiune nominală de 3,7 volți):

Desemnare	Marimea standard	Dimensiune similară
XXYY0, Unde XX- indicarea diametrului în mm, YY- valoarea lungimii în mm, 0 - reflectă designul sub formă de cilindru	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø corespunde cu AAA, dar jumătate din lungime)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, lungime CR2
	14430	Ø 14 mm (la fel ca AA), dar lungime mai scurtă
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (sau 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (sau 150A/300P)
	18650	2xCR123 (sau 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	CU
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Procesele electrochimice interne se desfășoară în același mod și nu depind de factorul de formă și designul bateriei, așa că tot ceea ce se spune mai jos se aplică în mod egal tuturor bateriilor cu litiu.

Cum să încărcați corect bateriile litiu-ion

Cel mai corect mod de a încărca bateriile cu litiu este încărcarea în două etape. Aceasta este metoda pe care Sony o folosește în toate încărcătoarele sale. În ciuda regulatorului de încărcare mai complex, acesta asigură o încărcare mai completă a bateriilor Li-ion fără a le reduce durata de viață.

Aici vorbim despre un profil de încărcare în două etape pentru bateriile cu litiu, prescurtat CC/CV (curent constant, tensiune constantă). Există, de asemenea, opțiuni cu curenți de impuls și pas, dar nu sunt discutate în acest articol. Puteți citi mai multe despre încărcarea cu curent pulsat.

Deci, să ne uităm la ambele etape de încărcare mai detaliat.

1. La prima etapă Trebuie asigurat un curent de încărcare constant. Valoarea curentă este 0,2-0,5C. Pentru încărcare accelerată, este permisă creșterea curentului la 0,5-1,0C (unde C este capacitatea bateriei).

De exemplu, pentru o baterie cu o capacitate de 3000 mAh, curentul nominal de încărcare la prima etapă este de 600-1500 mA, iar curentul de încărcare accelerat poate fi în intervalul 1,5-3A.

Pentru a asigura un curent de încărcare constant de o valoare dată, circuitul încărcătorului trebuie să poată crește tensiunea la bornele bateriei. De fapt, în prima etapă încărcătorul funcționează ca un stabilizator de curent clasic.

Important: Dacă intenționați să încărcați bateriile cu o placă de protecție încorporată (PCB), atunci când proiectați circuitul încărcătorului, trebuie să vă asigurați că tensiunea circuitului deschis a circuitului nu poate depăși niciodată 6-7 volți. În caz contrar, placa de protecție poate fi deteriorată.

În momentul în care tensiunea bateriei crește la 4,2 volți, bateria va atinge aproximativ 70-80% din capacitatea sa ( sens specific Capacitatea va depinde de curentul de încărcare: cu încărcare accelerată va fi puțin mai mică, cu o încărcare nominală va fi puțin mai mult). Acest moment marchează sfârșitul primei etape de încărcare și servește drept semnal pentru trecerea la a doua (și finală).

2. A doua etapă de încărcare- aceasta este încărcarea bateriei cu o tensiune constantă, dar un curent în scădere treptat (în scădere).

În această etapă, încărcătorul menține o tensiune de 4,15-4,25 volți pe baterie și controlează valoarea curentului.

Pe măsură ce capacitatea crește, curentul de încărcare va scădea. De îndată ce valoarea sa scade la 0,05-0,01C, procesul de încărcare este considerat finalizat.

O nuanță importantă a funcționării unui încărcător adecvat este aceasta oprire completă de la baterie după finalizarea încărcării. Acest lucru se datorează faptului că pentru bateriile cu litiu este extrem de nedorit ca acestea să rămână sub tensiune înaltă pentru o perioadă lungă de timp, care este de obicei furnizată de încărcător (adică 4,18-4,24 volți). Aceasta duce la degradarea accelerată a compoziției chimice a bateriei și, în consecință, la o scădere a capacității acesteia. Şederea pe termen lung înseamnă zeci de ore sau mai mult.

În timpul celei de-a doua etape de încărcare, bateria reușește să câștige cu aproximativ 0,1-0,15 mai mult din capacitatea sa. Încărcarea totală a bateriei ajunge astfel la 90-95%, ceea ce este un indicator excelent.

Ne-am uitat la două etape principale de încărcare. Cu toate acestea, acoperirea problemei încărcării bateriilor cu litiu ar fi incompletă dacă nu ar fi menționată o altă etapă de încărcare - așa-numita. preîncărcare.

Etapa de încărcare preliminară (preîncărcare)- această treaptă este utilizată numai pentru bateriile descărcate profund (sub 2,5 V) pentru a le aduce în modul normal de funcționare.

În această etapă, taxa este asigurată DC valoare redusă până când tensiunea bateriei atinge 2,8 V.

Etapa preliminară este necesară pentru a preveni umflarea și depresurizarea (sau chiar explozia cu foc) a bateriilor deteriorate care au, de exemplu, un scurtcircuit intern între electrozi. Dacă un curent de încărcare mare este trecut imediat printr-o astfel de baterie, acest lucru va duce inevitabil la încălzirea acesteia și apoi în funcție de norocul tău.

Un alt beneficiu al preîncărcării este preîncălzirea bateriei, care este importantă atunci când se încarcă la temperaturi ambientale scăzute (într-o cameră neîncălzită în timpul sezonului rece).

Încărcarea inteligentă ar trebui să poată monitoriza tensiunea bateriei în timpul etapei preliminare de încărcare și, dacă tensiunea nu crește pentru o perioadă lungă de timp, să tragă concluzia că bateria este defectă.

Toate etapele de încărcare a unei baterii litiu-ion (inclusiv etapa de preîncărcare) sunt reprezentate schematic în acest grafic:

Depășirea tensiunii nominale de încărcare cu 0,15 V poate reduce durata de viață a bateriei la jumătate. Scăderea tensiunii de încărcare cu 0,1 volți reduce capacitatea unei baterii încărcate cu aproximativ 10%, dar prelungește semnificativ durata de viață a acesteia. Tensiunea unei baterii complet încărcate după scoaterea acesteia din încărcător este de 4,1-4,15 volți.

Permiteți-mi să rezum cele de mai sus și să subliniez principalele puncte:

1. Ce curent ar trebui să folosesc pentru a încărca o baterie Li-ion (de exemplu, 18650 sau oricare alta)?

Curentul va depinde de cât de repede doriți să îl încărcați și poate varia de la 0,2C la 1C.

De exemplu, pentru o baterie de dimensiunea 18650 cu o capacitate de 3400 mAh, curentul minim de încărcare este de 680 mA, iar cel maxim este de 3400 mA.

2. Cât timp durează încărcarea, de exemplu, la fel baterii reîncărcabile 18650?

Timpul de încărcare depinde direct de curentul de încărcare și se calculează folosind formula:

T = C / eu încărcați.

De exemplu, timpul de încărcare pentru bateria noastră de 3400 mAh cu un curent de 1 A va fi de aproximativ 3,5 ore.

3. Cum să încărcați corect o baterie cu polimer litiu?

Toate bateriile cu litiu se încarcă la fel. Nu contează dacă este polimer de litiu sau ion de litiu. Pentru noi, consumatorii, nu există nicio diferență.

Ce este o placă de protecție?

Placa de protecție (sau PCB - placa de control al puterii) este proiectată pentru a proteja împotriva scurtcircuitului, supraîncărcării și supradescărcării bateriei cu litiu. De regulă, protecția la supraîncălzire este integrată și în modulele de protecție.

Din motive de siguranță, este interzisă utilizarea bateriilor cu litiu în aparatele electrocasnice, cu excepția cazului în care acestea au o placă de protecție încorporată. De aceea, toate bateriile de telefon mobil au întotdeauna o placă PCB. Terminalele de ieșire a bateriei sunt amplasate direct pe placă:

Aceste plăci folosesc un controler de încărcare cu șase picioare pe un dispozitiv specializat (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 și alți analogi). Sarcina acestui controler este de a deconecta bateria de la sarcină când descărcat complet baterii și deconectarea bateriei de la încărcare când ajunge la 4,25V.

Iată, de exemplu, o diagramă a plăcii de protecție a bateriei BP-6M care a fost furnizată cu telefoanele Nokia vechi:

Daca vorbim de 18650, acestea pot fi produse fie cu placa de protectie, fie fara. Modulul de protecție este situat lângă borna negativă a bateriei.

Placa mărește lungimea bateriei cu 2-3 mm.

Bateriile fără modul PCB sunt de obicei incluse în bateriile furnizate cu scheme proprii protecţie.

Orice baterie cu protecție se poate transforma cu ușurință într-o baterie fără protecție, trebuie doar să o eliminați.

Până în prezent capacitate maximă Bateria 18650 are 3400 mAh. Bateriile cu protecție trebuie să aibă o denumire corespunzătoare pe carcasă ("Protected").

Nu confundați placa PCB cu modulul PCM (PCM - modul de încărcare a puterii). Dacă primele servesc doar scopului de a proteja bateria, atunci cele din urmă sunt concepute pentru a controla procesul de încărcare - limitează curentul de încărcare la un anumit nivel, controlează temperatura și, în general, asigură întregul proces. Placa PCM este ceea ce numim un controler de încărcare.

Sper că acum nu mai sunt întrebări, cum să încărcați o baterie 18650 sau orice altă baterie cu litiu? Apoi trecem la o mică selecție de soluții de circuite gata făcute pentru încărcătoare (aceleași regulatoare de încărcare).

Scheme de încărcare pentru bateriile li-ion

Toate circuitele sunt potrivite pentru încărcarea oricărei baterii cu litiu, nu rămâne decât să decideți asupra curentului de încărcare și a bazei elementului.

LM317

Diagrama unui încărcător simplu bazat pe cipul LM317 cu un indicator de încărcare:

Circuitul este cel mai simplu, întreaga configurație se reduce la setarea tensiunii de ieșire la 4,2 volți folosind rezistența de reglare R8 (fără o baterie conectată!) și setarea curentului de încărcare selectând rezistențele R4, R6. Puterea rezistorului R1 este de cel puțin 1 Watt.

De îndată ce LED-ul se stinge, procesul de încărcare poate fi considerat finalizat (curentul de încărcare nu va scădea niciodată la zero). Nu este recomandat să păstrați bateria cu această încărcare mult timp după ce este complet încărcată.

Microcircuitul lm317 este utilizat pe scară largă în diverși stabilizatori de tensiune și curent (în funcție de circuitul de conectare). Se vinde la fiecare colț și costă doar un ban (poți obține 10 bucăți pentru doar 55 de ruble).

LM317 vine în diferite carcase:

Atribuire pin (pinout):

Analogii cipului LM317 sunt: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (ultimele două sunt produse pe plan intern).

Curentul de încărcare poate fi crescut la 3A dacă luați LM350 în loc de LM317. Totuși, va fi mai scump - 11 ruble/buc.

Placa de circuit imprimat și ansamblul de circuite sunt prezentate mai jos:

Vechiul tranzistor sovietic KT361 poate fi înlocuit cu unul similar tranzistor pnp(de exemplu, KT3107, KT3108 sau burghez 2N5086, 2SA733, BC308A). Poate fi îndepărtat cu totul dacă indicatorul de încărcare nu este necesar.

Dezavantajul circuitului: tensiunea de alimentare trebuie să fie în intervalul 8-12V. Acest lucru se datorează faptului că pt operatie normala Microcircuit LM317, diferența dintre tensiunea bateriei și tensiunea de alimentare trebuie să fie de cel puțin 4,25 Volți. Astfel, nu va fi posibilă alimentarea acestuia de la portul USB.

MAX1555 sau MAX1551

MAX1551/MAX1555 sunt încărcătoare specializate pentru baterii Li+, capabile să funcționeze de la USB sau de la un adaptor de alimentare separat (de exemplu, un încărcător de telefon).

Singura diferență dintre aceste microcircuite este că MAX1555 produce un semnal pentru a indica procesul de încărcare, iar MAX1551 produce un semnal că alimentarea este pornită. Acestea. 1555 este încă de preferat în majoritatea cazurilor, așa că 1551 este acum greu de găsit la vânzare.

O descriere detaliată a acestor microcircuite de la producător este.

Tensiunea maximă de intrare de la adaptorul DC este de 7 V, atunci când este alimentat prin USB - 6 V. Când tensiunea de alimentare scade la 3,52 V, microcircuitul se oprește și încărcarea se oprește.

Microcircuitul însuși detectează la ce intrare este prezentă tensiunea de alimentare și se conectează la acesta. Dacă alimentarea este furnizată prin magistrala USB, atunci curentul maxim de încărcare este limitat la 100 mA - acest lucru vă permite să conectați încărcătorul la portul USB al oricărui computer fără teama de a arde podul de sud.

Când este alimentat de o sursă de alimentare separată, curentul de încărcare tipic este de 280 mA.

Cipurile au protecție încorporată împotriva supraîncălzirii. Dar chiar și în acest caz, circuitul continuă să funcționeze, reducând curentul de încărcare cu 17 mA pentru fiecare grad peste 110 ° C.

Există o funcție de pre-încărcare (vezi mai sus): atâta timp cât tensiunea bateriei este sub 3V, microcircuitul limitează curentul de încărcare la 40 mA.

Microcircuitul are 5 pini. Iată o diagramă tipică de conectare:

Dacă există garanția că tensiunea la ieșirea adaptorului dvs. nu poate depăși în niciun caz 7 volți, atunci puteți face fără stabilizatorul 7805.

Opțiunea de încărcare USB poate fi asamblată, de exemplu, pe aceasta.

Microcircuitul nu necesită nici diode externe, nici tranzistoare externe. În general, desigur, lucruri mărunte! Numai că sunt prea mici și incomod de lipit. Și sunt, de asemenea, scumpe ().

LP2951

Stabilizatorul LP2951 este fabricat de National Semiconductors (). Acesta oferă implementarea unei funcții de limitare a curentului încorporat și vă permite să generați un nivel stabil de tensiune de încărcare pentru o baterie litiu-ion la ieșirea circuitului.

Tensiunea de încărcare este de 4,08 - 4,26 volți și este setată de rezistența R3 când bateria este deconectată. Tensiunea se menține foarte precis.

Curentul de încărcare este de 150 - 300mA, această valoare este limitată de circuitele interne ale cipului LP2951 (în funcție de producător).

Utilizați dioda cu un mic curent invers. De exemplu, poate fi oricare dintre seria 1N400X pe care o puteți achiziționa. Dioda este folosită ca o diodă de blocare pentru a preveni inversarea curentului de la baterie în cipul LP2951 atunci când tensiunea de intrare este oprită.

Acest încărcător produce un curent de încărcare destul de scăzut, astfel încât orice baterie 18650 se poate încărca peste noapte.

Microcircuitul poate fi achiziționat atât într-un pachet DIP, cât și într-un pachet SOIC (cost aproximativ 10 ruble per bucată).

MCP73831

Cipul vă permite să creați încărcătoarele potrivite și este, de asemenea, mai ieftin decât MAX1555.

O diagramă tipică de conectare este luată din:

Un avantaj important al circuitului este absența rezistențelor puternice cu rezistență scăzută care limitează curentul de încărcare. Aici curentul este setat de un rezistor conectat la al 5-lea pin al microcircuitului. Rezistența sa ar trebui să fie în intervalul 2-10 kOhm.

Încărcătorul asamblat arată astfel:

Microcircuitul se încălzește destul de bine în timpul funcționării, dar acest lucru nu pare să-l deranjeze. Își îndeplinește funcția.

Iată o altă opțiune placă de circuit imprimat cu LED SMD și conector micro USB:

LTC4054 (STC4054)

Foarte circuit simplu, opțiune grozavă! Permite încărcarea cu curent de până la 800 mA (vezi). Adevărat, tinde să devină foarte fierbinte, dar în acest caz protecția încorporată la supraîncălzire reduce curentul.

Circuitul poate fi simplificat semnificativ prin aruncarea unuia sau chiar a ambelor LED-uri cu un tranzistor. Apoi va arăta așa (trebuie să recunoașteți, nu poate fi mai simplu: o pereche de rezistențe și un condensator):

Una dintre opțiunile de plăci de circuit imprimat este disponibilă la . Placa este proiectată pentru elemente de dimensiune standard 0805.

I=1000/R. Nu ar trebui să setați imediat un curent ridicat; vedeți mai întâi cât de fierbinte devine microcircuitul. Pentru scopurile mele, am luat un rezistor de 2,7 kOhm, iar curentul de încărcare s-a dovedit a fi de aproximativ 360 mA.

Este puțin probabil că va fi posibilă adaptarea unui radiator la acest microcircuit și nu este un fapt că va fi eficient datorită rezistenței termice ridicate a joncțiunii cu carcasa de cristal. Producătorul recomandă să faceți radiatorul „prin cabluri” - să faceți urmele cât mai groase posibil și să lăsați folia sub corpul cipului. În general, cu cât rămâne mai multă folie „de pământ”, cu atât mai bine.

Apropo, cea mai mare parte a căldurii este disipată prin al 3-lea picior, așa că puteți face această urmă foarte lată și groasă (umpleți-o cu exces de lipit).

Pachetul de cip LTC4054 poate fi etichetat LTH7 sau LTADY.

LTH7 diferă de LTADY prin faptul că primul poate ridica o baterie foarte scăzută (la care tensiunea este mai mică de 2,9 volți), în timp ce al doilea nu poate (trebuie să o balansați separat).

Cipul s-a dovedit a fi foarte reușit, așa că are o grămadă de analogi: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, YPM4054, YPM4054, YPM4054, YPM4054 , 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Înainte de a utiliza oricare dintre analogii, verificați fișele tehnice.

TP4056

Microcircuitul este realizat într-o carcasă SOP-8 (vezi), are pe burtă un radiator metalic care nu este conectat la contacte, ceea ce permite o îndepărtare mai eficientă a căldurii. Vă permite să încărcați bateria cu un curent de până la 1A (curentul depinde de rezistența de setare a curentului).

Schema de conectare necesită un minim de elemente suspendate:

Circuitul implementează procesul clasic de încărcare - mai întâi încărcarea cu un curent constant, apoi cu o tensiune constantă și un curent în scădere. Totul este științific. Dacă te uiți la încărcare pas cu pas, poți distinge mai multe etape:

Monitorizarea tensiunii bateriei conectate (acest lucru se întâmplă tot timpul).
Faza de preîncărcare (dacă bateria este descărcată sub 2,9 V). Încărcați cu un curent de 1/10 față de cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm) la un nivel de 2,9 V.
Încărcarea cu un curent maxim constant (1000 mA la R prog = 1,2 kOhm);
Când bateria ajunge la 4,2 V, tensiunea de pe baterie este fixată la acest nivel. Începe o scădere treptată a curentului de încărcare.
Când curentul ajunge la 1/10 din cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm), încărcătorul se oprește.
După finalizarea încărcării, controlerul continuă să monitorizeze tensiunea bateriei (vezi punctul 1). Curentul consumat de circuitul de monitorizare este de 2-3 µA. După ce tensiunea scade la 4,0 V, încărcarea începe din nou. Și așa mai departe într-un cerc.

Curentul de încărcare (în amperi) este calculat prin formula I=1200/R prog. Maximul admis este 1000 mA.

Un test de încărcare real cu o baterie de 3400 mAh 18650 este prezentat în grafic:

Avantajul microcircuitului este că curentul de încărcare este stabilit de un singur rezistor. Nu sunt necesare rezistențe puternice de rezistență scăzută. În plus, există un indicator al procesului de încărcare, precum și o indicație a sfârșitului încărcării. Când bateria nu este conectată, indicatorul clipește la fiecare câteva secunde.

Tensiunea de alimentare a circuitului trebuie să fie între 4,5...8 volți. Cu cât este mai aproape de 4,5V, cu atât mai bine (deci cipul se încălzește mai puțin).

Primul picior este folosit pentru a conecta senzorul de temperatură încorporat în baterie litiu-ion(de obicei, acesta este terminalul central al bateriei telefon mobil). Dacă tensiunea de ieșire este sub 45% sau peste 80% din tensiunea de alimentare, încărcarea este suspendată. Dacă nu aveți nevoie de controlul temperaturii, plantați piciorul pe pământ.

Atenţie! Acest circuit are un dezavantaj semnificativ: absența unui circuit de protecție a polarității inverse a bateriei. În acest caz, controlerul este garantat să se ardă din cauza depășirii curentului maxim. În acest caz, tensiunea de alimentare a circuitului merge direct la baterie, ceea ce este foarte periculos.

Sigilul este simplu și se poate face într-o oră pe genunchi. Dacă timpul este esențial, puteți comanda module gata făcute. Unii producători de module gata făcute adaugă protecție împotriva supracurentului și supradescărcării (de exemplu, puteți alege de ce placă aveți nevoie - cu sau fără protecție și cu ce conector).

De asemenea, puteți găsi plăci gata făcute cu un contact pentru senzorul de temperatură. Sau chiar un modul de încărcare cu mai multe microcircuite paralele TP4056 pentru a crește curentul de încărcare și cu protecție la inversarea polarității (exemplu).

LTC1734

De asemenea, o schemă foarte simplă. Curentul de încărcare este stabilit de rezistența R prog (de exemplu, dacă instalați o rezistență de 3 kOhm, curentul va fi de 500 mA).

Microcircuitele sunt de obicei marcate pe carcasă: LTRG (se pot găsi adesea în telefoanele Samsung vechi).

Un tranzistor va merge bine orice p-n-p, principalul lucru este că este proiectat pentru un anumit curent de încărcare.

Nu există un indicator de încărcare pe diagrama indicată, dar pe LTC1734 se spune că pinul „4” (Prog) are două funcții - setarea curentului și monitorizarea sfârșitului de încărcare a bateriei. De exemplu, este prezentat un circuit cu controlul sfârșitului de încărcare folosind comparatorul LT1716.

Comparatorul LT1716 în acest caz poate fi înlocuit cu un LM358 ieftin.

TL431 + tranzistor

Probabil că este dificil să vină cu un circuit care să utilizeze componente mai accesibile. Cea mai grea parte aici este găsirea sursei de tensiune de referință TL431. Dar sunt atât de comune încât se găsesc aproape peste tot (rareori o sursă de alimentare se descurcă fără acest microcircuit).

Ei bine, tranzistorul TIP41 poate fi înlocuit cu oricare altul cu un curent de colector adecvat. Chiar și vechiul sovietic KT819, KT805 (sau KT815, KT817 mai puțin puternic) va face.

Configurarea circuitului se reduce la setarea tensiunii de ieșire (fără baterie!!!) folosind o rezistență de reglare la 4,2 volți. Rezistorul R1 setează valoarea maximă a curentului de încărcare.

Acest circuit implementează pe deplin procesul în două etape de încărcare a bateriilor cu litiu - mai întâi încărcarea cu curent continuu, apoi trecerea la faza de stabilizare a tensiunii și reducerea fără probleme a curentului la aproape zero. Singurul dezavantaj este repetabilitatea slabă a circuitului (este capricios în setare și pretențios la componentele folosite).

MCP73812

Există un alt microcircuit neglijat nemeritat de la Microcip - MCP73812 (vezi). Pe baza acesteia, obținem o opțiune de încărcare foarte prietenoasă cu bugetul (și ieftină!). Întregul kit de caroserie este doar un rezistor!

Apropo, microcircuitul este realizat într-un pachet prietenos cu lipirea - SOT23-5.

Singurul negativ este că se încălzește foarte mult și nu există nicio indicație de încărcare. De asemenea, cumva nu funcționează foarte fiabil dacă aveți o sursă de alimentare cu putere redusă (care provoacă o cădere de tensiune).

În general, dacă indicația de încărcare nu este importantă pentru tine, iar un curent de 500 mA ți se potrivește, atunci MCP73812 este o opțiune foarte bună.

NCP1835

Este oferită o soluție complet integrată - NCP1835B, care asigură o stabilitate ridicată a tensiunii de încărcare (4,2 ±0,05 V).

Poate singurul dezavantaj al acestui microcircuit este dimensiunea prea miniaturală (carcasa DFN-10, dimensiunea 3x3 mm). Nu toată lumea poate oferi lipire de înaltă calitate a unor astfel de elemente miniaturale.

Dintre avantajele incontestabile aș dori să remarc următoarele:

Număr minim de părți ale corpului.
Posibilitate de încărcare a unei baterii complet descărcate (curent de preîncărcare 30 mA);
Determinarea sfârșitului încărcării.
Curent de încărcare programabil - până la 1000 mA.
Indicație de încărcare și eroare (capabil să detecteze bateriile neîncărcabile și să semnalizeze acest lucru).
Protecție împotriva încărcării pe termen lung (prin schimbarea capacității condensatorului C t, puteți seta timpul maxim de încărcare de la 6,6 la 784 de minute).

Costul microcircuitului nu este tocmai ieftin, dar nici atât de mare (~$1) încât să nu fie necesar să îl folosiți. Dacă vă simțiți confortabil cu un fier de lipit, vă recomand să alegeți această opțiune.

Mai mult descriere detaliata este in .

Pot încărca o baterie litiu-ion fără controler?

Da, poti. Cu toate acestea, acest lucru va necesita un control atent al curentului și tensiunii de încărcare.

În general, nu va fi posibil să încărcați o baterie, de exemplu, 18650-ul nostru, fără încărcător. Încă trebuie să limitați cumva curentul maxim de încărcare, așa că cel puțin cea mai primitivă memorie va fi în continuare necesară.

Cel mai simplu încărcător pentru orice baterie cu litiu este un rezistor conectat în serie cu bateria:

Rezistența și puterea de disipare a rezistenței depind de tensiunea sursei de alimentare care va fi utilizată pentru încărcare.

De exemplu, să calculăm un rezistor pentru o sursă de alimentare de 5 volți. Vom încărca o baterie 18650 cu o capacitate de 2400 mAh.

Deci, chiar la începutul încărcării, căderea de tensiune pe rezistor va fi:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volți

Să presupunem că sursa noastră de alimentare de 5 V este evaluată pentru un curent maxim de 1 A. Circuitul va consuma cel mai mare curent chiar la începutul încărcării, când tensiunea bateriei este minimă și se ridică la 2,7-2,8 volți.

Atentie: aceste calcule nu iau in calcul posibilitatea ca bateria sa fie foarte profund descarcata si tensiunea pe ea sa fie mult mai mica, chiar la zero.

Astfel, rezistența rezistorului necesară pentru a limita curentul la începutul încărcării la 1 Amper ar trebui să fie:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm

Disiparea puterii rezistenței:

P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W

La sfârșitul încărcării bateriei, când tensiunea de pe aceasta se apropie de 4,2 V, curentul de încărcare va fi:

Încarc = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Adică, după cum vedem, toate valorile nu depășesc limitele permise pentru o anumită baterie: curentul inițial nu depășește curentul de încărcare maxim admisibil pentru o anumită baterie (2,4 A), iar curentul final depășește curentul. la care bateria nu mai câștigă capacitate ( 0,24 A).

Principalul dezavantaj al unei astfel de încărcări este necesitatea de a monitoriza constant tensiunea bateriei. Și opriți manual încărcarea imediat ce tensiunea ajunge la 4,2 volți. Faptul este că bateriile cu litiu tolerează foarte slab chiar și supratensiunea pe termen scurt - masele electrozilor încep să se degradeze rapid, ceea ce duce inevitabil la pierderea capacității. În același timp, sunt create toate condițiile prealabile pentru supraîncălzire și depresurizare.

Dacă bateria dvs. are o placă de protecție încorporată, despre care am discutat chiar mai sus, atunci totul devine mai simplu. Când se atinge o anumită tensiune pe baterie, placa în sine o va deconecta de la încărcător. Cu toate acestea, această metodă de încărcare are dezavantaje semnificative, despre care am discutat în.

Protecția încorporată în baterie nu va permite în niciun caz supraîncărcarea acesteia. Tot ce trebuie sa faci este sa controlezi curentul de incarcare astfel incat sa nu depaseasca valori valide pentru aceasta baterie (placile de protectie nu pot limita curentul de incarcare, din pacate).

Încărcarea utilizând o sursă de alimentare de laborator

Dacă ai o sursă de alimentare cu protecție de curent (limitare), atunci ești salvat! O astfel de sursă de alimentare este deja un încărcător cu drepturi depline care implementează profilul de încărcare corect, despre care am scris mai sus (CC/CV).

Tot ce trebuie să faceți pentru a încărca li-ion este să setați sursa de alimentare la 4,2 volți și să setați limita de curent dorită. Și poți conecta bateria.

La început, când bateria este încă descărcată, bloc laborator sursa de alimentare va funcționa în modul de protecție a curentului (adică va stabiliza curentul de ieșire la un anumit nivel). Apoi, când tensiunea de pe bancă crește la setul de 4,2 V, sursa de alimentare va trece în modul de stabilizare a tensiunii, iar curentul va începe să scadă.

Când curentul scade la 0,05-0,1C, bateria poate fi considerată complet încărcată.

După cum puteți vedea, sursa de alimentare de laborator este un încărcător aproape ideal! Singurul lucru pe care nu îl poate face automat este să ia decizia de a încărca complet bateria și de a o opri. Dar acesta este un lucru mic căruia nici nu ar trebui să-i acordați atenție.

Cum se încarcă bateriile cu litiu?

Și dacă vorbim despre o baterie de unică folosință care nu este destinată reîncărcării, atunci răspunsul corect (și singurul corect) la această întrebare este NU.

Faptul este că orice baterie cu litiu (de exemplu, comuna CR2032 sub formă de tabletă plată) se caracterizează prin prezența unui strat de pasivizare intern care acoperă anodul de litiu. Acest strat previne o reacție chimică între anod și electrolit. Și alimentarea cu curent extern distruge stratul protector de mai sus, ducând la deteriorarea bateriei.

Apropo, dacă vorbim despre bateria nereîncărcabilă CR2032, atunci LIR2032, care este foarte asemănătoare cu aceasta, este deja o baterie cu drepturi depline. Poate și trebuie încărcat. Doar că tensiunea sa nu este de 3, ci de 3,6 V.

Cum să încărcați bateriile cu litiu (fie o baterie de telefon, 18650 sau orice altă baterie li-ion) a fost discutată la începutul articolului.

85 copeici/buc Cumpără MCP73812 65 RUR/buc. Cumpără NCP1835 83 RUR/buc. Cumpără *Toate jetoanele cu transport gratuit