Что это за аккумуляторы такие, о которых сейчас говорят все чаще?
Литий ионные аккумуляторы, которые без преувеличения можно найти в каждом доме или даже хотя бы в одном кармане одежды или на столе.
Такой акб стоит в каждом мобильном телефоне, в планшете, навигаторе, видеорегистраторе да где они только не стоят, а это значит что мы все знакомы с этими аккумуляторами.
Литиевые Акб могут быть совершенно разного размера и формы, а цвет так вообще какой только душа пожелает.


Литий ионный аккумулятор

Литий ионный аккумулятор

Литий ионный аккумулятор


Самым распространённым форматом, который используют люди для своих конструкций, сейчас является формат 18650.
И самое интересное в литий-ионных аккумуляторах, это, то что они все имеют один стандарт в который укладывается все кроме размера и емкости. А размеры тоже в большей части стандартизированы (к примеру у банки 18650 - 18, это диаметр в мм, а 650 это длинна в мм), что конечно очень удобно в использовании и предварительном планировании корпусов.


18650


Краткие Характеристики

Характеристики литий-ионных аккумуляторов зависят от химического состава составляющих их компонентов и находятся в следующих пределах:
Минимальное напряжение: 2,75В (в разных источниках можно встретить разные цифры и даже 2,5В), у высокотоковых и высоковольтных 2,8В
Номинальное напряжение: 3,6В - 3.85В
Максимальное напряжение: 4,2В, у высокотоковых и высоковольтных 4,35В - 4,4В
Ток нагрузки номинальный: 1S (S - ёмкость банки)
Ток нагрузки максимальный: 2S
Ток нагрузки максимально допустимый (не более 60 секунд): 3S

Есть еще масса интересных и не очень характеристик у данного вида АКБ, но это основные, которые чаще всего нужны в повседневной жизни Радиолюбителя или другого пользователя.

Немного пояснений:
  • Минимальное напряжение - это напряжение, ниже которого разряжать аккумулятор не рекомендуется во избежание выхода его из строя, т.е. напряжение на банке ниже 2,5В, может привезти к непоправим последствиям - АКБ может больше не зарядится или значительно потерять в емкости.

    Ну и ввиду того, что аккумуляторы типоразмера 18650 одни из самых распространённых, на примере их и рассмотрим правила зарядки и режимы эксплуатации.

    Для начала следует учитывать тот факт, что АКБ могут быть с платой защиты и без нее. Если это 18650, то такой аккумулятор длиннее на пару мм чем без платы защиты, ну это и понятно, над плюсовым выводом стоит плата:


    плата защиты 18650


    Зачем это нужно и хорошо это или плохо. Из названия понятно, что плата защиты нужна для защиты, она отключает аккумулятор от потребителя при достижении минимально разрешенного напряжения на банке или про превышении максимально разрешенного тока или при достижении напряжения на банке номинального при заряде. И исходя их всего выше перечисленного, наличие защиты всегда хорошо, но иногда возникают такие ситуации когда нужно взять от акб чуть больше чем положено, а тут раз и не получится. В остальном я считаю, эту самую защиту придумали конечно не зря, но такие аккумуляторы и немного дороже чем без защиты.


    Как правильно заряжать:

    Для того что бы разобраться как заряжать и как правильно, необходимо остановится на нескольких параметрах:
  • емкость (mAh – мА/ч)
  • ток разряда (А)
  • ток заряда (А)
  • максимальное количество циклов разряда

    Циклом называется процесс полного разряда и затем полного заряда АКБ, другими словами поставил банку в приемник, она там села, зарядил ее и один цикл из положенных ей (как годов жизни) вычеркнул. Количество циклов заряда отведенных батарее для "жизни", определяется заводом и эту цифру можно найти в документации. А ели это батарея от не известного производителя, то можно приблизительно посчитать, но не в штуках, а в процентах: если первоначальная емкость должна быть к примеру 2000мА/ч, а на какой-то момент она составила 1700мА/ч, то простой подсчет показывает, что в батарее осталось 85% емкости. А теперь пытаемся посчитать, сколько осталось, если при 75-70% остатка емкости, батарея считается "умершей". Потому, что до 70% остатка емкости, процесс снижения идет достаточно линейно, а потом резко снижается.

    Ток заряда и ток разряда, 2 параметра которые непосредственно влияют на срок жизни батареи.
    Ток заряда рассчитывается точно так же как и для кислотных Q/10, где Q - это емкость.
    Отсюда если банка 18650 емкостью 3000мА/ч, то теоретически ее можно заряжать током в 3А. А практически каждый производитель рекомендует свои параметры, и ток зарядки и ток разряда. А с практической точки зрения если не знаешь что за АКБ перед тобой, номинальный ток заряда от 0,5А до 1А. И если обратится к славному Китайскому автопрому, который и снабжает нас различными аккумуляторами и модулями и устройствами для из зарядки, то окажется, что обычно ток зарядки именно на этих цифрах и ограничен.


    модуль зарядки литий ионного аккумулятора


    Отдельно хотелось бы остановится на вариантах зарядки малыми токами. Люди постарше конечно помнят те времена, когда под названием "Аккумулятор" почти на 100% в быту подразумевался автомобильный, конечно была и масса различных других, но их было настолько мало, что именно так и обстояло дело. Так вот к чему я это веду, а именно к тому, что тогда те самые автомобильные аккумуляторы стояли непомерно дорого, да и они были в дефиците, что их жизненный путь продлевали всеми возможными способами. И одним из способов продлить время нормального существования АКБ были различные зарядные устройства с различными алгоритмами зарядки. И кроме ассиметричных токов и цикличных заряд разряд устройств, наибольшую популярность получили именно зарядные устройства с возможностью заряжать АКБ малыми токами. Речь идет о токах от Q/20 до Q/100, т.е. при номинальном токе заряда , скажем для аккумулятора в 45А/ч, в 4,5А , аккумулятор заряжался током в 2,5А или даже значительно меньше 0,5А. Такие варианты заряда действительно показали свою эффективность, но прирост количества циклов заряд-разряд на самом деле настолько мал, в лучшем случае 2-5%, что все эти устройства так и остались уделом энтузиастов, т.е. нас радиолюбителей. Для Литий-ионных банок этот принцип в принципе тоже работает, но приблизительно на том же уровне эффективности. Поэтому если вы конечно не дорожите своим АКБ как чем-то близким к сердцу, мне кажется, заморачиватся с этим не стоит.

    Большинство современных так называемых "умных" зарядных устройств на сегодняшний день заряжают "литий" по алгоритму рекомендованному производителем, а именно: приблизительно до 80% емкости АКБ заряжается стабильным током, ограниченным зарядным устройством на уровне номинального, чаще всего тот самый 1А, а приблизительно с 80% заряда, ток начинает падать, т.е. на банке напряжение заряда приближается к напряжению которым заряжают и значит падает ток, падение тока заряда ниже определенного порога и является сигналом к выключению зарядного устройства и окончание процесса заряда. А самое удобное конечно, это специализированная микросхема для заряда лития TP4056, которая обеспечивает режим заряда рекомендованный основной массой производителей литий-ионных банок.


    TP4056

    TP4056


    Есть в вопросе эксплуатации одно предостережение: литий-ионные аккумуляторы склонны к возгоранию при превышении токов разряда или коротком замыкании. Поэтому нужно быть крайне осторожными в ваших эксперриментах!


    возгорание литиевого акб


    Ну и конечно остается вопрос: в чем же секрет таких аккумуляторов. Ответ просто, секрет только в том, что необходимо соблюдать рекомендованные производителем режимы заряда и разряда. В противном случае мы будем городить различные "хитрые" зарядные устройства, призванные "оживить" и продлить жизнь нашим АКБ.

    А написал я это все больше для общего развития. В первую очередь себя любимого, а затем возможно и кого-то еще.
    А мы с вами все равно будем нарушать все выше изложенные правила и придумывать различные схемы, ну так на то мы и радиолюбители!
    Поэтому желаю вам интересных схем и свежей канифоли!)