Зарядка литиевых аккумуляторов: Зарядка литиевых аккумуляторов китайскими модулями — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Как правильно зарядить литий-ионный аккумулятор?

Статья обновлена: 2018-04-12

Как правильно зарядить литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные аккумуляторные батареи имеют хорошие эксплуатационные характеристики и рассчитаны на долгий срок службы. Но чтобы избежать быстрого исчерпания ресурса батареи, нужно соблюдать правила их эксплуатации и хранения. Очень важно знать, как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы, поскольку для них губительны сильные разряды и перезаряды

У Li-ion аккумуляторов нет эффекта памяти. Чтобы не нанести вред химической системе таких накопителей, их желательно разряжать не ниже 5–10% и заряжать до 90–95% от полной емкости. Лучше всего заряжать литиевые аккумуляторы и батареи до 50% после каждого использования, не дожидаясь, пока они полностью разрядятся.

Чтобы защитить Li-ion аккумуляторы от перезаряда и критического разряда, их оснащают встроенными платами защиты. При зарядке они отсекают избыточное напряжение (выше 4,2 В на аккумулятор), а при критическом падении уровня заряда отключают аккумулятор (обычно до напряжения 2,7 В).

Как зарядить литиевую батарею

Чтобы не колебаться, каким напряжением лучше заряжать Li-ion батарею, всегда применяйте оригинальные зарядные устройства или их аналоги с параметрами, рекомендованными производителем для конкретной АКБ. Они точно будут выдавать необходимое напряжение и правильно восполнять заряд всех аккумуляторов в батарее. В то же время, зарядники с неподходящими параметрами способны очень навредить батарее.

В среднем Li-ion батареи заряжаются около 3 часов, но точное время восполнения заряда зависит о емкости конкретной АКБ и силы тока ЗУ. Зарядить Li-ion батарею можно:

Штатным зарядным устройством от электросети 220 В. Это оптимальный вариант, обеспечивающий безопасную и быструю подзарядку. Все остальные способы допустимо использовать только при крайней необходимости.
От USB-разъема компьютера – безопасный, но неудобный вариант. Поскольку ток в этом случае ограничен значением 0,5 А, заряжать батарею придется долго.
От прикуривателя в авто. При использовании стандартного переходника на USB процесс будет длительным. Ускорить его можно, если воспользоваться USB-портом с подходящей силой тока. Чтобы узнать, каким током нужно заряжать литий-ионный аккумулятор или АКБ в конкретном случае, достаточно посмотреть это значение на штатном зарядном устройстве или в документации.
При помощи «лягушки» – универсального зарядного устройства, часто используемого для подзарядки литиевых батарей от мобильников. Конструкция «лягушки» состоит из дока для помещения батареи и контактов, которые регулируются по ширине. О завершении процесса подзарядки в таких приспособлениях информирует светодиодный индикатор. Пользоваться «лягушкой» можно только в крайнем случае и с предельной осторожностью, поскольку и уничтожением аккумулятора

Дополнительные рекомендации

Хранить литий-ионные батареи лучше всего с уровнем заряда 30–50% при температуре около 15 °C. Если хранить накопитель с большим уровнем заряда, это приведет к снижению его емкости, а хранение разряженной АКБ грозит ее полным выходом из строя.

Оптимальный температурный диапазон для эксплуатации таких накопителей энергии – от +10 до +25 °С, допустимый – от –40 до +50 °C.

При эксплуатации литий-ионных АКБ на морозе их эксплуатационный ресурс снижается. Кроме минусовых температур, для таких батарей вредны прямые солнечные лучи и находящиеся поблизости источники тепла. При зарядке литий-ионных батарей нужно следовать 5 основным правилам:

Заряжать АКБ, не дожидаясь ее тотальной разрядки.
Использовать штатные зарядные устройства.
Подзаряжать батарею 1 раз в квартал до 50%.
При длительном простое (например, во время хранения) – зарядить АКБ на 30–50% и поместить в место с температурой около 15 °С.

Избегать высоких и низких температур.

Мифы и реальность

Миф 1. Первая зарядка Li-Ion аккумулятора должна длиться минимум 16 часов. В действительности это было актуально для щелочных моделей. Долгая первая зарядка обеспечивала равномерную и полную зарядку всех аккумуляторов батареи. Но Li-Ion батареи в этом не нуждаются. Длительность их зарядки зависит только от степени разряда и емкости.

Миф 2. Новую батарею нужно 2–3 раза полностью разрядить и зарядить. На самом деле Li-Ion батареи можно и нужно заряжать до момента критического падения уровня заряда.

Миф 3. Полные циклы разряд-заряд продлевают жизнь АКБ. В действительности для литиевых моделей это правило не действует.

Миф 4. Нежелательно прерывать процесс зарядки до его окончания. В реальности Li-Ion батареи не нуждаются ни в полном разряде, ни в заряде до 100%. Наоборот, оптимальный диапазон емкости в процессе их работы составляет 10–95%.

Миф 5. Периодически АКБ нужно подвергать полному циклу разряд-заряд. Это можно отнести только к низкосортным АКБ. Это позволяет отбалансировать аккумуляторы в батарее между собой.

Предлагаем к прочтению еще одну статью – Как правильно заряжать LiFePO4 – каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4 батареи?.

Перейти в раздел зарядные устройства для АКБ

2018-04-12

Комментарии: 0

Просмотры: 6737

Комментарии

Заряд Li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

Каталог

&bigtriangleup;

&bigtriangledown;

Главная
>
Статьи
>
Зарядные устройства

07.02.2020

Плюсы и минусы Li-ion АКБ

Литий-ионный аккумулятор – один из самых распространенных видов АКБ, широко используется в большом количестве современной бытовой электроники, электромобилях и всеми любимых портативных гаджетах.
Главные плюсы АКБ данного типа – большой ток отдачи, высокая плотность накапливаемой энергии, малый саморазряд, стабильное напряжение, не требует обслуживания, большой рабочий ресурс (более 1000 циклов заряда и разряда), и относительная неприхотливость.
Но есть и минусы – такие аккумуляторные батареи не любят глубоких разрядов, желательно их заряжать до падения ниже — 10% заряда.

Оптимальная температура работы 20-25 градусов Цельсия. В холоде процесс разряда происходит быстрее, так же не рекомендуется заряжать холодные АКБ. Как и во всех остальных типах аккумуляторов — не следует превышать допустимые значения напряжения и тока. При механическом повреждении или замыкании li-ion аккумулятора может произойти возгорание. Но если внимательно относиться к эксплуатационным особенностям, то можно значительно продлить их срок службы.

Типоразмеры li-ion аккумуляторов

Для того что бы определить формат у li-ion АКБ имеется система маркировки:

Первые две цифры указывают на диаметр АКБ (в мм).
Следующие две цифры говорят о длине АКБ (в мм).
Последняя цифра служит ссылкой на форм-фактор элемента питания (для цилиндрических обозначается как 0)

Рассмотрим один из самых популярных форм цилиндрических li-ion АКБ c маркировкой – 18650 (например, данный типоразмер используется в ноутбуках, производстве составных АКБ для автомобилей Tesla и для питания разнообразной портативной электроники.

Об этом типоразмере далее и пойдет речь).

18 – диаметр (в мм)
65 – длинна (в мм)
0 – обозначение цилиндрической формы

Заряд li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

У большей части электроники с li-ion АКБ имеются встроенные механизмы для заряда, для подзарядки достаточно просто подключить в сеть через адаптер. В других случаях аккумулятор нужно заряжать самостоятельно.
Номинальное напряжение li-ion АКБ типоразмера 18650 составляет 3,7В.
Напряжение заряда составляет 4,1В

Наиболее правильно заряжать li-ion АКБ в два этапа:

На первом этапе нужно заряжать АКБ постоянным током, с расчетом 0.5С (где С – емкость батареи в Ач) соответственно если емкость батареи составляет – 3Ач, ток заряда должен составлять 1,5 А. Если емкость батареи указана в мА, то можно пересчитать: 1000 мАч = 1 Ач. Заряд происходит до достижения напряжения на АКБ 4.1 В.

После достижения напряжения в 4. 1В — заряд идет при постоянном напряжении и постепенном снижении тока.

График заряда

Как только ток заряда уменьшится 0.05-0.01С, заряд можно считать завершенным.
Вымпел–55 может работать в автоматическом режиме, т.е. самостоятельно понижать ток при достижении нужного напряжения.

Порядок действий:

Для зарядки нам понадобится: Вымпел-55 и батарейный отсек 1×18650 (с выводами на + и — , для подключения зажимов)

Батарейный отсек

Подключаем Вымпел–55 к сети, выставляем в настройках «Алгоритм– 1»

Подробнее о алгоритмах(видео)
Далее по инструкции выставляем нужные значения напряжения и тока
Подключаем зажимы к выводам + и –
Отключаем зарядное устройство после окончания заряда

Заряд составных батарей 18650

Возврат к списку

Зарядка литий-ионных аккумуляторов: 5 советов экспертов для продления срока службы | Saft

Литий-ионные аккумуляторы промышленного класса , питающие ваши удаленные или портативные устройства, имеют прочную конструкцию и высокую плотность энергии для длительного срока службы даже при экстремальных температурах. Их долговечность напрямую связана с тем, как батарея заряжается, разряжается, а также с рабочей температурой.

В этой статье мы объясним, как работают эти аккумуляторы, и поделимся нашими 5 главными советами о том, как заряжать литий-ионные аккумуляторы промышленного класса, чтобы продлить срок их службы. Вы узнаете , как баланс скорости и скорости зарядки является ключевым для промышленных приложений , так же как и для ваших мобильных телефонов, ноутбуков или электровелосипедов.
Читайте дальше…

Совет 1.

Понимание языка аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы состоят из двух электродов: положительного и отрицательного. Когда вы заряжаете или разряжаете аккумулятор, электроны выходят из аккумулятора под действием электрического тока, а ионы перетекают от одного электрода к другому. Как будто оба электрода дышат, обмениваясь ионами.

Когда батарея обеспечивает ток, электроны перемещаются от анода к катоду вне батареи. Подача

обратного тока позволяет аккумулятору перезарядиться: электроны возвращаются к аноду, а ионы лития повторно внедряются в катод. Восстанавливает емкость аккумулятора . Весь процесс зарядки/разрядки определяется как цикл. Количество циклов, которые может выполнить ваша батарея, зависит от производственного процесса, химических компонентов и фактического использования.

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в Ач. Например, Saft MP 176065 xtd может похвастаться емкостью 5,6 Ач, что означает, что 5,6 А могут быть выданы за час при 25°C в течение цикла.

На эту емкость напрямую влияют:

Скорость зарядки и разрядки батареи, называемая скоростью C. Токи заряда и разряда обычно выражаются в долях или кратных значениям C: Зарядка/разрядка C означает, что вы будете заряжать или разряжать батарею в течение часа. Зарядка/разрядка C/2 занимает два часа, зарядка/разрядка 2C — 30 минут и т. д. Норма Saft MP 176065 xtd C составляет 5,6 А. Зарядка C / 2 при 2,8 А займет ок. 2 часа.

Уровень напряжения, который отражает уровень заряда: в нашем примере MP 176065 xtd выше, 4,2 В указывает на полный заряд, 2,7 В указывает на то, что батарея полностью разряжена (напряжение отсечки).
Температура зарядки, разрядки и рабочая температура.
Несколько циклов: со временем батарея теряет емкость из-за физической и химической деградации электродов и электролита.

Надлежащее управление глубиной разрядки (DoD — процент емкости, которая была удалена из полностью заряженной батареи) и максимальным зарядным напряжением также может увеличить количество циклов, в течение которых батарея будет работать.

работоспособность и, следовательно, срок службы.

В этой статье основное внимание уделяется передовым методам зарядки, но мы рассмотрим методы разрядки в нашей следующей статье.

Главный совет 2. Уважайте процесс зарядки CCCV, особенно в плавающем режиме (зарядное устройство — ваш лучший друг)

Зарядка литий-ионного аккумулятора не так проста. Зарядное устройство, которое вы выберете, играет здесь ключевую роль, поскольку способ настройки параметров влияет на срок службы батареи. Не подключайте его просто к любому блоку питания и не используйте зарядное устройство, предназначенное для другой технологии (никель-кадмиевое или свинцовое), если вы не хотите столкнуться с проблемами безопасности.

Для правильной зарядки литий-ионной батареи требуется 2 этапа: постоянный ток (CC) с последующей зарядкой постоянным напряжением (CV) . Сначала применяется заряд CC, чтобы довести напряжение до уровня напряжения окончания заряда. Вы даже можете решить уменьшить целевое напряжение, чтобы сохранить электрод. Как только желаемое напряжение достигнуто, начинается зарядка CV и ток уменьшается. Когда ток слишком низкий, зарядка завершается, и ток необходимо отключить.
Например, чтобы вернуть вашему MP 176065 xtd напряжение в конце зарядки 4,2 В, вы можете подать ток 5,6 А. При достижении 4,2 В вы поддерживаете этот уровень напряжения, медленно уменьшая ток до 100 мА или меньше, а затем останавливаете его. Вы также можете выбрать только 4,1 В, тем самым сохранив эластичность электродов и увеличив срок службы батареи.

Емкость аккумулятора напрямую зависит от напряжения окончания заряда , поэтому снижение напряжения снижает емкость аккумулятора. Вам придется найти правильный компромисс между необходимой автономностью, минимальным напряжением, при котором может работать ваше устройство, и долговечностью батареи.
Оставление батареи на постоянном заряде плавающим током после режима CV в процессе зарядки называется плавающим режимом . Солнечная панель — типичный пример приложения с плавающим режимом.

Большинство производителей не рекомендуют плавающий режим, так как он со временем повреждает батарею. Литий-ионный аккумулятор не нуждается в обслуживании благодаря низкому уровню саморазряда. Более того, , если в конструкции батареи не предусмотрены надлежащие меры предосторожности, поддержание скорости заряда в полностью заряженной ячейке может привести к ее перезарядке и взрыву.
Серия Saft xtd специально разработана для работы в плавающем режиме в безопасных условиях с ограниченным старением в широком диапазоне температур.

Главный совет 3. Тщательно спроектируйте свою BMS (другого вашего лучшего друга)

Каким бы ни было приложение, литий-ионные аккумуляторы должны ассоциироваться с электроникой. Этот ключевой электронный компонент называется системой управления батареями (BMS). Обязательные функции безопасности прерывают разрядку/зарядку для защиты аккумулятора от перенапряжения или пониженного напряжения. BMS проверяет температуру и отключает аккумулятор во избежание перегрева.

BMS также может включать электронику, оптимизирующую однородный заряд между каждым элементом аккумуляторной батареи ( балансировка ). В батарее, объединяющей несколько последовательно соединенных элементов, через некоторое время в полевых условиях элементы из пакета будут стареть по-разному. Без этой функции балансировки в BMS самая устаревшая ячейка пакета будет стареть быстрее, чем другая. Поскольку продолжительность жизни батареи напрямую связана с самой старой ячейкой, хорошая система балансировки продлит срок службы батареи.

Система BMS может быть адаптирована к вашему варианту использования. Некоторые могут отображать состояние заряда и Состояние здоровья (например: 85% состояния здоровья означает, что емкость батареи уменьшилась на 15% с начала ее срока службы — интересное указание, поскольку понимается как потеря 30% исходного емкость означает, что химический срок службы батареи подходит к концу и время замены близко ).

Совет 4. Снизьте скорость зарядки C

При низкой скорости зарядки (C/2, C/5 или даже меньше) ионы лития плавно внедряются в графитовые листы, не повреждая электроды.
Когда скорость заряда увеличивается, эта интеркаляция становится все труднее и труднее. Если скорость слишком высока, ионы лития не успевают должным образом проникнуть в электрод и просто оседают на его поверхности, что приводит к преждевременному старению батареи.

Возможны быстрые скорости зарядки, такие как 4C или 10C, например, для аккумуляторов мобильных или электромобилей, но конструкции электродов отличаются, и ожидаемый срок службы короче.

В зависимости от того, сколько времени нужно вашему приложению для перезарядки, и вашего варианта использования, вам нужно будет найти правильный компромисс между необходимым временем и скоростью зарядки и старением батареи. Скорость зарядки A C/50 лучше для электродов, но не каждое приложение может позволить себе время зарядки более 50 часов! Время зарядки 2C (30 минут) возможно, но ускорит старение батареи.
Поэтому Saft рекомендует ограничивать скорость зарядки своего диапазона MP до C или ниже.

Совет 5. Контролируйте температуру зарядки

В большинстве литий-ионных аккумуляторов в одном электроде используется материал графитового типа. Повышенная температура зарядки провоцирует расслаивание графитовых листов, что ускоряет необратимую потерю емкости аккумулятора. Это явление может усугубляться, если оно связано с высокой скоростью зарядки: зарядный ток повышает температуру и вызывает ускорение явления отслоения.

Высокий уровень напряжения в сочетании с высокой температурой заставляет электрохимию генерировать газы внутри ячейки, что ускоряет старение химии. В зависимости от конструкции клетки высокие температуры также могут вызывать набухание клеток. Такая деформация может представлять угрозу безопасности, если корпус батареи или расположение устройства не рассчитаны на ее поддержку.

Следите за тем, чтобы не превышались ограничения, установленные производителем аккумуляторов, или, например, не ставьте аккумулятор на полную зарядку на длительное время в перегретой машине в разгар лета!

Если в конструкции батареи не предусмотрены обязательные меры защиты от перезарядки, чрезмерной разрядки и перегрева, внутренняя температура элемента выше 130°C может привести к тепловому выходу из строя.

Большинство литий-ионных аккумуляторов могут выдерживать максимальную температуру 60°C, и их рекомендуется заряжать при максимальной температуре 45°C при скорости заряда C/2, в то время как серия Saft MP может поддерживать скорость заряда C выше. до 60°C и даже C/5 до +85°C для продуктов xtd благодаря уникальному дизайну.

Очень немногие батареи можно заряжать при температуре ниже 0°C. Электродные листы сжимаются, и электронная проводимость электролита снижается, что затрудняет интеркаляцию ионов в графит. Могут образовываться отложения лития, вызывающие необратимую потерю мощности. Чтобы компенсировать и обеспечить правильную интеркалацию иона, некоторые производители рекомендуют заряжать батарею очень медленно (C/20) при работе при температуре ниже 0°C.
Ассортимент Saft MP может работать с заправками при очень низких температурах — до -30°C! — при использовании скоростей C/8 и даже C/5.

Давайте обобщим наши 5 основных советов о том, как заряжать литий-ионные аккумуляторы промышленного класса, чтобы продлить срок их службы: Знание того, как работает батарея, поможет вам оптимизировать способ зарядки и разрядки, чтобы максимально использовать возможности вашей перезаряжаемой батареи

Главный совет 2: Уважайте процесс зарядки CCCV, особенно в плавающем режиме (зарядное устройство — ваш лучший друг).

Главный совет 3: Тщательно спроектируйте свою BMS (другого вашего лучшего друга) , особенно при использовании многоячеечной аккумуляторной батареи.

Полезный совет 4: Уменьшите время зарядки C rate: При низкой скорости зарядки ионы плавно внедряются в электрод, что продлевает срок службы батареи.

Совет 5. Контролируйте температуру зарядки: Аккумуляторы лучше всего работают при зарядке при температуре окружающей среды. Высокие или низкие температуры приводят к преждевременному старению аккумулятора.

См. нашу следующую статью, предлагающую дополнительные советы по оптимизации работы литий-ионной батареи!

Для получения дополнительной информации о серии аккумуляторов Saft MP посетите страницу продукта: https://www.saftbatteries.com/products-solutions/products/mp-small-vl

А если вы хотите узнать больше о том, как работают наши аккумуляторы, ознакомьтесь с нашими примерами из практики:
Fuji Tecom предотвращает утечку воды и обеспечивает более эффективную работу благодаря инновационному детектору протечки воды
Kongsberg Seatex AS : автономный Saft аккумуляторное решение для наблюдения за морем, несмотря на сильный холод на архипелаге Шпицберген

Зарядка литий-ионных аккумуляторов » Зарядка литий-ионных аккумуляторов » Примечания по электронике

Для правильной работы литий-ионных, литий-ионных аккумуляторов их необходимо правильно заряжать, в противном случае они не будут работать должным образом.

Литий-ионный аккумулятор Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор литий-ионная зарядка Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов Как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

Аккумуляторная технология Включает: Обзор аккумуляторных технологий Определения и термины батареи Цинк-углерод щелочной Цинковые воздушные ячейки NiCad NiMH литий-ион Свинцово-кислотные

Литий-ионные, литий-ионные аккумуляторы обеспечивают превосходный уровень производительности. Чтобы получить от них максимальную пользу, их необходимо правильно заряжать.

Если зарядка ионно-литиевых аккумуляторов не производится надлежащим образом, это может привести к нарушению работы аккумуляторов и даже к их разрушению, поэтому следует соблюдать осторожность.

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов обеспечивает наилучшую производительность и максимальный срок службы. В результате зарядка литий-ионных аккумуляторов обычно осуществляется в сочетании с системой управления батареями. Это контролирует уровень заряда, разряда и скорость, с которой они могут происходить.
Зарядка литий-ионного аккумулятора электроинструмента
Химия заряда/разряда литий-ионного аккумулятора

Говоря простыми словами, процесс зарядки и разрядки ионно-литиевой батареи объяснить относительно легко.

Когда литий-ионный элемент или аккумулятор разряжаются, он подает ток во внешнюю цепь. Внутри анода в процессе окисления выделяются ионы лития, которые переходят к катоду. Электроны из созданных ионов текут в противоположном направлении, вытекая в электрическую или электронную цепь, на которую подается питание. Затем ионы и электроны воссоединяются на катоде.

Этот процесс высвобождает химическую энергию, которая хранится в клетке в виде электрической энергии.

Во время цикла заряда реакции протекают в обратном направлении с переходом ионов лития от катода через электролит к аноду. Электроны, обеспечиваемые внешней цепью, затем объединяются с ионами лития, чтобы обеспечить накопленную электрическую энергию.

Следует помнить, что процесс зарядки не полностью эффективен — часть энергии теряется в виде тепла, хотя уровни эффективности составляют около 9Типичны 5% или чуть меньше.

Электронные условия для зарядки ионно-литиевых аккумуляторов

С точки зрения электроники процесса зарядка ионно-литиевых аккумуляторов сильно отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных аккумуляторов. Использовать одни и те же электронные схемы для их зарядки невозможно по разным причинам.

Зарядка ионно-литиевых аккумуляторов зависит от напряжения, а не от тока. Таким образом, зарядка литий-ионных аккумуляторов больше похожа на зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов.

Одно из отличий от зарядки ионно-литиевых аккумуляторов заключается в том, что они имеют более высокое напряжение на элемент — от 3,7 до 4 вольт на элемент по сравнению с 1,2 вольта. l
Литий-ионные элементы
также требуют гораздо более жесткого допуска по напряжению при обнаружении полного заряда, и после полной зарядки они не допускают и не требуют непрерывного или плавающего заряда. Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полного заряда, потому что ионно-литиевые батареи не терпят перезарядки. Они перегреваются, и это сокращает срок их службы, но в экстремальных условиях это может привести к возгоранию или даже взрыву.
Типичная кривая разряда потребительского ионно-литиевого элемента
. Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент с допуском около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого значения вызывает нагрузку на элемент и приводит к окислению, что сокращает срок службы и емкость. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Кривая разряда, показанная выше, является типичной для литий-ионного элемента в форме оксида кобальта. Различные типы ионно-литиевых элементов имеют немного разные напряжения, но все они будут иметь одинаковую форму разрядных кривых.

Зарядку ионно-литиевых аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

Заряд постоянным током: На первом этапе зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента контролируется ток заряда. Как правило, это будет от 0,5 до 1,0 C. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость заряда будет составлять 2000 мА при скорости заряда C).

Для потребительских элементов и батарей LCO рекомендуется скорость заряда не более 0,8C.

На этом этапе напряжение на литий-ионном элементе увеличивается для заряда постоянным током. На этом этапе время зарядки может составлять около часа.

Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика около 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 вольта, а ток будет неуклонно падать.

Конец цикла заряда достигается, когда ток падает примерно до 10 % от номинального тока. Время зарядки на этом этапе может составлять около двух часов в зависимости от типа элемента, производителя и т. д.

Эффективность заряда, т. е. количество заряда, сохраняемого аккумулятором или элементом, по сравнению с количеством заряда, поступающего в элемент, является высоким. Может быть достигнута эффективность заряда от 95 до 99%. Это отражается в относительно низких уровнях повышения температуры клеток.

Многие элементы в настоящее время предназначены для быстрой зарядки, хотя в пределах рейтинга для элемента этот процесс может сократить срок службы батареи, и необходимо найти баланс между удобством и сроком службы.

Меры предосторожности при зарядке ионно-литиевых аккумуляторов

Ввиду количества энергии, хранящейся в ионно-литиевых батареях, характера их химического состава и т. д., необходимо обеспечить, чтобы батареи заряжались надлежащим образом и с использованием соответствующего зарядного устройства и оборудования.

Зарядные устройства для ионно-литиевых аккумуляторов или аккумуляторные блоки включают в себя различные механизмы для предотвращения повреждений и опасностей. Часто эти механизмы предусмотрены внутри аккумуляторной батареи, которую затем можно использовать с простым зарядным устройством.

Механизм, необходимый для зарядки и разрядки литий-ионной батареи, включает:

Ток заряда: Для литий-ионных аккумуляторов ток заряда должен быть ограничен. Обычно максимальное значение составляет 0,8°C, но чаще устанавливаются более низкие значения, чтобы дать некоторый запас. Для некоторых аккумуляторов возможна более быстрая зарядка.

Даже аккумуляторы или элементы, способные выдерживать более высокие токи зарядки, влияют на срок службы. Если есть возможность снизить скорость заряда и не использовать быструю зарядку, это увеличит срок службы элемента.

Температура заряда: Необходимо контролировать температуру заряда литий-ионного аккумулятора. Элемент или аккумулятор нельзя заряжать при температуре ниже 0°C или выше 45°C.
Ионно-литиевые элементы и батареи
лучше всего работают при комнатной температуре, поэтому зарядка в указанных температурных пределах обеспечивает наилучшую зарядку, а также продлевает срок службы батареи.

Ток разряда: Требуется защита от тока разряда для предотвращения повреждения или взрыва в результате короткого замыкания. Для конкретного аккумуляторного блока существует ограничение, которое не следует превышать. Ввиду огромного запаса энергии превышение пределов может привести к пожару или даже к впечатляющему взрыву.

Обычно аккумуляторные блоки имеют схему управления зарядом/разрядом, чтобы гарантировать, что допустимый ток не будет превышен, но всегда лучше не перенапрягать их.

Различные типы технологии литий-ионных аккумуляторов могут обеспечивать разные возможности — в результате фактический выбор технологии ионно-литиевых аккумуляторов будет зависеть от области применения и необходимого тока/разрядной способности.

Перенапряжение: Защита от перенапряжения при зарядке необходима для предотвращения подачи слишком высокого напряжения на клеммы аккумулятора. если зарядному напряжению будет позволено подняться слишком высоко, это может привести к повреждению.

Защита от перезарядки: Схема защиты от перезарядки необходима для остановки процесса зарядки Li-ion, когда напряжение на элемент превышает 4,30 В. Чрезвычайно важно не перезаряжать литий в аккумуляторе. Система управления батареями должна обеспечивать защиту от перезарядки.

Защита от обратной полярности: Защита от обратной полярности литий-ионного аккумулятора необходима, чтобы убедиться, что аккумулятор не заряжается в неправильном направлении, поскольку это может привести к серьезному повреждению или даже к взрыву.

Переразряд литий-ионного аккумулятора: Требуется защита от переразряда, чтобы предотвратить падение напряжения аккумулятора ниже 2,3 В в зависимости от производителя.

Перегрев: Часто используется защита от перегрева, чтобы предотвратить работу батареи, если температура поднимается слишком высоко. Температуры выше 100°C могут привести к непоправимым повреждениям.

При использовании ионно-литиевой батареи обязательно используйте зарядное устройство производителя, поскольку в зарядном устройстве и аккумуляторной батарее могут использоваться различные элементы защиты в зависимости от конструкции.

циклов заряда-разряда Li-ion

Срок службы ионно-литиевых элементов и батарей часто выражается количеством циклов заряда-разряда, которые они выдерживают до того, как их емкость удержания заряда упадет.

Несмотря на то, что литий-ионные элементы имеют так называемый календарный срок службы — их срок службы с точки зрения прошедшего времени, даже если они не используются, еще одним важным фактором является количество циклов заряда-разряда, которые они могут выдержать. Обычно это, а не календарный срок службы, означает конец срока службы литий-ионного элемента.

Другие характеристики литий-ионного элемента свидетельствуют об улучшении по сравнению с конкурентами. Было показано, что он способен выдержать около 1000 циклов заряда/разряда при очень осторожном использовании и при этом сохранять 80% своей начальной емкости.

Ni-Cad выдерживают около 500 циклов, хотя это сильно зависит от способа их использования. Плохо обработанная ячейка может дать только 50 или 100. Ячейки NiMH еще хуже, и это одно из основных направлений развития. Они способны дать в лучшем случае 500 циклов, прежде чем их емкость упадет до 80% от начального заряда.

Также было обнаружено, что ионно-литиевые элементы и батареи не страдают от эффекта памяти, который был очевиден для Ni-Cad. Эффект памяти становился очевидным, если при каждом использовании элементы разряжались лишь частично. Со временем они «запоминали» уровень разрядки и их емкость соответственно уменьшалась. В результате было целесообразно периодически производить полную разрядку элементов. Для литий-ионных аккумуляторов это не так.

Зарядка и разрядка ионно-литиевых аккумуляторов являются ключом к их работе и длительному сроку службы. Обычно микросхемы управления батареями встроены в блоки батарей. Он управляет зарядкой и разрядкой литий-ионной батареи.