Меню

Литий полимерный аккумулятор обозначение

Литий полимерный аккумулятор обозначение

На тему Li-po аккумуляторов уже много было статей, но все, же думаю, большинство и не подозревает, как и где их производят. Начнем с простого — узнаем, что такое Li-po аккумулятор. Наиболее доступно для всех будет, наверное википедия.

Литий-полиме́рный аккумулятор (Li-po) — это более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя.

Такие аккумуляторы используется в мобильных телефонах, цифровой технике и т.д.
Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые Li-po аккумуляторы, способные отдавать ток в 10 и даже 45 раз, превышающий численное значение ёмкости. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте.

Производство «батарей» можно увидеть на следующем видеоролике.

Преимущества Li-po, от li-ion, ni-cd, ni-MH в следующем.

-Большая плотность энергии на единицу объёма и массы (в сравнении с литий-ионными почти в 2 раза);
-Низкий саморазряд;
-Толщина элементов от 1 мм;
-Возможность получать очень гибкие формы;
-Отсутствие эффекта памяти;
-Незначительный перепад напряжения по мере разряда.
-Диапазон рабочих температур литий-полимерных аккумуляторов широкий: от -20 до +40 град.

Но, как и у всех вещей, есть и свои недостатки:

-Аккумуляторы пожароопасные при перезаряде или перегреве.
-Количество рабочих циклов 500-600, при разрядных токах в 2С (от емкости) до потери емкости в 20% (для сравнения: Ni-Cd- 1000 циклов, Ni-MH – 500, Li-Fe-PO4 — 2000).

Вообще говоря, каких–либо данных по количеству рабочих циклов пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие. Надо сказать, что все время выходят новые «поколения» данных аккумуляторов, более совершенных, чем предыдущие.
Хочется заострить внимание на пожароопасности. Для примера возьмем видео:

Как видно, они любят «тихо умирать», оставляя после «смерти» «разрушения». Поэтому стоит всегда следить, как и где лежат Ваши аккумуляторы.

Но вполне по «дедовски» можно использовать кастрюлю «дорожайшей». Думаю если кастрюля испортиться, то это будет хорошим поводом приобрести новую!

Как и все вещи, аккумуляторы «стареют».

Литий-полимерные снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов (холодильник).

Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. если и удается восстановить аккумулятор, то существенно снижается цикл «жизни». Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или черезмерно увлекаться «экономией» его ресурса.

И так, маленький «курс» ввода в данные аккумуляторы закончен. Теперь поговорим о «тех пределах» которые должен соблюдать каждый владелец ли-по.

Любой Li-po «акум» имеет свои рамки «существования», вот основные
— не перезаряжать больше 4.20в на ячейку.
— не разряжать ниже 3.00 вольт на ячейку.
— не протыкать, деформировать «оболочку» «батарейного аккумулятора».

Есть 2 соединения аккумуляторов для повышения разных характеристик:
— паралельное, повышается емкость и за ней токоотдача.
— последовательное, повышается вольтаж, емкость остается прежней.

Теперь поговорим о «зарядных устройствах».
Самое простое это балансир. Балансир создан для «балансировки» каждой «ячейки» аккумулятора по вольтажу, до 4.20в.
Для примера возьмем такое зарядно\балансировочное устройство: Hobbyking® DC-4S Balance Charger & Cell Checker 30w 2s

4s

Данный балансир оснащен «вольтметром», который позволяет заменить «отдельный девайс». При заряде происходит «распределение заряда» побаночно. Как только зарядное устройство зарядит «акум», сработает система «оповещения заряда» — писк и надпись FUL.

Это является «базовым» выбором новичка. Если моделизм затянет «навсегда», то следует приобрести зарядное устройство получше.
Turnigy Accucel 6 50W Балансо/Зарядное устройство (с переходниками)

Данное зарядное устройство позволяет заряжать разные виды аккумуляторов. Выбирать разные токи заряда в отличии от балансира, переводить аккумуляторы в режим «хранения».

Важно! при заряде литий-полимерных аккумуляторов, выбирают ток заряда. Ток выбирает от емкости в Ампер-часах. К примеру, 1000мач — ток заряда 1.0А. Это является наиболее «мягким режимом» заряда.

Основыне обозначения в названиях li-po
S — количество ячеей аккумулятора, 1S=3.7в
С — количественная токоотдача аккумулятора. Формула расчета проста, емкостьАч*количествоС= ток в Амперах. К примеру, 1000мач 25С — 1*25=25Ампер.
Р — количество «ячеек» аккумулятора соединенных параллельно. К примеру 3S1P, 3S — 11.1V, 1P — одна «ячейка» на 1S.

Теперь хочется разобраться в видах «акумов» которые есть на «хобби кинге». Возьмем наиболее похожие аккумуляторы (емкость, токоотдача, вольтаж) и сравним их между собой.

Утилизация. Чаще всего используют такие способы. Обрезав все нужные проводочки сделать следующие

-Разрядить все «банки» аккумулятора в 0.00в.
-Закинуть в соленую воду на несколько часов. На 1л банку в основном 2-3 ложки павареной соли.
-Рразрезать «ячейки акума» до полного «самоуничтожения». Внимание, эта операция достаточно опасная, соблюдать меры безопасности.

Первые в списке «цена-качество» будут аккумуляторы серии B-Grade.
Аккумулятор B-Grade 1000mAh 3S 25C литий-полимерный, В-класс

Надо сказать, что «значения» всего «немного приукрашены». В качестве дешевых аккумуляторов для тестирования разных установок подходят. На модели можно ставить, но отлетать с ним можно совсем мало циклов.
Вот «заявленные» характеристики:
Емкость: 1000mAh (на самом деле может быть и 500-1100, качество делают «лишь бы было»)
Напряжение: 3S1P / 11,1V / 3Cell
Токоотдача: 25C постоянно (очень возможно что «округлена»)
Балансировочный разъем: JST-XH
Силовой разъем: JST
Вес: 88г (как и все вещи, надо взвешивать самому)

Дальше бы поставил серию ZIPPY Flightmax.
Аккумулятор ZIPPY Flightmax 1000mAh 3S1P 25C

Почему вторым местом, все просто, эти «акумы» более качественные, имеют «меньшие рамки» разброса характеристик, другими словами «качественнее».
Технические характеристики:
Емкость: 1000mAh
Напряжение: 3S1P / 3 Cell / 11.1v
Ток разряда: 25C Постоянный / 35C Кратковременный
Вес: 90г (реальный вес 92гр)
Размеры: 73x36x18мм
Разъем для балансировки: JST-XH
Силовой разьем: 2 Pin Mini JST

Дальше можно поставить можно аккумуляторы серии Zippy Compact. Меньшие размеры, меньший вес, реально заявленные характеристики.
Аккумулятор ZIPPY Compact 1000mAh 3S 25C литий-полимерный

Хороший аккумулятор взамен Turnigy nano-tech по цене. Более маленькие размеры позволяют сделать меньший отсек для «батареи» и тем самым «сэкономить» важные граммы для пилотажной модели. Надо сказать, что качество по такой цене даже порадовало, «банки» ровно припаяны, хорошего качества.

Емкость: 1000mAh
Напряжение: 3S1P / 3 Cell / 11.1V
Токоотдача: 25C постоянно / 35C кратковременно
Балансировочный разъем: JST-XH
Силовой разъем: ХT60
Вес: 82г (соответствует действительности)

Дальше можно поставить Turnigy или Rhino, довольно похожи по качеству (были разной емкости), но вес разный.
Turnigy 1000mAh 3S 25C Lipo Pack
Rhino 1050mAh 3S 11.1v 20C Lipoly Pack

Емкость: 1000мАч
Конфигурация: 3S1P / 11.1в / 3 элемента
Постоянный ток разряда: 25C
Максимальный ток разряда (10 секунд): 30C
Вес: 94 г
Размер: 78 x 36 x 19мм
Разъем для зарядки: JST-XH

Емкость : 1050mAh
Постоянный ток разряда: 20C
Максимальный ток разряда: 30C (15сек)
Конфигурация : 3S 11.1v
Размер: 73x18x35мм
Вес : 100.3г
Разъем для разряда: XT60

Надо сказать, что вес «рино» больше из-за всяких «наклеек».

На данный момент наиболее качественными и лучшими являются Turnigy nano-tech.
Turnigy nano-tech 1000mah 3S 25


Емкость: 1000mAh
Напряжение: 3S1P / 3 Cell / 11.1V
Токоотдача: 25C постоянный / 50C пиковый
Вес: 79 грамм (включая провода и разъёмы)
Размеры: 77x35x17мм
Балансировочный разъем: JST-XH
Силовой разъем: XT60

Скажу, что это просто «золото» для 3D летчиков, вес, качество — «потрясают».

Дополнив статья тут.
Если соединяется параллельно 2 аккумулятора для повышения емкости и токоотдачи, то надо использовать 2 одинаковых аккумулятора и отключать сразу после полета.

так, вроде «лучше», чем статья раньше. Будут замечания, пишите, ставьте «минусики» :))))

Источник



Литий-полимерные аккумуляторы. Теория

Литий-полимерные аккумуляторы. Теория

Для питания квадрокоптера и других радиоуправляемых моделей используются специальные литий-полимерные аккумуляторы (LiPo).

Разберем составные части LiPo аккумулятора

Выглядят они так:

составные части LiPo аккумулятора

Смотрим на боковую поверхность аккумулятора и видим аккуратно уложенные пластины. В нашем случае их три. Это и есть источники питания. Каждый источник имеет номинальное напряжение 3,7 вольта. Соединение происходит последовательно, поэтому полное напряжение этой батареи составит 3,7+3,7+3,7=11.1 Вольт.

От нашей батареи отходят два ответвления. Первое – это питающие провода с напряжением 11,1 вольт (в моем случае). Второе, с тонкими проводами – это балансировочные проводники. Они, в первую очередь, нужны для контроля заряда батареи и подключаются к специальному разъему на зарядном устройстве. Так же балансирующий провод можно использовать для сигнализации разряда батареи и для контроля напряжений на банках, но об этом позднее.

Маркировка и основные технические параметры литий-полимерных аккумуляторов

Она из самых главных характеристик аккумулятора – емкость. Емкость измеряется в ампер-часах (Ah). Чем больше емкость аккумулятора, тем больше минут мы сможем налетать за цикл разряда аккумулятора. Размер аккумулятора так же связан с этим параметром. Выше емкость – больше размер.

Читайте также:  Время первой зарядки аккумулятора телефона

Буква S и число за ним, указывают на число пластин (банок) в аккумуляторной батарее. Чем больше пластин, тем мощней будет наш квадрокоптер.

Буква С и число перед ней указывают на возможную токоотдачу. Если умножить емкость аккумулятора на число перед буквой C, то мы получим максимальное значение выходного тока аккумулятора. Например, аккумулятор 35С с емкостью 5000Ah способен на токоотдачу в 5000*35=175000mA=175A. К этой цифре следует относиться скептически, т.к. в большинстве случаев она сильно завышена.

Еще один важный параметр – максимальный ток заряда аккумулятора. Чем выше этот параметр, тем быстрее мы сможем зарядить наш аккумулятор. Об этой технической характеристике пишут на обратной стороне аккумуляторной батареи, но бывает и на лицевой. Ток заряда обозначается в виде буквы «С» с индексом. Так, 2С означает, что заряд можно проводить током, равным произведению цифры 2 на емкость. Если емкость нашего аккумулятора 1200mAh, то при токе заряда 2С имеем: 2х1200=2400мА=2,4А, т.е. заряд можно вести током 2,4 ампера.

В природе встречаются батареи с током заряда 1С, 2С, 5С и даже 10С. Но, по отзывам на форумах, многие пользователи производят заряд аккумулятора на токах 0,4-0,6С. По их уверениям, это продляет жизнь аккумулятора.

Недостатки литий-полимерных аккумуляторов

В одних источниках пишут о старении и малом числе циклов перезаряда (около 500) литий-полимерных батарей, в других приводятся данные с точностью наоборот. Но везде отмечено, что LiPo батареи являются результатом совершенствования литий-ионных аккумуляторов.

Так же считается, что литий-полимерные аккумуляторы склонны к старению. Со временем их емкость падает, поэтому прозапас их покупать не стоит.

Литий-полимерные аккумуляторы пожароопасные, как впрочем, и другие типы аккумуляторов. Возгорание может возникнуть от перезаряда, перегрева или механического воздействия.

Проверка LiPo аккумулятора после покупки

Меня, как начинающего пилота, очень заботил вопрос проверки аккумуляторной батарейки после покупки. Раннее выявление дефекта поможет мне обоснованно вернуть бракованный аккумулятор и сохранить денежные средства.

Сразу после покупки аккумулятора необходимо проверить напряжения на банках. Я использовал специальное устройство – индикатор напряжения для LiPo батарей. Для проверки достаточно подключить это устройство к балансировочному проводнику:

Проверка LiPo аккумулятора после покупки

Еще можно проверить с помощью зарядного устройства:

Идеально, если напряжения на банках отличаются друг от друга не более чем на 0,1 вольта и находятся в пределах 3,7…3,85 вольта. Почему именно так, я расскажу ниже.

Все плохо, если напряжение, хотя бы одной из банок, ниже чем 3,0 вольта (по некоторым источникам 3.3 вольта). Такой аккумулятор можно считать не годным к эксплуатации.

Ситуацию, когда напряжения на банках находится в пределах 3,3…4,2 вольта и присутствует большой дисбаланс (до 0,8 вольт) тоже можно считать нормальной, но с одним условием – через несколько циклов заряда должно все прийти в норму.

Теперь о проверке емкости аккумулятора. Для проверки емкости аккумулятора необходимо сделать полный заряд аккумулятора до напряжения 4,2 на банку, а затем, разряжая, произвести замеры. Я так понял, что разряд нужно делать до трех вольт, но, как я писал выше, это не желательно, поэтому проверку емкости, по такому алгоритму, я делать не стал. 0,1 вольтом меньше или больше и аккумулятор может выйти из строя.

Я замерял емкость иначе. Если учесть, что напряжению на банках 3,8 вольта соответствует 40% заряда аккумулятора, то путем несложных вычислений можно легко найти емкость аккумулятора.

Зарядка LiPo-аккумуляторов

LiPo-аккумуляторы я заряжаю с помощью специализированного зарядного устройства с функцией балансировки. Балансировка выравнивает напряжения на банках аккумулятора, что соответствует правильному режиму работы батареи.

Ток выбираю в пределах 0,5-0,7С. Так, свои батареи с емкостью 4200 мАч и 5500 мАч я заряжаю током 2.5А и 3А соответственно.

Хранение LiPo-аккумуляторов

Для того чтобы аккумулятор дольше служил, в перерывах между полетами, необходимо переводить его в режим хранения.

Перевод в режим хранения осуществляется с помощью зарядного устройства. Сам процесс сводится к выводу напряжения на банках на уровень 3,7…3,85 вольта. Если использовать режим хранения, аккумулятор должен прослужить дольше.

Эксплуатация литий-полимерных аккумуляторов

Данный тип аккумуляторов довольно капризен и есть несколько обязательных требований, которые продлят жизнь ваших батарей, а так же сделают работу с ними более безопасной. Зарядка таких батарей сопряжена с рядом трудностей, не разобравшись в которых вы рискуете устроить пожар или даже взрыв.

Правила эксплуатации литий-полимерных батарей:

  • Рекомендованный порог разряда батареи – 3,6 вольта на банку. Считается, что именно в таком режиме батарея прослужит дольше.
  • Периодически проверяйте напряжения на каждой ячейке аккумулятора. Опытные моделисты делают это после каждого десятого цикла разряда. Просевшая, несбалансированная ячейка может стать причиной взрыва при зарядке. Считается, что напряжение на ячейках должно отличатся не более чем на 0,1 В. Т.е. после разряда аккумулятора на всех ячейках должно быть примерно одинаковое напряжение. Если это не так, то аккумулятор использовать в дальнейшем не рекомендуется.
  • Не используйте вольтметр при контроле напряжения на банках аккумулятора. В теории здесь все правильно, а вот на практике щупы соскальзывают и замыкают банки. Для этих целей используются индикаторы напряжения для LiPo батарей.
  • Используйте датчик температуры при зарядке LiPo батарей. Повышение температуры на аккумуляторе – первый предвестник пожара.
  • Не заряжайте аккумулятор без присмотра, даже если вы соблюли все меры предосторожности. Я с взрывами еще не сталкивался, но бывалые говорят, что следить надо.
  • Батареи следует заряжать в специальных огнеупорных пакетах. В случае возгорания, это оградит окружающие предметы от огня. В магазинах можно найти специальные конверты или коробки для хранения и зарядки Lipo аккумуляторов – огнеупорные боксы. Старый дедовский способ – хранить и заряжать Lipo аккумуляторы в кастрюле.
  • Используйте только специальные зарядные устройства для LiPo батарей. Но иметь правильную зарядку, еще не гарантирует успех. Необходимо правильно выбрать параметры зарядки. Пример, как заряжать Li-po батарею, можно посмотреть здесь.
  • Механическое повреждение батареи может вызвать пожар. Так что будьте внимательное при транспортировке и после аварий квадрокоптера. Периодически проверяйте свою батарею на механические повреждения.
  • Вздутые батареи считаются неисправными. Их дальнейшее использование опасно и нежелательно.
  • Не допускайте перезаряд батареи. Это ситуация когда напряжение на одной из банок превысит 4,2 вольта. Такая ситуация может возникнуть если выставить неправильные параметры заряда на зарядном устройстве.
  • Если допустить полный разряд батареи, то она выходит из строя. В интернете есть инструкции, по которым есть вероятность восстановить такую батарею, но полностью ее реанимировать нельзя. За порог глубокого разряда принимают 3 вольта. Т.е. если разрядить одну из банок ниже порога в 3 вольта, то в ней начинаются необратимые химические процессы вызывающие разрушение батареи. На многих форумах говорят о пороге в 3.2-3,3 вольта, я ориентируюсь именно на эту цифру.
  • Не допускайте перегрев батареи. Перегрев может возникнуть при перезаряде, при коротком замыкании или просто от солнечных лучей. Посмотрел данные на различных источниках и теперь могу сказать, что критической температурой можно считать порог в 60°С. Ну, а контроль нужно вести так, чтобы температура на аккумуляторе не превышала +40°С. Данные эти приблизительные и для разных батарей они могут отличаться.
  • Для того чтобы избежать пожара необходимо использовать специализированные зарядные устройства, желательно в связке с датчиком температуры и с возможностью балансировки. Бывалые моделисты рекомендуют использовать только качественные и оригинальные зарядные устройства.

Расскажете об этой статье своим друзьям:

Источник

Литий полимерные аккумуляторы

Li Pol

Постоянное развитие технологий благоприятно сказывается на множестве аспектов жизни людей. Наличие потребности иметь высокопроизводительные источники питания с хорошим соотношением уровня безопасности, стоимости и эксплуатационных качеств, привели к созданию литий полимерных элементов.

Что такое литий полимерный аккумулятор

Li polymer аккумуляторы являются гальваническими источниками питания, в которых в качестве электролита используются полимерные материалы, насыщенные литием.

Литий полимерная технология стала новым этапом развития литий-ионных источников питания, который удешевил процесс их производства и позволил создавать миниатюрные и гибкие батареи.

LiPo 12800 mah

При покупке и использовании таких батарей необходимо понимать нанесенную на них маркировку, которая имеет следующие особенности:

  • емкость АКБ обозначается в mAh;
  • число рядом с английской буквой S в маркировке обозначает количество отдельных элементов (банок) в батарее, каждая из которых имеет номинальное напряжение 3,7 вольта и максимальное – 4,2 вольта;
  • число рядом с буквой C означает максимальную токоотдачу в единицах C. Максимальный ток разряда в миллиамперах в час равен емкости АКБ, умноженной на эту величину;
  • число рядом с буквой P обозначает количество параллельно включенных банок. При использовании одной банки эту величину обычно не указывают.
Читайте также:  Внешний аккумулятор xiaomi redmi 10000mah white vxn4286gl отзывы

Таким образом, обозначение 2600 mAh 3S 20C обозначает Li-polymer батарею емкостью 2600 мАч с номинальным напряжением 11,1 вольт (максимальным 12,6 вольт), с тремя последовательно соединенными банками и допустимым током разряда 52 ампера (2600х20=52000 мА).

АКБ

Как осуществляется производство литий полимерных аккумуляторов

При производстве Li-polymer источников питания используется такая технология:

  1. Осуществляется контролируемое нанесение суспензии с активными материалами катода и анода (два разных процесса) на поверхность алюминиевой или медной фольги, которая выступает в роли токоприемника.
  2. Фольга с нанесенным материалом сушится, нарезается на элементы необходимого размера и формы.
  3. Осуществляется подготовка полимерного электролитного сепаратора, который затем помещают между слоями фольги с активными материалами катода и анода.
  4. Производится сборка многослойной батареи, ее герметизация и просушка.
  5. При использовании полимерного сепаратора, требующего наличия вкраплений гелевого электролита, осуществляется его заполнение нужным количеством электролитной жидкости.
  6. Производится установка контактных площадок, упаковка в защитную оболочку и обрезка ее выступающих частей.
  7. Устанавливаются внешние клеммы аккумуляторов.
  8. Производится контрольный цикл зарядки/разрядки и тестирование.
  9. Осуществляется отбраковка, сортировка по емкости и нанесение соответствующих обозначений.
  10. При необходимости к клеммам батареи подпаиваются провода.
  11. Осуществляется контроль качества, упаковка элементов батареи в корпус, на который наносят необходимую маркировку и упаковку.

turnigy

Принцип работы и устройство литий полимерного аккумулятора

Принцип работы Li pol батарей основан на использовании полупроводникового эффекта в полимерных веществах с включениями ионов электролита. Добавление электролита в полимеры вызывает увеличение их ионной проводимости при сохранении изоляционных свойств пластика по отношению к электронам.

Электродвижущая сила в отношении ионов лития возникает в результате обратимой химической реакции между анодом (плюсом) из углерода (обычно графит) и катодом (минусом) из кобальта, оксида ванадия или марганца, помещенными в полимерный электролит с солями лития.

Существует три вида полимерных электролитов:

  1. Полностью сухие полимерные электролиты, которые представляют собой пластик с добавлением солей лития – дают малый ток при комнатных температурах, недостаточный для большинства современных устройств и стоят дороже обычных литий-ионных батарей.
  2. Гелеобразные полимерные электролиты, которые представляют собой сухие полимерные электролиты с вкраплениями пластификаторов-растворителей – имеют приемлемые показатели емкости, силы тока и стоимости и наиболее часто применяются на практике.
  3. Неводные растворы солей лития, распределенные в микропористой полимерной матрице с помощью абсорбирования.

Массово продающиеся Li Po аккумуляторы фактически являются гибридами, совмещающими в себе не только чистый сухой полимерный электролит, но и небольшое количество гелевого электролита, который содержат и литий-ионные источники.

Добавление вкраплений гелевого электролита в твердый полимерный электролит увеличивает его ионную электропроводность и электрические характеристики, в частности, увеличивается рабочий ток до величины, необходимой для большинства современных малогабаритных устройств.

АКБ 3,7 v

Литий полимерный аккумулятор: плюсы и минусы

Li-polymer источники питания имеют следующие преимущества:

  • высокая энергетическая плотность по отношению к их массе, большая, чем у никель-кадмиевых АКБ в 4-5 раз, и в 3-4 раза большая, чем у никель-металлогидридных источников питания;
  • малый ток саморазряда и высокая токооотдача;
  • возможность создания гибких и очень тонких изделий;
  • отсутствие эффекта памяти;
  • сохранение напряжения в допустимых пределах при рабочем разряде;
  • большой диапазон допустимых температур при эксплуатации (от -20 до +40 градусов).

Литий-полимерным батареям присущи некоторые недостатки:

  • пожароопасность в случае перезаряда/перегрева. Эти батареи требуют использования защитной электроники, которая отслеживает зарядной ток и температуру, а также специального алгоритма зарядки;
  • эффект старения, приводящий к снижению емкости при долгом хранении и эксплуатации (считается, что АКБ теряет до 20% емкости за каждый год);
  • выход из строя при глубоком разряде (ниже 3 вольт);
  • боязнь перегрева выше 60 градусов и перезаряда выше 4,2 вольта (при напряжении выше 4.5 вольт возможен взрыв);
  • использование тонкой оболочки (обычно в виде фольги) в некоторых таких батареях удешевляет стоимость Li Pol элементов, но в то же время уменьшает их прочность.

литий-полимерный

Где применяются Li Pol АКБ

Этот вид источников питания благодаря небольшому весу и высокой мощности широко применяется для обеспечения питания малогабаритных и крупногабаритных устройств, среди которых:

  • мобильные телефоны и смартфоны;
  • радиоуправляемые модели, квадракоптеры, микросамолеты;
  • электроинструмент;
  • цифровая техника, ультрабуки;
  • электромобили.

Правила эксплуатации Li Pol аккумуляторов

Для обеспечения необходимого уровня безопасности и продления срока эксплуатации исправных батарей, необходимо придерживаться следующих правил:

  1. при наличии повреждений, вздутости элементов питания, их нельзя использовать, а необходимо подвергнуть утилизации;
  2. заряд батарей нужно производить качественным зарядным устройством под присмотром, не допуская перегрева батареи. Если во время зарядки появляется запах гари, вздутие, воспламенение, необходимо немедленно ее прекратить и отключить АКБ от зарядного устройства;
  3. лучше производить зарядку на негорючей поверхности, например на керамической плитке или фарфоровой тарелке, после полной зарядки источника питания лучше дать ему остыть и только потом начинать его использовать;
  4. нельзя допускать разряда ниже 3 вольт, перегрева или переохлаждения, которые уменьшают емкость и общее количество циклов заряда-разряда;
  5. наибольшая продолжительность эксплуатации LiPo элементов достигается при поддержании их уровня заряда на уровне 45%;
  6. самый лучший зарядный режим для LiPo АКБ осуществляется зарядными устройствами от компании Sony на протяжении примерно трех часов. Он проходит в три этапа:
    • Сначала на протяжении примерно одного часа производится зарядка до 70% постоянным током величиной 0,5-1 от величины токоотдачи батареи до напряжения 4,2 вольта;
    • Подзарядка продолжительностью 1 час до 90% напряжением не более 4,2 вольта с постепенно уменьшающимся током (до примерно 0,2 от токоотдачи);
    • На третьем этапе производится подзарядка на протяжении часа до 100% небольшим постоянно уменьшающимся током.

Дешевые зарядные устройства заканчивают заряд на первом этапе, по достижению напряжения 4,2 v, поэтому батарея не набирает своей полной емкости.

  • не допускать ударов по батарее, коротких замыканий или разряда очень высокими токами, перезарядки выше 4,2 вольт на элемент составной батареи — все эти причины могут вызвать пожар;
  • если используются составные батареи из нескольких Li Pol элементов, то их заряд лучше производить по отдельности, либо использовать специальный выравнивающий заряд с балансировкой по каждому элементу. Принцип работы такого устройства заключается в остановке заряда отдельных элементов по достижении ими напряжения около 4,17 вольт;
  • перед вводом в эксплуатацию новых батарей лучше произвести их калибровку путем двухразового полного заряда и разряда.

В некоторых Li Pol батареях при разряде ниже 2,5 вольт возможна металлизация лития, которая приводит к созданию токопроводящих мостиков внутри батареи и короткому замыканию. При зарядке такой батареи происходит неконтролируемый нагрев, который может привести к взрыву такого источника питания. Поэтому батареи, в которых напряжение упало ниже критического уровня 3 вольт лучше уже не использовать, а при падении напряжения до 2,5 вольт и ниже они подлежат обязательной утилизации.

Как хранить литий полимерный аккумуляторы

Хранить заряженные LiPo батареи желательно в защитных чехлах при комнатной температуре при зарядке на уровне 3,6-3,8 вольт.

Перед постановкой на хранение LiPo элементов рекомендуется их зарядить до 40-50%, отключить от устройств, которые они питают и периодически, хотя бы раз в полгода проверять уровень заряда.

Утилизация литий полимерных аккумуляторов

Утилизация LiPo источников питания имеет особую актуальность в связи с их высокой пожароопасностью. Они менее токсичны, чем никель-кадмиевые батареи, но все же содержат вредные для экологии вещества.

Чтобы полностью и безопасно утилизировать Li-polymer элементы питания необходимо соблюдать следующие требования:

  • утилизация разряженных батарей производится в пластиковых контейнерах с водно-солевым раствором (примерно полстакана соли на 1 литр воды) на протяжении около 2-х недель (до прекращения газообразования) в нежилом помещении. После этого их можно выбрасывать с обычным мусором;
  • перед утилизацией батареи должны быть разряженными хотя бы до одного вольта (это можно делать лампочкой в качестве нагрузки);
  • если корпус батареи поврежден, то ее не нужно разряжать, а необходимо произвести утилизацию в водно-солевом растворе;
  • если разряд производится током более допустимого, связанного с величиной максимальной токоотдачи C, то батарея должна находиться в ведре с песком или в другом месте с защитой от возгорания;
  • не допускается механическое разрушение необработанных в солевом растворе батарей, из-за которого может произойти возгорание. Особенно опасны в этом отношении элементы питания с кобальтовым катодом.

Источник

Литий-полимерные (Lithium Polymer, LiPo, LiPoly) аккумуляторы

Литий-полимерные (Lithium Polymer, LiPo, LiPoly) аккумуляторы

Современные литий полимерные батареи являются одним из лучших источников питания электродвигателей в летающих моделях. Они способны накапливать и отдавать большое количество энергии, при достаточно небольшой массе самых батарей.

Читайте также:  Кейс для аккумуляторов makita

LiPo батареи

Маркировка литий-полимерных аккумуляторных батарей
Батарея содержит на себе несколько обозначений, определяющих ее характеристики. Вот примеры величин указанных на аккумуляторе:

  • 3s1p — количество банок в батарее соединенных параллельно и последовательно
  • 800 mAh— емкость батареи в миллиампер часах
  • 10С— соотношение между емкостью батареи и силой тока, которую она отдает

Обозначения батареи 3s1p означает, что батарея содержит 3 банки соединенные последовательно и 1 банку параллельно. 5s2p означает 5 банок последовательно и 2 банки параллельно. Очень часто, вторую часть обозначения отбрасывают, указывая лишь первую, что означает 1 параллельную секцию, например 3s = 3s1p, 2s = 2s1p.

Напряжение каждой банки 3,7 V. Для каждой банки соединенной параллельно напряжение прилагается. То есть напряжение батареи 3s1p: 3 х 3,7 V = 11,1 V.
Секции соединенные параллельно увеличивают емкость батареи. Например, батарея из 2-х секций «2p» емкостью 2500 mAh каждая, будет иметь емкостью 5000 mAh.

Параллельные секции, это особенность LiPo аккумуляторов, никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металгидридные (NiMH) такой особенности не имеют и всегда являются «1p».

Рассмотрим две батареи с одинаковыми банками: одну 3s1p, вторую 3s2p. Батарея 3s2p будет отдавать примерно вдвое большую текущую силу тока, чем 3s1p тот же промежуток времени. Или батарея 3s2p будет отдавать ту же силу тока, что и 3s1p, но вдвое дольше.
Аналогично нужно заметить, что батарея 3s2p будет вдвое больше и тяжелее чем 3s1p.

«C» — соотношение 1000:1 между емкостью банки или батареи в миллиампер часах (mAh) до заданной силы тока в амперах (А). Число «C» фактически задает, какую максимальную силу тока может воспринимать/отдавать батарея при зарядке/разрядке в течение некоторого периода времени. Например, батарея со значением 20С и емкостью 500 mAh может отдавать максимально ток 10 А, что можно вычислить по формуле (500 mAh / 1000) * 20С = 10 А.

Опасность при использовании литий-полимерных аккумуляторов
Несмотря на свои качества накопления энергии, литий-полимерные аккумуляторы являются также источником повышенной опасности. Далее приведены некоторые общие рекомендации по использованию этого вида аккумуляторов. Всегда ознакомьтесь с инструкциями Вашей батареи перед ее использованием.

Правила, которые необходимо соблюдать при использовании этих батарей
1. Всегда используйте подходящее зарядное устройство для зарядки литий-полимерных батарей
2. Если Вы используете мульти-функциональное зарядное устройство, всегда проверяйте включен ли режим зарядки литий-полимерных аккумуляторов
3. Всегда выставляйте правильное количество банок Вашей батареи (число перед буквой «s») на зарядном устройстве и количество подключенных батарей
4. Осторожно используйте, перевозите и храните батареи, чтобы не допустить их повреждения, деформацию или короткое замыкание с другими проводниками
5. Отключайте батареи от устройств ESC и BEC после использования на моделях, чтобы не допустить чрезмерного разряда батарей
6. Всегда проверяйте, все ли разъемы хорошо заизолированы, чтобы не допустить короткого замыкания
7. Перед зарядкой или разрядкой, убедитесь, что батарея не повреждена

Что не нужно допускать
1. Не заряжайте батарею более чем 4.25 V на банку, чтобы избежать чрезмерной зарядки
2. Не устанавливайте режим текущей зарядки более 1C, если Вы не используете специального оборудования и не контролируете процесс зарядки. Помните 1C = 3,2 A для батареи 3200 mAh, 1C = 0,83 A для батареи 830 mAh и т.д. Всегда выбирайте соответствующие настройки на Вашем зарядном устройстве, которые соответствуют 1C, или несколько ниже этой величины.
3. Не допускайте разрядки батарей ниже 3,0 V на банку. Используйте ESC устройства с контролем батареи, которые не допускают чрезмерной разрядки.
4. Контролируйте нагревание батарей, а также не допускайте нагрев от солнечных лучей или других источников тепла.
5. Никогда не заряжайте батарею с хотя бы одной поврежденной банкой.
6. Немедленно прекращайте процесс зарядки, если батарея или ее часть хоть немного нагрелась. Литий-полимерные батареи не должны нагреваться во время зарядки.
7. Не заряжайте батареи с банками, которые разряжены ниже 3,0 V после восстановления.
8. Всегда контролируйте процесс зарядки, чтобы принять немедленные меры, если что пойдет не так.

Рекомендации по зарядке

Заряжайте батареи в изолированном месте, где нет легковоспламеняющихся материалов, не заряжайте батареи прямо на моделях. Не заряжайте батареи в транспортных средствах на ходу, так как при возгорании может случиться ДТП. Если Вы заметили, что батарея нагревается во время зарядки или начала раздуваться, немедленно отключите ее от зарядного устройства, перенесите ее в безопасное место и понаблюдайте все ли в порядке. Если батарею необходимо выбросить, используйте лампочку для того, чтобы ее полностью разрядить и избежать короткого замыкания или самовозгорания.

Вот пример, что может случится при неправильном использовании литий полимерных батарей:

Источник

Особенности литий─полимерных аккумуляторов и правила их эксплуатации

Литий─полимерный аккумулятор представляет собой модифицированный вариант литий─ионных батарей. Главное отличие заключается в применении полимерного материала, исполняющего роль электролита. В этот полимер добавляются токопроводящие включения с соединениями лития. Подобные аккумуляторы в последние годы активно развиваются и используются в мобильных телефонах, планшетах, ноутбуках, радиоуправляемых моделях и другой технике. Несмотря на то что литиевые аккумуляторы неспособны обеспечивать высокие токи разрядки, некоторые специальные разновидности полимерных АКБ могут отдавать ток, значительно превышающий их ёмкость. Поскольку литий─полимерные аккумуляторы быстро распространяются на рынке, нужно иметь представление об их устройстве, правилах эксплуатации и технике безопасности при обращении с ними. Об этом речь пойдёт в нашем сегодняшнем материале.

Устройство и основные особенности Li─Pol аккумуляторов

Преимуществом замены жидкого органического электролита в литий─ионных аккумуляторах на полимерный является повышение безопасности эксплуатации АКБ. Это очень важно для аккумуляторов литиевого типа. Именно безопасное использование в коммерческих целях с самого начала сдерживало их развитие. Кроме того, полимерный электролит даёт значительно больше свободы при выборе формы аккумуляторной батареи.

В основу устройства Li─Pol аккумуляторных батарей был положен процесс перехода ряда полимеров в полупроводниковое состояние при внедрении ионов электролита в них. При этом проводимость возрастает в несколько раз. Исследователи в основном были заняты подбором полимерного электролита для АКБ с металлическим литием и Li─Ion моделей. В теории допускается увеличение энергетической плотности батарей с полимером в несколько раз по сравнению с литий─ионными. На сегодняшний день можно выделить несколько групп Li─Pol аккумуляторов, отличающихся по составу электролита:

  • С гелеобразным гомогенным электролитом. Он получается в результате внедрения в структуру полимера солей лития;
  • С сухим полимерным электролитом. Этот тип изготавливается на основе полиэтиленоксида с разными солями лития;
  • Электролит в виде микропористой полимерной матрицы, в которой сорбированы неводные растворы литиевых солей.

Если сравнивать полимерный и жидкий электролит, то стоит отметить меньшую ионную проводимость первого. Она существенно снижается при отрицательных температурах. Так, что одна проблема была в том, чтобы подобрать состав для электролита с высокой проводимостью. А вторая важная задача была в расширении диапазона рабочих температур полимерных АКБ. Модели литий─полимерных аккумуляторов, используемых в современной технике, по своим характеристикам не уступают Li─Ion.

Контейнеры некоторых моделей, в которых находится сама банка, выполнены из металлизированных полимер. Из-за кристаллизации полимерного электролита параметры этих АКБ значительно снижаются при отрицательных температурах. Есть разработки полимерных АКБ с металлическим анодом. Учёным удалось добиться высокой плотности тока и значительного расширения рабочего интервала температур. Эти разновидности аккумуляторов также могут использоваться в различной портативной электронике и бытовой технике. Выпуском подобных аккумуляторов уже занимаются многие ведущие компании. Причём у разных производителей могут отличаться материалы электродов, состав электролита и сама технология сборки. По этой причине сильно отличаются и параметры этих АКБ. Однако все производители сходятся в том, что стабильность работы Li─Pol сильное влияние оказывает однородность полимерного электролита. А она зависит от температуры полимеризации и соотношения компонентов. Сейчас уже есть множество проведённых экспериментов, которые доказывают более высокий уровень безопасности полимерных АКБ по сравнению с ионными. Это касается перезаряда, ускоренного разряд, вибрации, сжатия, короткого замыкания, прокалывания литий─полимерных батарей. Так, что этот вид аккумуляторов имеет самые хорошие перспективы развития. Ниже приведены результаты тестов на безопасную эксплуатацию Li─Pol аккумуляторов.

Есть примеры литий─полимерных аккумуляторов, которые имеют толщину 1 миллиметр. Такие модели позволяют конструкторам мобильных устройств создавать очень компактную аппаратуру. Это открывает новые возможности по уменьшению размеров электронных устройств. Для уменьшения внутреннего сопротивления Li-Pol аккумуляторов добавляется гелевый электролит. В батареях, которые используются в мобильных телефонах, применяется такая разновидность электролита. Они сочетают в себе черты полимерных и ионных батарей. В чём же разница между Li─Ion и Li─Pol аккумуляторными батареями. Они относятся к литиевым аккумуляторам и близки по своим электрическим характеристикам. Но полимерные модели используют твёрдый электролит. Гелевая составляющая вносится в электролит для снижения внутреннего сопротивления батареи и стимуляции ионообменных процессов.

Источник