Самодельный li ion зарядник: Схемы самодельных зарядок для литий-ионных аккумуляторов (18650, 14500 li-ion), как правильно заряжать литий-полимерные АКБ

Содержание

Это просто бомба-2. Li-Ion — как не взлететь / Хабр

За последний десяток лет литий-ионные аккумуляторы из дорогостоящей экзотики перешли в разряд самых распространенных источников автономного питания. Неудивительно, что они стали популярными и в руках самодельщиков, в том числе и начинающих. Иногда от технических решений в их творениях волосы становятся дыбом – ведь особенностью аккумуляторов данного типа является их повышенная опасность, в первую очередь – пожарная. Мой рассказ о том, как правильно «готовить» эту «рыбу фугу», чтобы никто не сгорел и не взорвался.

Предыдущая статья на «взрывную» тему здесь.

Принцип работы литий-ионнного аккумулятора.

Химические источники тока на основе лития получили распространение уже давно. Литиевые батарейки уже в конце XX века прочно укрепились в часах, калькуляторах, материнских платах компьютеров, пультах дистанционного управления. По принципу действия они мало чем отличаются от марганец-цинковых элементов, за тем исключением, что литий заменяет собой цинк, а вместо водного раствора щелочи или хлористого аммония – электролит на основе неводных растворителей, таких как пропиленкарбонат или хлористый тионил, в котором растворена литиевая соль, диссоциирующая с образованием иона лития, который и переносит ток в таком электролите. Но замена цинка на литий привела к тому, что напряжение возросло с полутора до трех вольт, а энергоемкость увеличилась в несколько раз. При этом химически инертный органический электролит и высокая степень герметичности конструкции свели саморазряд практически на нет — отдавая микроамперные токи, такая батарейка может работать десятилетиями.

Знаете, почему нельзя заряжать обычные батарейки? Казалось бы, при протекании тока в зарядном направлении, на электродах будут идти процессы «в обратном порядке»: на отрицательном электроде будет осаждаться цинк, а на положительном – активная масса, бывшая когда-то двуокисью марганца и отдавшая свой кислород, будет снова окисляться, вновь превращаясь в свежую MnO2. Но все портит то, что одновременно с этими процессами разлагается и вода в электролите. Выделяющиеся газы раздувают корпус батарейки и  выдавливают электролит наружу с печальными последствиями для аппаратуры.

В литиевом элементе нет воды. Пропиленкарбонат, служащий растворителем, не подвержен электролизу, поэтому такой элемент можно зарядить без побочных реакций. Однако, такой литиевый аккумулятор  «не взлетел». Вернее, он как раз взлетал – на воздух. Литий никак не хотел ложиться на свой анод аккуратным тонким слоем, а кристаллизовался в виде игольчатых кристаллов – дендритов. Точно такие же дендриты, к слову, образуются и при попытке зарядить марганец-цинковую батарейку, но именно в литиевом аккумуляторе они приводили к катастрофе. Рано или поздно такой дендрит перекрывал промежуток между анодом и катодом и вызывал короткое замыкание. Протекающий ток разогревал и катодную массу, из которой выделялся кислород, и литий, который в этом кислороде воспламенялся, и сепаратор, который просто прекращал свое существование, после чего литий, электролит и катодная масса – горючее и окислитель – превращались в адскую смесь. Как рассказывал мне один знакомый, причастный к этим экспериментам изобретатель – военные, для которых они пытались эти аккумуляторы создать, потеряли всякий интерес к ним, как к источникам тока, но регулярные мощные взрывы, сопровождающиеся ослепительным красным (от лития) пламенем, их восхищали и каждый раз военные интересовались, нельзя ли куда-то применить эту взрывчатку.

В этом направлении работали и за рубежом, и кое-чего даже добились, применяя механически более прочные керамические сепараторы, особые методы заряда, специальные добавки в электролит. Но все равно опасность дендритообразования сохранялась – слишком опасным был такой аккумулятор для его практического применения, если превышал размеры и емкость крохотной часовой батарейки-таблетки.

Прорыв принесли два открытия. Первое – это обнаружение способности некоторых сложных оксидов и сульфидов, содержащих литий, отдавать и поглощать обратно ионы лития на катоде. Второе – способность соединений слоистой структуры (графит, дисульфид молибдена) обратимо поглощать в межслоевое пространство значительные количества лития (вплоть до соединения состава LiC6), захватывая его атомы немедленно после разрядки ионов Li+ на аноде и предотвращая его выделение в металлической форме, а значит, предотвращая образование дендритов. За эти открытия и изобретение литий-ионного аккумулятора в прошлом году была присуждена Нобелевская премия. Ее лауреаты – М.С. Уиттингем, первооткрыватель явления интеркаляции лития в дисульфиды титана и молибдена, впервые предложивший использовать это явление в аккумуляторах, Дж. Гуденаф, исследовавший обратимость поглощения и выделения ионов лития кобальтитом лития на катоде, и собственно, изобретатель литий-ионного аккумулятора Акира Ёсино.

Принцип работы литий-ионного аккумулятора Акиры Ёсино, изобретенного им в 1991 году, состоит в следующем. Однозарядные катионы лития – это практически единственный ион, переносящий ток в органическом неводном электролите. Противоионом является громоздкая и малоподвижная молекулярная «конструкция», обладающая отрицательным зарядом.

Ион Li+ при зарядке аккумулятора разряжается на поверхности графитового анода, превращаясь в нейтральный атом лития. Этот атом немедленно вступает поглощается графитом, проникая между слоями его кристаллической решетки. Образуется графитид лития – так называемый интеркалят или соединение внедрения. По своим химическим свойствам это сильный и активный восстановитель.

Одновременно с этим, кобальтит лития на катоде поставляет в раствор ионы лития, а сам при этом, теряя литий, все больше по составу приближается к двуокиси кобальта, в результате чего становясь сильным и активным окислителем.

Разность электрохимических потенциалов между этими окислителем и восстановителем равна ЭДС литий-ионного аккумулятора.

При разряде происходят обратные процессы. Литий, покидая межслоевое пространство на аноде, отдает во внешнюю цепь электрон и приобретает заряд, становясь катионом, а графитид лития – просто графитом. На катоде эти катионы возвращается в вакансии кристаллической решетки кобальтита лития, который теряет свои окислительные свойства, принимая электрон во внешнюю цепь.

Из-за отсутствия побочных процессов данная электрохимическая система обладает весьма высокой степенью обратимости и по этой причине характеризуется прекрасным КПД.

Литий-полимерные аккумуляторы не являются, как многие думают, каким-то отдельным видом аккумуляторов. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный на полимерной основе, а все электрохимические процессы в них ничем не отличаются. Отсутствие (вернее, минимальное количество) жидкого электролита позволяет придавать им практически любую форму и вместо прочного металлического корпуса помещать их в корпуса из полимерной пленки в виде запаянного пакетика, что помимо прочего повышает плотность хранения энергии.

Существуют также разновидности литий-ионных аккумуляторов с различными электрохимическими системами, такие, как литий-железофосфатные и литий-титанатные. Принцип действия у них тот же самый, но иные материалы катодной массы и, соответственно, другие напряжения. Удельная емкость этих аккумуляторов ниже, чем у классической кобальтовой литий-ионной системы, но они превосходят их по сроку службы, способности отдавать ток при низких температурах и, по утверждению производителей – по безопасности.

Собственно, безопасность – едва ли не основная «беда» литий-ионных аккумуляторов.

Скрытая угроза

Увы, «укротив» литий, Акира Ёсино не сделал этого огненного льва безобидным мышонком. Да и как можно ожидать полной безопасности от устройства, в котором, повторюсь, сильный и активный окислитель соседствует с столь же сильным и активным восстановителем и разделяют их лишь несколько десятков микрон пористой полимерной пленки-сепаратора? Стоит этой пленке где-нибудь прохудиться, допустив короткое замыкание, лавинообразный процесс саморазогрева и саморазрушения уже не остановить. Содержимое аккумулятора превращается во взрывчатую смесь горючего и окислителя. И эту смесь уже подожгли.

То, что литий-ионные аккумуляторы обычно не взрываются, обусловлено множеством предосторожностей, которые соблюдаются при их эксплуатации. Соблюдаются не силами пользователя – за этим следят автоматические электронные устройства. Там, где применяется литий-ионный аккумулятор, нет места простейшим зарядным устройствам из мира «свинца» и «никель-кадмия». Зарядное устройство обязано быть «умным». Процесс заряда литий-ионного аккумулятора многостадийный, требует строгого выдерживания параметров и должен быть вовремя завершен, и перекладывать ответственность за это на пользователя категорически недопустимо, так как его забывчивость в таком случае может привести к пожару или взрыву.

Дело в том, что отсутствие побочных процессов в литий-ионном аккумуляторе не абсолютно. Для того, чтобы их не было, нужно не выйти за определенную «безопасную» территорию. Так, при напряжении выше 4,2..4,5 В или при слишком большом токе заряда графит уже не успевает «впитать» литий, и он образует металлическую фазу. То же происходит, если графит теряет активную поверхность, что происходит, например, из-за переразряда. Как только на поверхности появляется металл, он начинает образовывать дендриты и… можно вызывать пожарных. Наконец, перенапряжение может вызвать электролиз компонентов электролита (в том числе и неконтролируемых примесей) и выделение газов, давление которых может нарушить герметичность аккумулятора, что также чревато пожаром – соединение внедрения лития в графит самовоспламеняется на воздухе.

Опасна и перегрузка при разряде. Перегрев разрядным током может вызвать вскипание или термическое разложение электролита, выделение кислорода из катодной активной массы, повреждение сепаратора. Результат тот же: КЗ и пожар. К тому же эффекту приведет и механическое повреждение аккумулятора.

Является «правилом хорошего тона» не полагаться на надежность зарядного устройства. В абсолютном большинстве промышленно выпускающихся устройств (за исключением «маргинальных» случаев вроде электронных сигарет и авиамоделей), содержащих литий-ионные аккумуляторы, независимо от контроллера, на который возложены функции заряда, имеется еще один контроллер, выполняющий функции защиты. В простейшем своем варианте (например, на микросхеме DW01A, являющейся основой плат защиты почти всех китайских аккумуляторов), он отключает аккумулятор при перезаряде (превышении допустимого напряжения), переразряде, слишком большом зарядном и разрядном токе, перегреве. В более сложных случаях к этим базовым функциям добавляется балансировка батареи (если она состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно), контроль за ее «здоровьем», подсчет ампер-часов при заряде и разряде (что позволяет определить оставшийся процент заряда гораздо точнее, чем при простом измерении напряжения) и другие функции. Данный контроллер – его называют Battery management system (BMS) или просто «платой защиты», как правило, является неотделимой частью аккумуляторной батареи, находясь с ней в одном корпусе и будучи наглухо припаянным к его выводам.

Есть еще третья ступень защиты. Это механическое устройство, разрывающее цепь при повышении давления или температуры внутри «банки» аккумулятора. К сожалению, оно – не панацея, так как во многих случаях нагрев и газовыделение начинаются уже после того, как возгорание батареи уже нельзя остановить.   

Кстати, типичная цифра, характерная для LiIon – 250 Вт*ч/кг или 0,9 МДж/кг.  Это всего вчетверо меньше запаса энергии в таких ВВ, как тротил. В мощном ноутбуке «тротиловый эквивалент» аккумулятора может быть сравним с ручной гранатой. Так что с литий-ионными аккумуляторами шутки плохи. Их взрыв вполне может привести  к смерти и увечьям многих людей.

Видео и фотографии взрывов и возгораний литий-ионных аккумуляторов в сети можно найти много. Надеюсь, они убедят вас, что все более чем серьезно.

Заряжаем и разряжаем правильно

А теперь разберемся с тем, как правильно заряжать эти опасные литий-ионные аккумуляторы, чтобы они не были так опасны.

Общепринятым, рекомендуемым всеми производителями литий-ионных аккумуляторов, является алгоритм CC-CV. Это означает, что начинается заряд стабилизированным током, а при достижении определенного напряжения далее оно стабилизируется на этом уровне. Этот метод близок к методу заряда свинцовых аккумуляторов, отличаясь от него лишь режимом.

Для большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов напряжение перехода от стадии CC к стадии CV при комнатной температуре – 4,20 В. Некоторые старые аккумуляторы с анодом на основе каменноугольного кокса следует заряжать лишь до 4,10 В, тогда как в последнее время все чаще встречаются «высоковольтные» аккумуляторы, которые допускают заряд до 4,35 и даже 4,45 В. Небольшое превышение этого напряжения вызывает резкое сокращение срока службы, а более значительное превышение приводит к возгораниям и взрывам. Требуемая точность установки порогового напряжения для стандартных аккумуляторов составляет ±50 мВ, а у «высоковольтных» тем выше, чем выше напряжение, вплоть до ±5 мВ при пороговом напряжении 4,45 В. Разумеется, пониженное напряжение приводит лишь к снижению доступной емкости, а вот повышение напряжения недопустимо ни при каких случаях.

Стандартным током заряда считается 0,5С и большинство аккумуляторов без ущерба позволяют заряжать их током до 1С, а некоторые допускают и более высокие токи при условии недопущения перегрева. С здесь – ток в амперах, численно равный емкости в ампер-часах. Но таким током нельзя заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, напряжение на клеммах которых снизилось ниже 2,9-3,0 В. В этом случае необходима стадия предварительной зарядки (precharge) – аккумулятор заряжается током 0,05-0,1С, пока напряжение не достигнет трех вольт. А вот слишком глубоко разряженные аккумуляторы заряжать нельзя вообще. Зарядное устройство должно не допускать зарядки аккумулятора, если напряжение на его клеммах снизилось ниже 2,5 В. При таком глубоком разряде аккумулятор обычно сильно теряет в емкости, но это еще полбеды: его заряд сопряжен с опасностью металлизации лития и возгорания. Кстати, «высоковольтные» аккумуляторы более чувствительны к глубокому разряду, и не следует допускать их разряда ниже 2,75 В. 

На стадии CV ток снижается по экспоненте. На этой стадии аккумулятор не должен оставаться до бесконечности. Заряд должен быть автоматически прекращен после снижения тока до 0,05-0,1С.

Такой многоступенчатый алгоритм зарядки предпочтительно реализовывать на специализированных микросхемах-контроллерах. Таких контроллеров в настоящее время выпускается множество, как самостоятельных (типичные примеры — всем известные LTC4054-4,2, TP4056, TP5000 и т.п.), так и встроенных в многофункциональные контроллеры питания, включающие несколько отключаемых линейных и импульсных преобразователей напряжения, наподобие применяемой во многих мобильных устройствах микросхемы RK819.

Плохой, очень плохой практикой является применение для этой цели обычных интегральных линейных и импульсных стабилизаторов, а в особенности — популярных и продаваемых именно как «платы для зарядки Li-Ion» модулей с Aliexpress на LM2596, XL4015 и т.п. Именно так нередко делают, переделывая шуруповерты на литиевые аккумуляторы, не учитывая опасности того, что со временем установленное на выходе напряжение может «уйти» из-за невысокого качества подстроечных резисторов на этих китайских платах. Если движок этого резистора потеряет контакт с резистивным элементом, на выходе попросту окажется входное напряжение. И это не говоря о том, что без внешних схемных решений такой «контроллер» не отключит аккумулятор по окончании заряда и не обеспечит предзаряд сильно разряженного аккумулятора малым током. В любом случае, проектируя и собирая зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторах, следует думать о надежности. Неисправность здесь может обойтись очень дорого, иногда — в человеческую жизнь.

Другое крайне неудачное решение, встречающееся в практике самодельщиков и даже «у китайцев» — заряжать аккумулятор, снабженный платой защиты, до ее срабатывания. Во-первых, BMS отключает аккумулятор уже при превышении напряжения. Во-вторых при такой зарядке, без стадии CV используется только часть емкости. Парадокс: батарея одновременно пере- и недозаряжается.

Как крайний случай, можно заряжать литий-ионные аккумуляторы током 0,1С до достижения 4,10..4,15 В с последующей отсечкой. Но, по некоторым данным, предположительно, такой режим плохо сказывается на токоотдаче и сроке службы аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы очень плохо переносят не только перезаряд, но и переразряд. Напряжение 2,5 В на «банку» и ниже фатально — такой аккумулятор уже опасно заряжать. А области между 2,5 и 3 В, которая хоть и формально является допустимой, следует по возможности избегать, так как это отрицательно сказывается на сроке службы. В устройстве, питаемом от литий-ионных аккумуляторов, следует предусмотреть принудительное отключение при снижении напряжения до 3 В. Кстати, подавляющее большинство смартфонов отключаются уже при напряжении 3,35..3,4 В, так как в их контроллерах питания применяются только понижающие преобразователи напряжения, и при более низком напряжении невозможно формирование напряжения 3,3 В. Поэтому все советы «ставить телефон на зарядку, не дожидаясь отключения, так как это очень вредно для батареи» не соответствуют действительности. Такое высокое напряжение отсечки, разумеется, немного уменьшает полезную емкость, и вместе с тем немного продлевает срок службы аккумулятора.

Балансировка

Процесс заряда осложняется, если мы имеем дело с батареей из последовательно соединенных элементов. Дело в том, что двух одинаковых аккумуляторов не бывает. Если емкость одного из них будет чуть больше, а другого – чуть меньше, напряжение на последнем будет расти быстрее, чем на первом. В таком случае, если мы будем заряжать батарею до 8,40 В, этот аккумулятор окажется в итоге немного перезаряженным. Со временем эти небольшие перезаряды приведут к более быстрому износу, а значит, напряжение на этом аккумуляторе будет завышаться с каждым разом все сильнее. Возникает «снежный ком» нарастающей разбалансировки батареи, который может закончиться взрывом.

Чтобы этого не допустить, необходимо контролировать напряжение не только всей батареи, но и каждого элемента в отдельности, не допуская превышения напряжений каждого из них. Обычно применяются те или иные схемы балансировки, шунтирующие «опережающие» элементы во время заряда, когда те достигают максимального напряжения. Это так называемые пассивные схемы балансировки. Очевидно, при их работе часть энергии рассеивается в виде тепла, что существенно снижает КПД зарядки и ухудшает тепловые условия внутри аккумуляторной сборки. Более эффективными и лучше использующими емкость являются методы активной балансировки, обеспечивающие перекачку энергии с клемм уже зарядившейся «банки» к еще недозаряженным.

На рисунке — простейшая схема балансировки батареи из двух элементов на двух компараторах (https://power-e.ru/hit/sistemy-balansa/). Обычно же такие системы выполняются на специализированных микросхемах, таких, как LTC3300-1 и включаются в состав BMS, оставаясь подключенными к аккумуляторной батарее всегда. Такие контроллеры обладают широким набором функций, включающих не только балансировку, но и мониторинг состояния батареи в течение их срока службы.

Активная балансировочная схема на LTC3300-1 (Рыкованов А. Системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей // Силовая электроника. 2009.№1

В настоящее время распространение получили интеллектуальные системы балансировки, лучше использующие емкость аккумуляторов за счет компромиссного распределения зарядного тока, которое определяется реальными емкостями каждого из элементов, измеренными в предыдущих циклах.

Как обращаться, хранить, куда девать остатки

Исходя из вышесказанного, обращаться с литий-ионными аккумуляторами следует с осторожностью. Опасность возгорания и взрыва возникает при неправильном заряде, коротком замыкании и механических повреждениях. Последнее особенно актуально для литий-полимерных аккумуляторов, лишенных прочного защитного корпуса. Случайно или намеренно проколов или разорвав пленку, защищающую аккумулятор, вы можете уже через 10-15 секунд получить у себя в руках ослепительный красный огонь. Это же может случиться при изгибе и сдавливании аккумулятора, а в особенности, если каким-либо инструментом проткнуть его насквозь. Такое случается при попытках извлечь аккумулятор, приклеенный на двусторонний скотч, из мобильного телефона для его замены на новый. Риск снижается при извлечении разряженного аккумулятора, поэтому это следует сделать перед началом работы. По этой же причине, а также по причине того, что при замыкании он может выдать десятки, если не сотни ампер тока, хранить такие аккумуляторы следует надежно и аккуратно упакованными, а не в куче радиохлама.

Вообще перед хранением эти аккумуляторы следует довести до уровня заряда 30-50%. Хранить их следует при комнатной температуре. А то некоторые «специалисты» утверждают, что их нужно держать в холодильнике. Не нужно. А вот старые, убитые и особенно вздувшиеся аккумуляторы хранить ни в коем случае нельзя, от них нужно избавиться как можно скорее, так как они непредсказуемы и могут в любой момент стать причиной пожара.

Вопрос «куда утилизировать» достаточно сложен. Учитывая экологическую опасность лития (по ПДК близок к свинцу), их должны утилизировать специальные организации, но у нас в стране я таких организаций, работающих с частными лицами, не знаю. Не следует выбрасывать их в мусор и в особенности в контейнеры для батареек. Пожалуй, идеальный вариант — некий закрывающийся ящик с песком на открытом воздухе, содержимое которого забирали бы специальные службы…

Нельзя (и если очень хочется, то тоже нельзя!) пытаться паять аккумуляторы. Только точечная сварка! Исключение — литий-полимерные со специально удлиненными выводами под пайку и цилиндрические аккумуляторы с заранее приваренными ленточными ламелями. Даже небольшой перегрев может привести и к разгерметизации с последующим самовоспламенением, и к расплавлению сепаратора и внутреннему КЗ.

Всякие шаманства типа «подтолкнуть аккумулятор» или «разблокировать контроллер» — это риск того, что у вас в руках, в кармане или в постели окажется огненный шар. Помните, что если контроллер аккумулятора заблокировался, это не потому что жадный до денег производитель хочет, чтобы вы купили новый. Это потому что производителю неохота оплачивать ущерб, нанесенный загоревшимися аккумуляторами.

Собрав зарядное устройство (неважно — как самостоятельное изделие или в составе какой-либо конструкции), нужно провести первый цикл заряда, подключив вместе с аккумулятором вольтметр и миллиамперметр, и убедившись, что оно работает корректно. Причем обратите внимание на точность измерений: максимально допустимое отклонение напряжения от номинальных 4,2 В не превышает 1,2%, а погрешность распространенных недорогих мультиметров разрядностью 3,5 цифр при измерении этого напряжения на пределе 20 В достигает 1%.

Собирая батарею из нескольких аккумуляторов, нужно подбирать максимально близкие (в пределах 1-3%) по емкости элементы при последовательном соединении, и по внутреннему сопротивлению — при параллельном. Перед соединением элементов параллельно нужно уравнять их по напряжению. Элементы для батареи должны быть строго из одной партии.

Нельзя ремонтировать батарею путем замены одного элемента на новый. Разбалансировка при этом практически гарантирована. А чем грозит разбалансировка, вы уже знаете (подсказка — пожаром и взрывом).

Плавкий предохранитель — это то, что должно быть в цепи любого литий-ионного аккумулятора.

И еще раз — будьте внимательны и осторожны.

Зарядное устройство для литиевых АКБ

Литий-ионные аккумуляторы стали популярными в последнее время. Они способы поддерживать длительную зарядку у телефонов, плееров, ноутбуков и другой техники. Изобрели аккумулятор Li-ion в Японии. Впервые на рынок товары с таким типом питания выпустила компания Sony.

На рисунке отображена принципиальная схема зарядного устройства для литиевых АКБ. Основные этапы изготовления довольно просты. Однако этот девайс будет способен восстанавливать заряд аккумулятора самостоятельно.

Вся идея базируется на паре микросхем. В работе понадобятся интегральные -стабилизаторы 317 и 431. LM317 в данном случае служит источником тока, данную деталь берём в корпусе TO-220 и обязательно устанавливаем на теплоотвод с применением термопасты. Регулятор напряжения ТL 431 выпускает компания Тexas Instruments. Его можно встретить в корпусах TO-92, SOT-25 и других.

Входное напряжение должно уложиться в интервал от 9 до 20 V. Выходное напряжение с помощью достроечного резистора 22 кОм устанавливают на значении в 4,2 V.

Светодиоды D1 и D2 можно выбрать любого цвета. В описываемом примере LED1 соответствует красному прямоугольному (2,5 мм и 2,5 милиКандел), а LED2 – трехмиллиметровому зеленому диффузионному (40-80 милиКандел). Если готовую плату не будут помещать в корпус, то подойдут и smd-светодиоды.

Рекомендуемая мощность резистора R2 должна составлять более 2 Ватт, а для R5 достаточно будет 1 Ватта. Показатели других варьируются в промежутке от 0,125 до 0,2 W.

Тип переменного резистора на 22 кОм должен соответствовать СП5-2 (зарубежный аналог 3296 W). Используя его можно добиться точно регулировки сопротивления. Подстройка осуществляется с помощью червяной пары, которая похожа на бронзовый болт.

Изменения вольтажа хорошо видны на фотографии. Аккумулятор мобильного телефона показывает 3,7 V до зарядки и 4,2 V – после нее.

Печатная плата

Печатную плату можно найти в двух вариантах. Сделать самостоятельно каждый из них не трудно с помощью инструкции в архиве.

Скачать АРХИВ

Для зарядного устройства подойдет печатная плата 5х2,5 см. Необходимо оставить немного пространства для креплений с каждого бока.

Принцип работы заряда

С помощью постоянного тока происходит зарядка аккумулятора. Сначала аккумулятор заряжается постоянных током, который определяется сопротивление резистора R5, при стандартном номинале 11 Ом он будет примерно  100 мА. Когда напряжение в источнике энергии составит 4,15-4,2 V, то питание происходит постоянным током. При снижении тока зарядки до минимума, светодиод D1 отключается.

Для зарядки Li-ion необходимо стандартное напряжение в 4,2 V. Это значение устанавливают вольтметром на выходе схемы без нагрузки. Тогда будет происходить полная зарядка аккумулятора. При снижении напряжения на 0,05-0,1 V, зарядка будет производиться не до конца, но так Li-ion будет дольше служить.

Etxt


 

Зарядное устройство для аккумуляторов Li-ion 3.7 V с измерителем ёмкости

Представляем интересный и полезный самодельный прибор для измерения емкости литий-ионных аккумуляторов 3,7 В, а по совместительству зарядное устройство с измерением емкости. Устройство очень простое, паять платы не потребуется – построено на китайских модулях, которые доступны в интернете, например на известном портале Алиэкспресс. Хотя можно не на готовых модулях, а паять по схемам, которые найти не проблема.

Итак, литиевые элементы у каждого имеются в большом количестве, например из старых батарей от смартфонов, фотоаппаратов, телефонов и ноутбуков. И далее в своих конструкциях используйте эти Li-ion для своих проектов.

Схема устройства

Блок схема ЗУ с тестером ёмкости

Блок-схема – смотрите функциональные блоки:

  • Преобразователь STEP DOWN LM2596
  • Зарядное Li-ion на TP4056 с защитой
  • OLED панель мультиметра
  • Нагрузка в виде мощных резисторов

Описание работы

Первый блок является стабилизатором напряжения для модуля измерителя и для зарядного устройства TP4056. Этот преобразователь построен по схеме LM2596 благодаря чему устройство может получать питание напряжением в диапазоне от 8 до 30 В. Это зарядно-тестовое устройство питается от блока питания, аккумулятора 12 В или солнечной панели. Преобразователь имеет на выходе установленное напряжение 5 В.

Следующим блоком является система автоматического зарядного устройства на микросхеме TP4056, максимальный ток зарядки 1 А (можно уменьшить ток заряда, заменив соответствующий резистор на плате ЗУ), однако следует помнить, что датчик практически никогда не заряжается таким током, так как зарядное устройство уменьшает его в зависимости от степени заряда. Модуль зарядного устройства имеет на плате два светодиода: зеленый, информирующим о заряде элементов и красный – данные о загрузке.

Готовый самодельный зарядник

Индикаторный блок устройства – панель OLED со встроенным мультиметром. Она измеряет несколько параметров:

  • Напряжение [V]
  • Ток [A]
  • Измерение [Ah]
  • Измерение [Wh]
  • Мощность [W]
  • Время
  • Температуру

Последним блоком является электрическая нагрузка – мощные резисторы, которые выбраны по закону Ома.Далее смотрите несколько фотографий готового устройства, а также краткое описание работы.

Готовый прибор

Коробочка тут готовая, из набора. Но можно взять от сгоревшего мультиметра – должно подойти. В общем эта конструкция была сделана чтобы показать, как можно довольно простым способом с помощью доступных дешевых китайских модулей, сделать полезный прибор, который непременно пригодится в домашней мастерской радиолюбителя. Эти электронные блоки очень распространены, поэтому найти подробное описание их работы для понимания сути процессов или настройки – не проблема.

Как сделать зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов?-battery-knowledge

Аккумуляторы являются важным компонентом продукта, который не может работать без них. Они могут быть перезаряжаемыми или использовать и бросать батарейки. Аккумуляторный тип очень дорог, потому что вам нужна ячейка и ее зарядное устройство; однако они экономичны в долгосрочной перспективе.

В аккумуляторе используются различные комбинации электродов и электролитов. Наиболее распространенным является литий-ионный (Li-ion). Вы можете сделать зарядку литий-ионного аккумулятора, если у вас есть проект или устройство, которое часто использует эти элементы, вместо того, чтобы покупать его.

Кроме того, если вы забудете или потеряете зарядное устройство, вам не придется весь день паниковать из-за разрядки телефона. Есть и другие способы зарядки аккумулятора телефона без использования зарядного устройства.

Продолжайте читать статью для получения дополнительной информации.

Как зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства?

Вы можете потерять зарядное устройство в отпуске, забыть его дома или оно внезапно перестанет работать. Не застревайте, потому что есть альтернативы зарядке литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства.Они включают;

Зарядные устройства на солнечной энергии: Вы можете использовать солнечную энергию для зарядки своих мобильных устройств. Кривошипное зарядное устройство или зарядное устройство ветряной турбины являются стандартными вариантами на рынке. Зарядное устройство имеет присоску, которую можно закрепить на окне лайнера или автомобиля.

Аккумулятор должен находиться внутри гаджета, как в телефоне или планшете, и заряжаться они будут через порт USB. Зарядное устройство пригодится в путешествии или когда вы не спешите использовать свое устройство. Он будет заряжать ваш телефон за счет солнечной энергии, и это отличный способ сократить расходы на электроэнергию.

Низкотемпературный большой ток Аварийный пусковой источник питания 24 В Спецификация батареи: 25.2V28Ah (литиевая батарея), 27V300F (суперконденсаторный блок) Температура зарядки: -40℃~+50℃ Температура разрядки: -40℃~+50℃ Пусковой ток: 3000A

Зарядные устройства для чашек: это портативное зарядное устройство с клипсой, регулируемое в соответствии с моделью аккумулятора. Вы должны снять аккумулятор с устройства и установить его на платформу зарядного устройства для чашек.

Зарядные устройства USB: Если вы потеряли зарядное устройство и у вас есть настольный компьютер или ноутбук, используйте для зарядки USB.Просто подключите USB к телефону и подключите его к компьютеру. Ваш телефон будет заряжаться, пока вы работаете за компьютером. Зарядные устройства USB работают быстрее по сравнению с зарядными устройствами на солнечной энергии и зарядными устройствами для чашек.

Вы также можете зарядить литий-ионный аккумулятор с помощью любого устройства или гаджета с портом USB. Однако батарея должна находиться внутри вашего мобильного телефона или устройства. Включите телефон, чтобы убедиться, что он заряжается, и носите его с собой куда угодно и когда угодно.

Как сделать зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов?

Можно сделать самодельное зарядное устройство без регулировки температуры.По этой причине вам нужен более низкий входной ток.

Вы можете создать простую и безопасную схему зарядного устройства с подстроечным резистором, одним полевым МОП-транзистором и резистором 470 Ом? резистор. Было бы лучше, если бы у вас были следующие вещи перед подключением выхода.

1. Самодельная конструкция не имеет регулировки температуры; таким образом, вы должны ограничить входной ток до уровня, который не увеличивает нагрев элемента.

2. Триммер или предустановка должны быть отрегулированы для достижения 4,1 В на всех зарядных клеммах, когда батарея должна быть подключена.Вы можете добиться этого с помощью точного стабилитрона и резистора 1K.

Постоянного входного тока 0,5C достаточно для его 50% значения ячейки. Вы можете добавить контроллер тока к источнику ввода, обновив схему с током BJT.

Литий-ионный аккумулятор лучше, потому что он способен принимать заряд с эффективной скоростью. Тем не менее, батарея имеет отрицательную сторону, поскольку она чрезвычайно чувствительна к неблагоприятным условиям входа, таким как высокий ток, высокое напряжение, а также условия перезарядки.Таким образом, элемент может нагреться, жидкость элемента может вытечь или даже взорваться при зарядке в жестких условиях.

Низкая температура Высокая плотность энергии Прочный полимерный аккумулятор для ноутбука Спецификация батареи: 11,1 В 7800 мАч -40℃ 0.2C пропускная способность ≥80% Пыленепроницаемость, устойчивость к падению, антикоррозийная защита, защита от электромагнитных помех

Другим вариантом является наличие микросхемы контроллера, использующей LM338 и LM317. В этой установке используется LM317 для генерации необходимого тока и регулируемого напряжения.Транзисторы NPN выполняют сенсорную функцию и настроены таким образом, что могут контактировать с зарядным элементом.

Таким образом, IC 317 ограничивает при подаче питания на установку. Кроме того, при подключении к аккумулятору генерируется 3,9 В.

Что нужно учитывать при изготовлении зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов?

Литий-ионные аккумуляторы уязвимы, но их можно заряжать с помощью обычных схем, особенно когда аккумулятор не нагревается, и вас не беспокоит задержка зарядки элемента.

Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать высокими начальными токами, в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов. Это означает, что вы можете использовать рейтинг Ah или рейтинг 1C. Тем не менее, вам не следует использовать такую ​​экстремальную скорость, поскольку она создает чрезвычайно высокие условия стресса из-за повышенных температур. По этой причине вы должны использовать рекомендуемое значение скорости 0,5C или 50 % от значения Ah для этой ячейки.

Кроме того, вам следует уменьшить ток зарядки в тропических летних условиях, так как 0,5C все еще неблагоприятны из-за существующей высокой температуры окружающей среды.

Несмотря на то, что литий-ионные аккумуляторы безопасны и имеют ограниченные возможности при зарядке, необходимо строго соблюдать эти факторы. Это означает, что вы должны отключить постоянное напряжение, полный уровень зарядного устройства и непрерывную подачу тока. Вы можете настроить зарядное устройство на автоматическое отключение, когда аккумулятор достигает необходимого уровня заряда. С другой стороны, вы можете ограничить вход постоянного напряжения на уровне 4. В, если вы не можете установить автоматическое отключение.

Заключение

Литий-ионный аккумулятор можно заряжать без зарядного устройства с помощью зарядного устройства на солнечной энергии, зарядных устройств для чашек и зарядных устройств USB.Литий-ионные аккумуляторы всегда следует заряжать при подходящей температуре.

Вы должны отключить питание, как только батарея будет полностью заряжена. Вы можете контролировать свою батарею автоматически или вручную, и это продлит срок службы ваших элементов питания и обеспечит их безопасную зарядку.

Вы можете сделать простое зарядное устройство для вашего литий-ионного аккумулятора, используя простой МОП-транзистор, но в конструкции нет регулировки температуры. В этой конструкции вы можете точно настроить 4,1 В с помощью стабилитрона и резистора 1 кОм.

Очень простое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов


В последнее время было много случаев, когда мне приходилось использовать батареи для питания всевозможных устройств и прототипов. Во многом это связано с тем, что для некоторых действительно малошумящих это единственно возможный подход, а для других случаев это был просто очень удобный способ разорвать контуры заземления. Естественно вопрос о «зарядке» возник довольно скоро.Сначала я просто использовал ограниченный по току лабораторный блок питания, но у меня быстро закончились каналы, так как мне нужно было также запитать другие устройства на стенде. Поскольку это происходило во время рождественских каникул, я начал задаваться вопросом, что делать. Удачи с покупкой чего-нибудь разумного в это время года, поэтому я решил быстро смоделировать что-нибудь.

Концепция

Как всегда, вы начинаете с чего-то простого, разумного, например: «Я просто хочу зарядить эти аккумуляторы». И тогда вы попадаете в этот водоворот «кроличьей норы» «других функций, которые были бы хороши».Каждый, кто что-либо проектировал в своей жизни, знает, о чем я говорю. Так родился список желаний:

  • Функции зарядки и разрядки
  • Выбор токов и напряжений для обеих функций
  • Индикация текущего состояния
  • Возможность измерения и индикации емкости
  • Возможность экспорта журналов на ПК
  • Работа при напряжении питания 5 В
  • Минимум 4 канала

Из этого списка было видно, что какой-нибудь встроенный микроконтроллер с парой транзисторов просто не вырубит.Или потребуется гораздо больше времени на разработку, чем я был бы готов потратить на это. Поэтому я начал искать альтернативы и наткнулся на проект LINX MakerHub для LabView. Я был потрясен прямо здесь и тогда последствиями, которые это предоставило. Управление встроенными платформами, такими как Arduino и ChipKit, непосредственно из LabView открывает целый новый мир возможностей! Я действительно не знаю, почему вокруг этого так мало шума. Конечно, это не изменит индустрию автоматизации или что-то в этом роде. Потому что, скажем так, управление ядерным реактором (или даже котлом, если на то пошло) с какой-нибудь 4-долларовой платой Arduino, работающей на окнах «очень RTC», может быть не самой лучшей идеей.Но для самодельных целей (и не только) это действительно просто замечательно!

Оборудование

«Мозги» проекта работают на плате Arduino Nano. Этого щенка можно купить за 3,8 доллара (доставка включена, если вам интересно), так что да. Дешевле тогда не бывает. Эта плата основана на ATmega328P, которая имеет 8 аналоговых входов и 4 выхода PWM.

Мы должны измерить ток заряда, напряжение и управлять зарядным устройством.Это означает минимум 2 аналоговых входа и 1 ШИМ-выход на канал. Таким образом, эта плата как раз соответствует минимальным теоретическим требованиям для управления 4-канальным зарядным устройством.

Цепь управления

Далее, как следует из названия проекта, нам нужна простая схема зарядки. В большинстве профессиональных коммерческих зарядных устройств используются 2 МОП-транзистора.

P-канал для зарядки и N-канал для разрядки. Также должен быть диод защиты от обратной полярности.В случае, если батарея подключена в обратном порядке, встроенный диод N-MOS будет проводить и производить много волшебного дыма. Вы точно этого не хотите. Также этот защитный диод должен НЕ быть в цепи обратной связи, так как это очень нелинейное устройство.

Оптовое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов Diy — Купить дешево оптом у китайских поставщиков с купоном

Получите лучшее зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов своими руками Самое дешевое в мире

4 5 5 отзывов + Еще

Чаще всего клиенты испытывают трудности с поиском подходящего зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов своими руками.Система ценообразования в других секторах высока, но DHgate сделал ее проще, так как они предлагают самые дешевые товары, и все продукты от лучших розничных продавцов в Китае! Так что прыгайте в них как можно быстрее. Лучший онлайн-рынок, который поможет вам найти именно тот продукт, который вы ищете, по оптовым ценам из различных 4 наименований. В нашем магазине (Dhgate.com) есть довольно много аккумуляторов 1.2v nimh. На складе мы уверены, что вы найдете свой любимый. Ни один клиент не уйдет из нашего магазина разочарованным.У нас есть отличная коллекция светодиодных фонарей лучшего качества для игрушечных машинок по самым низким ценам по всему миру.

Ищете лучший аккумулятор 1,2 В? Добро пожаловать на DHgate, где существует большой ассортимент этого товара. Проверьте некоторые из самых дешевых предложений, которые вы когда-либо видели! Не ориентируйтесь только на разнообразие продуктов. Наши пользователи доверяют нам полный спектр фантастических вещей в различных категориях продуктов в виде обзоров 25. Прочтите их, прежде чем покупать у нас. Вы также найдете множество предложений о скидках, скидках, купонах, промо-кодах и других привлекательные предложения на новые конструкции умных светодиодных фонарей для игрушечных машинок высшего качества.Купить аккумуляторы для фотоаппаратов на DHGate очень просто, так как он состоит из инструментов поиска, которые помогут вам в поиске нужного товара. В следующий раз, когда вы захотите купить модную одежду для любого настроения и случая, посетите ru.dhgate.com, где каждый день появляются новые акции и невероятные предложения на высококачественные продукты.

Мы стремимся создать отношения взаимного доверия, чтобы стать вашим первым выбором для «доступной моды для всех», поставляя высококачественные аккумуляторы по доступным ценам.самодельные зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов входят в число наших самых продаваемых продуктов, поскольку наши продавцы предлагают лучшие цены и лучшее качество. Найдите нужный товар из нашего большого списка прямо сейчас! Не задерживайте вашу посылку, колеблясь. Сделайте это прямо здесь, на Dhgate, чтобы получить лучшую коллекцию зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов своими руками по самым низким ценам. Многочисленные заказы наших клиентов на зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов своими руками создают впечатление, что это всегда высокий сезон. Мы связываем это с низкими ценами и высочайшим качеством.Только на DHGate у вас есть прекрасная возможность купить зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов своими руками с удобством, которого вы заслуживаете, по невероятной цене.

Скидка на зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов своими руками Продается для вас

+ Еще

Удобная покупка самодельных зарядных устройств для ионно-литиевых аккумуляторов и аккумуляторов для камер теперь возможна благодаря нашим руководящим принципам, ориентированным на интересы наших клиентов. Купите аккумулятор 1.2v nimh на DHGate, и вы можете быть уверены, что получите стильное зарядное устройство для ионно-литиевых аккумуляторов и зарядное устройство для ионно-литиевых аккумуляторов своими руками.Мы рады направить вас к нашим 25 обзорам, чтобы вы могли узнать, что говорят наши клиенты.

BU-305: Сборка литий-ионного аккумулятора

Изучите требования для утверждения агентством при сборке литий-ионного аккумулятора.

Создание литий-ионного аккумуляторного блока начинается с удовлетворения требований к напряжению и времени работы, а затем с учетом ограничений по нагрузке, окружающей среде, размеру и весу. Портативные конструкции для потребительских товаров требуют тонкого профиля, и можно выбрать призматический или пакетный элемент.Если позволяет место, цилиндрическая ячейка, такая как 18650, часто обеспечивает самую низкую стоимость и лучшую производительность с точки зрения удельной энергии, безопасности и долговечности. (См. BU-301a: Типы аккумуляторных элементов)

Большинство аккумуляторных батарей для медицинских устройств, электроинструментов, электровелосипедов и даже силовых агрегатов для электромобилей (EV) основаны на 18650. Это кажется непрактичным, но малая ячейка работает хорошо, потому что это один из самых зрелых литий-ионных форматов. доступна, производится в больших объемах и имеет низкую стоимость за ватт-час.

Цилиндрическая ячейка не идеальна, так как оставляет пустые места в муле. ti-cell конфигурация. Этот недостаток превращается в преимущество при рассмотрении гибкости и охлаждения. В Tesla S85 EV используется более 7000 элементов, включенных параллельно для увеличения тока и последовательно для увеличения напряжения. Если одна ячейка последовательно открыта, общая потеря мощности минимальна; если один из параллельных закоротит, предохранитель отключит эту ячейку от цепи. Таким образом, неисправные элементы можно устранить, не выводя из строя батарею.

Производители электромобилей

не едины в выборе ячейки, но существует тенденция к более крупным форматам, чтобы уменьшить вспомогательную электронику, которая добавляет 20–25 процентов к готовой упаковке. Однако с более крупной ячейкой электронные компоненты становятся дороже из-за более высокого тока. Согласно отчетам за 2015 год, Tesla S 85 имеет самую низкую стоимость за кВтч с использованием 18650. Другие электромобили имеют более крупные призматические ячейки при более высокой стоимости кВтч. В таблице 1 сравнивается стоимость кВтч.

5

9001 9001 9001 9001

6

Тип ячейки

9001 9001

Стоимость на кВтч

6

Конкретная Energy

Tesla S 85, 90 кВтч (2015) *

0

$ 260 / кВтч

250CH / кг

Tesla 48 кВтч GEN III

18650

$ 260 / кВтч

250 час / кг

Лучшие практики DOE / AABC)

сумка / Prismatic

$ 350 / кВтч

150-180WH / KG

Nissan Leaf, 30KWH (2016) *

Пакет/призматический

455 $/кВтч

80–96 Втч/кг

BMW i3

6

пакет/призматический

Н/Д

120 Втч/кг

Таблица 1: Сравнение цен на аккумуляторы для электромобилей.
Массовое производство позволяет снизить цену при использовании ячейки 18650.

* В 2015/16 году Tesla S 85 увеличила емкость аккумулятора с 85 кВтч до 90 кВтч; Nissan Leaf с 25 кВтч до 30 кВтч.

Батареи должны быть спроектированы так, чтобы допускать отказ без катастрофических событий. Все источники энергии рано или поздно выходят из строя, и батарея не является исключением. После нежелательного события FAA распорядилось поместить литий-ионную корабельную батарею Boeing Dreamliner 787 в металлический контейнер с вентиляцией наружу. Тесла усилил батарею электромобиля, добавив стальную пластину большой толщины снизу, которая обеспечивает дополнительную защиту от снарядов с дороги.

Большие батареи для силовых приложений охлаждаются. Некоторые используют стержневую систему для вывода тепла наружу, другие применяют принудительное воздушное или жидкостное охлаждение. Жидкостное охлаждение лучше, и, хотя батареи электромобилей более дорогие, они тяготеют к этой форме охлаждения.

Соответствие требованиям безопасности

Авторитетные производители аккумуляторов не поставляют литий-ионные элементы несертифицированным сборщикам аккумуляторов. Эта предосторожность понятна, учитывая, что литий-ионные элементы могут заряжаться и разряжаться сверх безопасных пределов с неадекватными схемами защиты.

Разрешение на использование аккумуляторной батареи на коммерческом рынке и для авиаперевозок может стоить от 10 000 до 20 000 долларов США. Столь высокая цена вызывает беспокойство, учитывая, что производители аккумуляторов прекращают выпуск старых аккумуляторов в пользу замены аккумуляторов с большей емкостью. Пакет с новой ячейкой, даже если он указан как прямая замена, требует новых сертификатов.

Распространенный вопрос: «Зачем нужны дополнительные тесты, когда клетки уже одобрены?» Простой ответ заключается в том, что сертификаты на ячейки не могут быть перенесены на упаковку, потому что регулирующие органы размещают подтверждение безопасности на готовом продукте, а не на компонентах.Готовая батарея должна быть протестирована и зарегистрирована для обеспечения правильной сборки и соответствия стандартам безопасности.

В рамках требований к испытаниям готовая батарея должна пройти электрическую и механическую оценку, чтобы соответствовать Рекомендациям по перевозке опасных грузов по литий-ионным батареям для авиаперевозок, правилам, установленным Организацией Объединенных Наций (ООН). Транспортное тестирование ООН (UN/DOT 38.3) работает совместно с Федеральным авиационным управлением (FAA), Министерством транспорта США (US DOT) и Международной ассоциацией воздушного транспорта (IATA)*.Сертификация распространяется на первичные и вторичные элементы на основе лития.

Тест UN 38.3 включает:

  • T1 — Имитация высоты : Низкое давление имитирует негерметичный грузовой отсек на высоте 15 000 метров.
  • T2 – Термическое испытание : Экстремальная температура при выдерживании батарей в течение 6 часов при -40°C, а затем при +75°C.
  • T3 – Вибрация : Имитирует вибрацию при транспортировке с частотой от 7 Гц до 200 Гц на срок до 3 часов.
  • T4 – Shock : Имитирует вибрацию во время транспортировки при заданных перегрузках в зависимости от размера батареи.
  • T5 – Внешнее короткое замыкание : Короткое замыкание <0,1 Ом при 50°C. Температура корпуса не может превышать 170°C.
  • T6 – Impact : >20 мм цилиндрические ячейки испытаны на удар; Типы ячеек <20 мм проходят испытания на сжатие.
  • T7 – Перезарядка : Зарядка двойным рекомендуемым током в течение 24 часов (только вторичные батареи)
  • T8 – Принудительный разряд : То же, что и T7, принудительный разряд с первичными и вторичными элементами.

Тестовые батареи должны пройти испытания без причинения вреда, но после этого батареи не должны функционировать.Тест строго на безопасность, а не на потребительскую выносливость. Уполномоченной лаборатории требуется 24 образца батарей, состоящих из 12 новых упаковок и 12 образцов, прошедших 50 циклов. IATA хочет гарантировать, что рассматриваемые батареи годны к полетам и имеют целостность в полевых условиях; циклирование пакетов 50 раз перед испытанием удовлетворяет этому требованию.

Высокая стоимость сертификации отпугивает мелких производителей от использования литий-ионных аккумуляторов для малосерийной продукции, и предприниматели могут вместо этого выбирать системы на основе никеля.Эти аккумуляторы не нуждаются в тестировании на уровне продуктов на основе лития для воздушного транспорта. В то время как авторитетные компании следуют инструкциям, правила нарушаются, а штрафы суровы. (См. BU-704: Как перевозить аккумуляторы)

Простые рекомендации по использованию литий-ионных аккумуляторов
  • Соблюдайте осторожность при обращении и проверке литий-ионных аккумуляторов.
  • Не замыкайте накоротко, не перезаряжайте, не раздавливайте, не роняйте, не портите, не проникайте посторонними предметами, не меняйте полярность, не подвергайте воздействию высокой температуры и не разбирайте блоки и элементы.
  • Используйте только литий-ионные аккумуляторы со специальной схемой защиты и утвержденным зарядным устройством.
  • Прекратите использование аккумулятора и/или зарядного устройства, если температура аккумулятора повышается более чем на 10ºC (18ºF) при обычной зарядке.
  • Электролит легко воспламеняется, и разрыв батареи может привести к травмам.

* IATA (Международная ассоциация воздушного транспорта) сотрудничает с авиакомпаниями и авиатранспортной отраслью в целях продвижения безопасных, надежных, безопасных и экономичных авиаперевозок.

Батарейки в портативном мире

Материал Университета аккумуляторов основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым аккумуляторам для не инженеров », который доступен для заказа на Amazon.com.

Как создать собственный аккумулятор

В мире аккумуляторов литий-ионный лидирует и используется во многих приложениях, таких как питание ноутбуков, электромобилей и блоков питания.

Если вам когда-либо приходилось покупать новые литиевые батареи, вы знаете, что они дороже, чем большинство других, и когда батареи больше не работают в вашем любимом устройстве, они практически бесполезны, пока вы не сделаете это.

Если вы хорошо разбираетесь в инструментах и ​​любите ставить перед собой задачи, литиевые батареи DIY могут стать для вас следующим проектом.

Научиться делать эти батарейки самостоятельно — длительное испытание, требующее нескольких ключевых материалов, но это отличный проект , который может научить вас, как они работают , и интересный способ привлечь к этому ваших детей.

Если вы увлекаетесь самодельными проектами, ознакомьтесь с нашим последним постом о том, как сделать активированный уголь.

Как сделать литиевые батареи своими руками?

Чтобы изготовить литий-ионный аккумулятор 18650, вам потребуются некоторые предметы, такие как аккумулятор 18650 и никелевые полоски, а также другие инструменты, такие как вентилятор горячего воздуха и аппарат для точечной сварки. Если вы предпочитаете не использовать подход «сделай сам», некоторые наборы для сборки аккумуляторов могут дать вам основы, необходимые для создания собственных .

Мы покажем вам основные шаги, необходимые для изготовления собственной литий-ионной батареи, и то, что вы можете сделать с этим особым типом источника питания.

Даже если вы не заинтересованы в этом проекте, это отличный способ узнать, как работает этот тип батареи и что именно становится одним из самых популярных источников перезаряжаемой энергии, которые мы используем сегодня.

Как изготавливаются литиевые батареи своими руками?

Чтобы понять, как изготавливается литиевая батарея, лучше всего взглянуть на различные задействованные части, чтобы понять, какова их роль. Если бы вы открыли и заглянули внутрь литиевой батареи, вы бы обнаружили:

  • Элементы : Литий-ионные элементы могут быть призматическими или цилиндрическими.
  • Датчики температуры : следят за температурой батареи, чтобы убедиться, что она не перегревается.
  • Схема преобразователя напряжения и регулятора : управляет уровнями тока и напряжения, чтобы поддерживать их на безопасном уровне.
  • Монитор заряда батареи : Регулирует зарядку батарей, чтобы убедиться, что она происходит быстро и эффективно.
  • Разъем для ноутбука: Защищенная часть, которая позволяет энергии поступать и выходить из аккумуляторной батареи.
  • Отвод напряжения: Регулирует энергоемкость каждой ячейки внутри аккумуляторной батареи.

Инструменты, необходимые для изготовления литиевых батарей своими руками

Если вы предпочитаете создавать литиевые батареи с нуля, не полагаясь на готовый комплект, вам придется собрать довольно много приспособлений. В дополнение к этим инструментам и материалам вы всегда должны быть защищены электрическими перчатками и защитными очками, когда вы работаете над этим проектом.

Наиболее важным является правильный выбор элементов , так как на рынке существует много типов элементов 18650, и их цена колеблется от 1 до 15 долларов США, но лучше выбирать более дорогие бренды.

Более дешевые элементы имеют более высокий риск взрыва, их емкость ниже, и они часто являются заводским браком, который был перемаркирован и продан как новый, хотя на самом деле это совсем не так. Идеально подходят аккумуляторы емкостью 3400 мАч.

вам также понадобится:

  • 18650 батарея и батареи Держатель NI
  • NI STRIPS
  • BMS (система управления аккумулятором)
  • Уровень батареи Уровень батареи
  • DC Jack
  • 3M X 10 мм
  • Rocker Switch
  • Батарея Корпус
  • мультиметр
  • горячий воздуходувка
  • горячий клеевый пистолет
  • проволочный резак
  • Spot Welder
  • литий-ионный зарядное устройство
  • 0

    Как сделать DIY литиевые батареи

    с целью этого проекта , мы использовали совершенно новые аккумуляторные элементы, которые можно приобрести как новые.Тем не менее, есть способы утилизации старых батарей, например, от ноутбуков, но это требует другого подхода.

    Шаг 1. Проверка напряжения элементов

    Прежде чем мы сможем соединить элементы, нам необходимо установить их напряжения. Поскольку мы собираемся соединять параллельные ячейки, мы хотим, чтобы напряжения были относительно одинаковыми, иначе это может повредить их и привести к серьезным последствиям, таким как пожар и взрыв.

    Как правило, с новыми ячейками это не будет проблемой, так как их обычно от 3.5 В и 3,7 В, но использование старой батареи делает его менее надежным. Если они неравномерны, вы можете использовать зарядное устройство, чтобы довести их до одинакового уровня, прежде чем начинать их сборку и подключение.

    Шаг 2. Сборка элементов

    В аккумуляторном блоке всего 15 элементов, разделенных на три отдельные параллельные группы по пять элементов в каждой. Теперь нам нужно собрать их, чтобы они были скреплены вместе, а наши аккумуляторные блоки были достаточно прочными, чтобы выдерживать использование.

    Чтобы правильно расположить ячейки, поверните первую группу ячеек положительной стороной вверх, вторую группу положительной стороной вниз, а третью группу положительной стороной вверх.Закрепите их с помощью клеевого пистолета и дайте им время высохнуть.

    Этап 3: Сварка никелевых полос

    Для правильной сварки никелевых полос требуется тщательное планирование, поскольку их нужно сначала разрезать, а затем проверить на прочность, когда вы закончите. Поместите никелевую полосу поверх 5 ячеек и обрежьте ее так, чтобы она покрывала ячейки и имела избыток 10 мм на конце.

    Используйте полоски, чтобы соединить первую параллельную отрицательную группу со второй группой и отрицательную вторую группу с положительной третьей.С помощью точечной сварки соедините полосы вместе и потяните, чтобы убедиться, что они плотно прилегают.

    Шаг 4: подключение BMS

    Система управления батареями играет важную роль в мониторинге групп элементов, предотвращении их чрезмерного использования и обеспечении одинакового распределения напряжения на всех них. Их можно купить примерно за 20 долларов за базовое, но совершенно новое устройство.

    Система управления батареями должна иметь четыре площадки для пайки: B-, B1, B2 и B+, и они соединяются группой. Найдите первую параллельную группу и припаяйте отрицательную клеммную шину к B-, а положительную к B1.

    Затем найдите третью параллельную группу и сделайте то же самое, подключив отрицательную клеммную шину к B2, а положительную к B+. Наконец, припаяйте никелевые полоски к BMS.

    Шаг 5: Окончательная сборка

    Подсоедините красный провод разъема постоянного тока и переключателя к проводу P+ BMS, а отрицательный провод от разъема постоянного тока и индикатора батареи к проводу P BMS.Используйте точечный сварщик, чтобы спаять их вместе.

    Закрепите батарейный блок с помощью пистолета для горячего клея, чтобы он был надежно закрыт, а затем затяните винты на верхней крышке винтами 3M x 10 мм.

    Шаг 6: Тестирование

    Теперь вы можете протестировать литиевую батарею и с помощью зарядного устройства восстановить ее полную мощность по мере необходимости. Вы сможете использовать свои новые батареи с солнечным генератором, небольшим блоком питания и всем остальным, что требует литий-ионных батарей 18650.

    Продлит срок службы литиевых аккумуляторов, сделанных своими руками

    Если вы приложили много усилий для создания собственного литий-ионного аккумулятора или приобрели новый, вы захотите, чтобы он работал так же долго, как возможный.

    Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы продлить срок службы этих батарей и поддерживать их в хорошем состоянии, чтобы они не быстро разряжались, не перегорали или не могли снова зарядиться до полной емкости.

    • Не позволяйте аккумулятору разрядиться до нуля перед его зарядкой. Литий-ионные аккумуляторы не имеют памяти, как другие типы, поэтому частичный разряд им не повредит. Если вы позволите напряжению литий-ионной батареи стать слишком низким, вы испортите ее навсегда.
    • Срок службы хорошей литий-ионной батареи составляет около трех лет, независимо от того, как часто они используются. Его следует использовать регулярно, чтобы поддерживать его в хорошем состоянии, потому что попытка «спасти» его будет иметь противоположный эффект.
    • Всегда храните батареи в темном и прохладном месте, но не слишком холодном. Тепло может быстро испортить аккумулятор, особенно литий-ионный, поэтому никогда не оставляйте его под прямыми солнечными лучами или при экстремальных температурах.

    Преимущества использования литиевой батареи

    Литий-ионные батареи — одно из крупнейших достижений в мире портативных источников питания за последние годы.Эти удивительные батареи работают совершенно иначе, чем большинство источников энергии, и имеют ряд преимуществ, которых нет у других.

    • Различные размеры: Литиевая батарея может быть достаточно маленькой, чтобы заряжать iPhone, или достаточно большой, чтобы хранить источник питания для дома. Они могут быть практически любого размера или формы, которые вам нужны, а это значит, что если вам для чего-то нужна батарея, вы найдете именно то, что вам нужно.
    • Низкий саморазряд: Когда литиевая батарея не используется, она имеет очень низкую скорость саморазряда.Это резко контрастирует с другими батареями, которые имеют тенденцию разряжаться и терять мощность, даже если их никто не использует.
    • Высокая плотность энергии : Причина, по которой литий-ионные аккумуляторы так часто используются в бытовой электронике, заключается в том, что их не нужно так часто заряжать. На протяжении всего времени работы он имеет высокий выходной ток, и он не будет медленно исчезать с обесценивающейся мощностью, помогая вам оставаться на телефоне весь день без зарядного устройства.
    • Низкие эксплуатационные расходы : Большие литий-ионные батареи требуют минимального обслуживания, особенно по сравнению с другими перезаряжаемыми типами, такими как никель-кадмиевые.Они являются доступным вариантом в краткосрочной перспективе и в течение многих лет, когда речь идет об их обслуживании.

    Устройства, которые могут питать литиевые батареи

    Основная причина популярности литиевых батарей в последние годы заключается в огромном количестве устройств, которые они могут питать. От самой маленькой батареи смартфона до чего-то достаточно большого, чтобы управлять электрическим грузовиком, литий-ионная батарея обычно будет выполнять всю тяжелую работу.

    Литиевые батареи можно перезаряжать, что делает их очень ценными, и они являются одним из самых эффективных источников энергии.Вот лишь несколько способов использования этих аккумуляторов, но не всегда в домашних условиях:

    • Ноутбуки и смартфоны
    • Перезаряжаемая электроника (ручные пылесосы, видеокамеры и т. д.)
    • Резервные системы
    • Энергия сети и системы хранения

    Связанные вопросы

    Литий-ионные батареи произвели революцию в нашем отношении к перезаряжаемой энергии, и хотя у них есть некоторые недостатки, они стали спасением для многих заявителей и устройств.

    Мы ответили на некоторые часто задаваемые вопросы об этих специальных типах батарей, которые помогут вам понять, почему они такие уникальные.

    ПОЧЕМУ БАТАРЕИ ВЗРЫВАЮТСЯ?

    Известно, что некоторые устройства, в которых используются литий-ионные батареи, взрываются или загораются, и обычно это происходит из-за внутреннего короткого замыкания в батарее. Обычно это происходит из-за того, что разделительный лист, который разделяет положительный и отрицательный электроды, становится поврежденным и позволяет им соприкасаться. В результате батарея быстро перегревается и может взорваться или загореться в течение нескольких секунд.

    КАК ДОЛГО ЗАРЯЖАТЬ ЛИТИЕВУЮ БАТАРЕЮ?

    Время зарядки литий-ионного аккумулятора зависит от нескольких факторов, в том числе от размера аккумулятора и его конструкции. Новые литиевые батареи могут полностью зарядиться за час или меньше, но стандартное время ожидания составляет от двух до трех часов, прежде чем оно достигнет 100%. Как только аккумулятор полностью заряжен, его следует немедленно вынуть из зарядного устройства и ни в коем случае не оставлять там.

    ВРЕДЕН ЛИ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ?

    Аккумулятор или аккумуляторный блок не представляют опасности, если они находятся в хорошем состоянии и заключены в металлический и пластиковый корпус, в котором они были изначально изготовлены.Однако, если аккумулятор перегревается, он может выделять опасные газы, которые могут быть вредными для вдыхания и вызывать раздражение кожи. При сборке аккумуляторов или работе с ними всегда следует надевать защитные очки и электрические перчатки.

    %PDF-1.5 % 1 0 obj>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>>> эндообъект 4 0 obj>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>>> эндообъект 7 0 obj>/Font>/XObject>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/ExtGState>>>>>> эндообъект 10 0 объект>поток 42949672955505501300/1300/122003-07-25T14:40:32-07:002004-10-11T13:11:51-07:002004-10-11T13:11:51-07:00Adobe Photoshop CS Macintoshadobe:docid:photoshop393:f1b -c03f-11d7-af6b-b5cd877cbd71изображение/epsf конечный поток эндообъект 11 0 объект>поток HPW0Ҁ:#R_D{˰K ,b&P02″»bDnyF׈Jlh%6&10 ��n7W5=}o{O(########################## 6hsCӈdD+zr1tr4hSyUo,=nR1.R陦-+.|8A

    Быстрый ответ: как сделать зарядное устройство для аккумуляторов Lipo своими руками

    Можете ли вы сделать свои собственные аккумуляторы LiPo?

    Можете ли вы собрать свой собственный аккумулятор LiPo? Да, вы можете создать свой собственный аккумуляторный блок LiPo, используя старые или новые элементы. Для этого нужно иметь правильные инструменты. Кроме того, вы даже можете использовать старые ячейки от таких устройств, как ноутбуки, дроны и камеры.

    Как заряжать аккумулятор LiPo?

    Зарядка аккумулятора Подсоедините Т-образный разъем аккумулятора к кабелю Т-образный разъем-штекер типа «банан».Подключите балансировочный разъем к порту 3 Cell в зарядном устройстве LiPo. Подключите блок питания 12 В 5 А к балансировочному зарядному устройству с помощью переходника с разъема 2,1/5,5 мм на штекер 2,5/5,5 мм. Нажмите Бат. Нажмите Inc.

    Можно ли заряжать аккумулятор LiPo обычным зарядным устройством?

    Внимание! Большинство зарядных устройств LiPo аккумуляторов могут заряжать различные типы аккумуляторов. Это классная функция, но если вы ее используете, убедитесь на 100%, что вы никогда не заряжаете аккумулятор LiPo с помощью зарядного устройства в режиме, отличном от LiPo.Это самый верный способ вызвать аварию и пожар.

    Могу ли я заряжать LiPo через USB?

    Зарядное устройство SparkFun USB LiPoly — одноэлементное Если вам нужно зарядить аккумуляторы LiPo, это простое зарядное устройство сделает именно это, и сделает это быстро!

    Как зарядить аккумулятор LiPo в первый раз?

    Полностью зарядите рюкзак перед первым использованием. Заряжайте аккумуляторную батарею LiPo при температуре 5C или ниже только при настройке LiPo. Вы должны использовать балансную систему зарядки, аналогичную зарядным устройствам Hyperion, Hitec, EV-Peak или Graupner, предлагаемым здесь, в MaxAmps.

    Как зарядить аккумулятор LiPo без зарядного устройства?

    Да, аккумулятор LiPo можно безопасно заряжать без зарядного устройства, используя другой аккумулятор LiPo или USB. Однако батареи LiPo требуют балансировки, чтобы гарантировать, что каждая ячейка выдает одинаковое напряжение, и избежать перегрузки других, что может привести к выходу батареи из строя.

    На каком усилителе я должен заряжать свой LiPo?

    Для подавляющего большинства LiPos скорость зарядки составляет 1С. Уравнение работает так же, как и предыдущее значение разряда, где 1000 мАч = 1 А.Таким образом, для батареи емкостью 3000 мАч мы хотели бы заряжать при 3 А, для LiPo емкостью 5000 мАч мы должны установить зарядное устройство на 5 А, а для батареи емкостью 4500 мАч правильной скоростью зарядки будет 4,5 А.

    Что произойдет, если вы зарядите аккумулятор LiPo с помощью зарядного устройства NiMH?

    Как правило, любое зарядное устройство, которое может заряжать литий-ион, может заряжать литий-полимер, при условии, что количество элементов правильное. Вы НИКОГДА не должны заряжать литиевые элементы с помощью зарядного устройства только для никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов. Это опасно. Зарядка элементов является наиболее опасной частью использования литиевых батарей.

    Как заряжать литий-полимерный аккумулятор 3,7 В без зарядного устройства?

    Зарядите литий-ионный аккумулятор с помощью USB-порта Приобретите USB-кабель, аналогичный зарядному устройству для смартфона. Подключите конец USB к ноутбуку, ПК, принтеру, камере, блоку питания или любому другому электронному устройству, которое поддерживает порт USB. Теперь возьмите свой гаджет и подключите зарядный конец кабеля к устройству, которое вы хотите зарядить.

    Можно ли заряжать аккумулятор на 7,4 В зарядным устройством на 5 В?

    Независимо от номинальной мощности источника питания 5В модуль может безопасно и эффективно заряжать литиевую батарею.Фактический зарядный ток и эффективность зависят от нагрузочной способности источника питания и потерь мощности в кабеле.

    Какие материалы используются для изготовления литий-ионных аккумуляторов?

    Критическое сырье, используемое при производстве литий-ионных аккумуляторов (LIB), включает литий, графит, кобальт и марганец. По мере расширения использования электромобилей производство элементов LIB для транспортных средств становится все более важным источником спроса.

    Как добавить напряжение в батарею?

    Чтобы увеличить напряжение между клеммами батареи, вы можете соединить элементы последовательно.Серия означает укладку элементов встык, соединяя анод одного с катодом следующего. Соединяя аккумуляторы последовательно, вы увеличиваете общее напряжение.

    Могу ли я заряжать аккумулятор 18650 с помощью зарядного устройства AA?

    Да просто с приемлемым зарядным напряжением и током. Для большинства аккумуляторных элементов 18650 (не LiFePO4) напряжение зарядки составляет 4,2 В, а ток зарядки составляет около 2 А.

    Новые аккумуляторы LiPo поставляются заряженными?

    Когда вы получаете новую липо-батарею, она уже частично заряжена.Этот частичный заряд называется напряжением хранения. Напряжение хранения — это когда каждая ячейка заряжается примерно до 3,8 вольт. Вот почему важно заряжать или разряжать аккумуляторы до напряжения хранения вскоре после их использования.

    Как обкатать новую батарею LiPo?

    Процедура обкатки: Первый заряд от 0,5 C до 100 % Первый разряд от 0,5 C до 3,7 В/элемент. Второй заряд 0,5С при 100% Второй разряд при 0,5С до 3,6 вольт/элемент.Третий заряд с 1С до 100% Третий разряд с 1С до 3,6 вольт/элемент. Четвертая зарядка на 1С до 100%.

    Нужно ли разряжать LiPo перед зарядкой?

    Аккумуляторы

    LiPo также не имеют характеристик памяти или понижения напряжения, как NiCd/NiHm аккумуляторы, и их не нужно разряжать перед зарядкой. Но они не лишены недостатков. Неправильное обращение с этими батареями может привести к возгоранию, взрывам и вдыханию ядовитого дыма.

    Можно ли заряжать аккумулятор на 18 В зарядным устройством на 12 В?

    Теоретически можно зарядить автомобильный аккумулятор от блока питания 12В.Чтобы автомобильный аккумулятор был достаточно хорош для использования, он должен показывать не менее 13,8 В. Поэтому, если вы заряжаете его с помощью источника питания 12 В, вы можете получить только 12 В в аккумуляторе. Он не будет заряжать его выше 12В.

    Как зарядить аккумулятор камеры без зарядного устройства?

    Чтобы зарядить аккумулятор камеры Canon без зарядного устройства с помощью сетевой розетки, необходимо: Установить аккумулятор в камеру. Выключите камеру. Подключите USB-кабель к камере. Подключите USB-кабель к настенному USB-адаптеру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.