Зу для литий ионных аккумуляторов: купить зарядное устройство li ion аккумуляторов по низкой цене

Содержание

Зарядные устройства для Li-ion аккумуляторов

Зарядка для литиевых аккумуляторов обязана соответствовать требованиям, которые обезопасят вашу батарею от поломки и возгорания при неправильной работе с ними:

  • Аккумулятор Li-ion крайне чувствителен к перезаряду выше установленного напряжения. Из-за перезарядки батарея может сломаться или даже загореться. Поэтому зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторных батарей обязательно должно иметь отсечку, то есть барьер по максимальному напряжению.
  • Отключение заряда до того, как полный заряд аккумулятора совершится, также способно привести к преждевременному изнашиванию зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов.

Решение – зарядные устройства для аккумуляторов Li-ion для электровелосипедов, работающие по алгоритму CC/CV. Его суть состоит в том, что сначала батарея заряжается постоянным током, а после достижения определенного необходимого значения ток плавно уменьшается. При этом постепенное снижение создает условие, при котором напряжение продолжает быть постоянным.

Ваш аккумулятор заряжается, не переходя обозначенный выше опасный аварийный порог.

Как подобрать зарядное устройство для Li-ion аккумулятора?

Чтобы сделать правильный выбор и купить зарядное устройство для Li-ion аккумулятора, подходящее для вашей АКБ для электроцикла, обращайтесь в интернет-магазин VoltBikes. Наш менеджер бесплатно проконсультирует вас относительно выбора зарядного устройства для литиевых аккумуляторов и самого аккумулятора при необходимости. В нашем ассортименте представлены модели зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов с разным ценовым диапазоном, при этом качество всей нашей продукции неизменно остаётся высоким. В каталоге интернет-магазина Вольтбайкс вы без сомнений сможете подобрать и купить зарядку для литиевых аккумуляторов по доступной цене.

Выбирая зарядное устройство для аккумулятора Li-ion к электрическому велосипеду, обращайте внимание на ток заряда. Обычно берут зарядки с током половинного порядка от ёмкости батареи. Например: если у аккумулятора ёмкость 2000 мА, тогда ток зарядного устройства должен составлять 1 А. Если ёмкость батареи – 700 мА, то ток заряда не должен превышать 350 мА. Если зарядка батареи слишком слабая по сравнению с ёмкостью литиевого аккумулятора, то на полный заряд понадобится слишком много времени.

Сделать заказ на Li ion аккумуляторы с доставкой в любой регион России Вы можете в каталоге!

Показать полностью

Обзор зарядного устройства для литий-ионных и никелевых аккумуляторов Xtar Х4

Несмотря на то что Xtar недавно крепко облажались с обновлением замечательного светящегося «яйца» Xtar Moon RC, они делали, делают и продолжают делать весьма неплохие зарядки.  Одна из них совершенно случайно попала мне руки, безо всякой нужды делать обзор, но я решил что все равно будет полезно поделиться информацией о ней. 

 

 

 

 

 

 

 

 

купить Xtar X4 можно в официальном магазине Xtar на Aliexress

важные тексты на схожу тематику:

 как правильно выбрать Li-ion аккумуляторы | выбираем зарядку для Li-Ion аккумуляторов | Хорошие зарядки для 21700 аккумулятров

Упаковка и внешний вид

Весьма приличная на вид упаковка с хорошим дизайном. 

Внутри все гораздо проще. Прозрачная подложка, в ней сама зарядка и сетевой кабель

 Под ними спрятано руководство, есть и перевод на русский.

 

А вот и сама зарядка.  У нее весьма занятная стилизация под какую-то птицу типа совы. Причем стилизация символическая и неявная,  зарядное устройство не выглядит какой-то несерьёзной игрушкой.  Считаю это удачным дизайнерским решением

В задней части есть прорези для вентиляции и какая-то базовая информация об устройстве. 

 

К счастью, зарядное устройство не запаяно и его можно разобрать, достаточно лишь выкрутить винтики, спрятанные под резиновыми нашлепками ножек. Тут все аккуратно. 

С боков есть прорези. Этот неочевидный на первый взгляд плюс вы оцените когда придется все 4 отсека будут заняты и надо будет вытаскивать крайние аккумуляторы. 

 

И тут мы приходим к самому большому плюсу этого зарядного устройства для Li-Ion аккумуляторов. Xtar X4 вмещает в себя даже самые длинные из известных мне аккумуляторов, а именно найткоровские.  Они чудовищно длинные и, в общем, вмещают их лишь те же самые найткоровские зарядки. 

 

В общем-то, потому что есть исключение — как раз-таки зарядки от Xtar.   Я скажу прямо, то, что предлагает Liitokala гораздо интереснее.  При одинаковой цене с Xtar-Nitecore их модель будет иметь больший функционал.  Соответственно,  одинаковый с моделью от xtar-nitecore функционал обойдется вам едва ли не вполовину меньше. 

Но! В силу каких-то загадочных причин, модели от Liitokala могут заряжать 21700 аккумуляторы лишь с плоским контактом.  Речь идет даже о Liitokala Lii500S, особенностью которой вроде как и является поддержка более длинных аккумуляторов.  Да, можно заряжать 26650 c  защитой и выступающим контактом, можно 21700 с выступающим контактом. Но полноценный button-top protected 21700 уже не влезет. Не говоря уже о монструозных аккумуляторах Nitecore.  Собственно, году этак в 2016 выход той же Liitokala Lii 202 нанес сокрушительный удар по найткоровским зарядкам, которые доминировали на рынке 2х-слотовых зарядок. А выход 4х слотовой 402 модели вообще вытеснил найткор с широкого рынка ( я тут говорю со знанием дела — как раз в то время приторговывал зарядками, и последние найткоровские просто сдал по закупочной цене в вейп-шоп). 

 

Так вот, Xtar — единственный известный мне сторонний бренд, чьи зарядки могут заряжать даже самые длинные 21700 аккумуляторы Nitecore.

 

Два внешних отсека отведены под 2А быструю зарядку. 

 

Еще одно замечательной отличительной особенностью Xtar X4 является не только 220в вход, но и работа от micro-usb.  Путь входной ток тут и ограничен 2А (type-C был бы определённо практичнее), но это уникальное торговое предложение. Те же упомянутые Лиитокалы и Найткоры не обладают такой универсальностью. — или 220 или micro-usb. Ну, максимум можно 12v адаптер подключить.

 

Там же находится и вывод для работы в режиме павербанка.

 

Дисплей яркий и контрастный, в нем почти все что нужно: тип аккумулятора, напряжение, ток зарядки, влитые mah.  Ну и присутствует циферблат, по которому можно номинальный оценить степень зарядки.

Если вставить аккумулятор в крайний справа отсек, то на экране загорится надпись USB, что означает работу в режиме павербанка. 

А вот протестировать аккумуляторы и оценить внутреннее сопротивление (хотя это лишь приблизительное измерение, в значительной степени) не получится. 

Собственно, все.  Достаточно компактная, приятно выглядящая зарядка без каких-то явных огрехов в изготовлении.

 

Управление

Управление тут присутствует лишь формально. 

Все, что вы можете сделать это нажать на «клюв» под экраном чтобы переключить показания 1\4 и 2\3 каналов коротким нажатием и включить-выключить подсветку экрана длинным нажатием. 

 

 Заряд и разряд

 

Тут имеем фирменную особенность  — активацию аккумуляторов при глубоком разряде.  Заявленные 0V вызывает у меня откровенные сомнения, тут химия деградирует уже так, что акк превращается в кирпич.  

А вот с где-то 1вольта я аккумулятор реанимировал. Врать не буду, делал я это другой моделью, самой простой Xtar MC1. Но если уж самая простая модель успешно «поднимала» дико севший аккумулятор, то логично ожидать это и от существенно более продвинутой современной модели. Проверять не буду — лишнего аккумулятора на убой у меня нет, да и разрядить так глубоко элементарно нечем, все, что у меня есть имеет отсечку минимум на 2.6v. 

 

Есть возможность быстрой зарядки.  Если подключиться через micro-USB, то она ограничена 1аккумулятором. это логично, ток зарядки будет разделен пропорционально числу заряжаемых аккумуляторов. то есть не стоит рассчитывать что при 4 аккумулятора при таком способе подключения будут заряжаться током хотя бы в 1А. Тут чудес не бывает. 

 

Вот график заряда 21700 Li-Ion 4800mah аккумулятора Liitokala через разъём micro-usb

оценить зарядку при подключении через 220v я не могу

 

 

Режим павербанка. 

Тот же самый литокаловский 21700 аккумулятор. Ровный хороший график токоотдачи.  Напряжение, правда, не дотягивает до 5 вольт.  

 

 

Общие впечатления

 Чисто функционально (да и внешне) это хорошая зарядка.  Она универсальна под способу подключения и может заряжать литий-ионные аккумуляторы любого из широко распространённых типоразмеров, вплоть до самых экзотических по длине вариаций и без того не мелкого 21700.  Есть возможность быстрой 2А зарядки, что актуально как раз для емких 26650\21700 аккуумуляторов. 

 

Последнее и является самым существенным преимуществом этого зарядного устройства при наличии всех моделей от Liitokala. Если вы не задаетесь вопросом «чем заряжать 21700 литий-ионный аккумулятор», то чисто с финансовой стороны покупка Xtar X4 лишена смысла, ведь даже существенно более функциональная Liitokala Lii500s будет стоить меньше.  Не говоря уже о классической 500ке!

А если вы готовы ограничить себя и полной индикацией, то Lii402 будет стоить раза этак в 4 дешевле и заряжать точно также. Вы потеряете возможность 2А быстрой зарядки для емких аккумуляторов, но получите ощутимо менее агрессивный по отношению к ААА ток зарядки в 0.2А. 

Зарядки от Nitecore я в пример не беру.  При схожей цене они хуже: больше \ с меньшим функционалом. 

 

Короче, Xtar X4 модель годная.  Покупать можно. Но ее функциональный плюс проявляется в весьма специфической ситуации, без учета которой есть альтернативы: как по этой же цене, так и по существенно меньшей.

 

Относительно последней, считаю что ценник неадекватен функционалу, в отличии от замечательных Xtar SC1 \  Xtar SC2. Они продаются там же в официальном магазине Xtar на Aliexpress. Последний, кстати, предлагает 2\10$ скидку по кодовому слову 115. Ценник будет корректироваться вручную, так что придется подождать. Зато его можно комбинировать с какими-то купонами \ промокодами и в итоге сбить цену до какой-то ощутимо более приемлемой.  А драть сорок баксов за, фактически, лишь дисплей и приятный дизайн  — явно перебор.  В конечном итоге, можно доплатить совсем немного и получить зарядное устройство на 8 аккумуляторов с полной индикацией, я про xtar VC8 (обзор)

 

Надеюсь текст был интересен. Приглашаю вас подписаться на мои: 

Канал с обзорами на UTUBE

Группа в VK, где я до публикации обзоров я выкладывают анонсом какие-то материалы из них, публикую промокоды и купоны на какие-то интересные фонарики + рассказываю о выходе новых моделей.

Канал в telegram с самыми свежими скидками и промокодами!

 

Адаптер в качестве зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов шуруповерта.

В прошлый раз я рассматривал вопрос о замене никель-кадмиевых NiСd аккумуляторов шуруповерта на литий-ионные. Теперь остался вопрос зарядки этих аккумуляторов. Литий ионные аккумуляторы формата 18650 обычно могут заряжаться до напряжения 4,20 В на ячейку с допустимым отклонением не больше 50 милливольт потому, что увеличение напряжения может привести повреждению структуры батареи. Ток заряда аккумулятора может находится в пределах от 0,1С до 1С(С-емкость аккумулятора). Лучше выбрать это значение согласно даташиту на конкректный аккумулятор. Я применил в переделке шуруповерта аккумуляторы марки Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A. Смотрим даташит-ток зарядки -1,5А.

Наиболее правильным будет провести заряд литиевых аккумуляторов в два этапа по методу CC/CV (constant current, constant voltage-постоянный ток, постоянное напряжение). Первый этап- должен обеспечен постоянный ток заряда. Величина тока составляет 0.2-0.5С. Для аккумулятора с емкостью 3000 мА/ч, номинальный ток заряда на первом этапе равен 600-1500 мА.. Второй этап — зарядка аккумулятора постоянным напряжением, ток постоянно снижается. Поддерживается напряжение на аккумуляторе в пределах 4.15-4.25 В. Процесс заряда будет законченным когда току падет до 0.05-0.01С.
На этом этапе ЗУ поддерживает на аккумуляторе напряжение 4.15-4.25 вольта и контролирует значение тока.По мере набора емкости, зарядный ток будет снижаться. Как только его значение уменьшится до 0.05-0.01С, процесс заряда считается оконченным.
Принимая во внимание вышесказанное применил готовые электронные модули с Алиэкспресс. Понижающая плата CC/CV с ограничением по току на микросхеме XL4015E1 или на LM2596. Предпочтительней плата на XL4015E1 так, как она более удобна в настройках.

Характеристики платы на XL4015E1.
Максимальный выходной ток до 5 Ампер.
Напряжение на выходе: 0.8 В-30 Вольт.
Напряжение на входе: 5 В-32 Вольт.
Плата на LM2596 имеет аналогичные параметры, только ток чуть меньше — до 3 Ампер.
Плату для управление зарядом литий-ионной батареи выбрана ранее. В качестве источника питания можно применить любой со следующими параметрами-выходное напряжение не ниже 18 Вольт (для схемы 4S), ток не ниже 2-3 Ампер. В качестве первого примера построения зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов шуруповерта я использовал адаптер 220\12 Вольт, 3 Ампера.

Предварительно я проверил какой ток он может выдать пир номинальной нагрузке. Подключил к выходу автолампу и выждал полчаса. Выдает свободно без прегруза 1,9 Ампер. Также измерил температуру на радиаторе транзистора-40 градусов Цельсия. Вполне неплохо-нормальный режим.

Но в этом случае не хватает напряжения. Это легко исправимо, с помощью всего одной копеечной радиодетали-переменного резистора (потенциометр) на 10-20 кОм. Рассмотрим типовую схему адаптера.

На схеме есть управляемый стабилитрон TL431, он находится в цепи обратной связи. Его задача поддерживать стабильное выходное напряжение в соответствие с нагрузкой. Через делитель из двух резисторов он подключен к плюсовому выходу адаптера. Нам нужно припаять к резистору(или выпаять его совсем и на его место припаять, тогда напряжение будет регулироваться и в меньшую сторону) который подключен к выводу 1 стабилитрона TL431 и к минусовой шине переменный резистор. Вращаем ось потенциометра и выставляем нужное напряжение. В моем случае я задал 18 Вольт(небольшой запас от 16,8 В для падения на плате CCCV). Если у вас напряжение указанное на корпусах электролитических конденсаторах стоящих на выходе схемы будет больше нового напряжения они могут взорваться. Тогда надо заменить их с запасом 30% по напряжению.
Далее подключаем к адаптеру плату для управление зарядом. Выставляем подстроечным резистором на плате напряжение 16,8 Вольт. Другим подстроечным резистором выставляем ток 1,5 Ампера, предварительно подключаем тестер в режиме амперметра к выходу платы. Теперь можно подсоединить литий-ионной сборку шуруповерта. Зарядка прошла нормально, ток к концу заряда упал до минимума, батарея зарядилась. Температура на адаптере была в пределах 40-43 градусов Цельсия, что вполне нормально. В перспективе можно в корпусе адаптера для улучшения вентиляции (особенно в летнее время) насверлить отверстия.
Окончание заряда батареи можно увидеть по включению светодиода на плате на XL4015E1. В данном примере я использовал другую плату на LM2596 так, как случайно в ходе экспериментов сжег XL4015E1. Советую делать зарядку лучше на плате XL4015E1.

У меня есть еще штатное зарядное от другого шуруповерта. Оно рассчитано на зарядку никель-кадмиевых аккумуляторов. Хотелось использовать это штатное зарядное чтобы заряжать и никель-кадмиевых аккумуляторы и литий-ионные.

Это решилось просто- припаял к выходным проводам (красный плюс, черный минус) провода к плате CCCV.
Напряжение холостого хода на выходе штатное зарядного было 27 Вольт, это вполне подходит для нашей зарядной платы. После подключил так же как и варианте с адаптером.

Окончание зарядки здесь мы видим по изменению цвета свечения светодиода(переключился с красного на зеленый).
Саму плату CCCV я поместил в подходящую пластмассовую коробку, выведя провода наружу.

Если у вас штатное зарядное на трансформаторе то можно подключить плату CCCV после диодного мостика выпрямителя.
Способ переделки адаптера под силу начинающим и может пригодиться в других целях, в результате получим бюджетный блок для питания различных устройств.
Всем желаю здоровья и успехов в покупках и жизни.
Подробнее процесс работы с зарядным устройством для переделанного шуруповерта можно посмотреть в видео

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Схема зарядки li-ion аккумулятора от USB

Сегодня статья будет на тему зарядного устройства для литий ионных аккумуляторов. Так как число заходов на страницы сайта по запросу «схема зарядки li-ion аккумулятора» существенно возросло. Можно даже сказать этих запросов большинство за день. Поэтому дабы удовлетворить информационный спрос, посвятим этой теме отдельную рубрику.

Для начала представляю вам простейшую схему зарядки для 3,7 вольтовых, литий ионных аккумуляторов. Питание  5 вольт, в данной схеме осуществляется от USB компьютера, Адаптера постоянного тока на 5 вольт (например зарядное от мобильного телефона) или маломощной солнечной батареи. Мощность зарядного устройтва предполагается около 1 ампера.

 

Мозгом и сердцем схемы служит микрочип MCP73831. Весьма легко достать или приобрести в радио магазине. Средняя цена около 1,5 — 2 американских вечнозелёных. Можно заказать у китайцев по ссылке всего за $3.88 за 10 шт.  MCP73831 является одним из не дорогих микрочипов в линейке контролёров управления заряда для использования на ограниченном пространстве на плате. Даташит на MCP73831 можно посмотреть по ссылке. Эта микросхема использует постоянный ток / постоянный алгоритм заряда. А так же прекращает зарядку при полностью заряженном аккумуляторе.

Приведу общую схему:

Литий-ионные аккумуляторы стали популярными в портативной электронике, потому что они могут похвастаться самой высокой плотностью энергии среди любой батареи, используемой в коммерческих целях. Преимущества включают в себя тысячи перезарядок и не возникновение «эффекта памяти», в отличии от никель-кадмиевых аккумуляторов. Тем не менее, Литий-ионные аккумуляторы должны заряжаться при тщательном контроле постоянного тока и постоянного напряжения. Переизбыток заряда и неосторожное обращение с литий-ионными элементами может привести к повреждению или нестабильной работе батареи.

Итак, как уже говорилось, ток заряда должен быть около 1 ампера. Подаваемое напряжение не должно превышать 5 вольт. Предполагаемые размеры платы зарядного устройства, не велики, около 25 х 19 х 10 мм.

Все необходимые элементы показаны на схеме. В качестве приемника 5 вольт служит гнездо под мини USB, но ваша фантазия не ограничена. Можно хоть напрямую впаять провода от адаптера 5 v.

  • Амперметр может быть подключен, только ко входу +5 v.
  • Ели входное напряжение, всё же будет незначительно больше, то ток заряда соответственно тоже будет больше. Но это ничего страшного, так как микрочип MCP73831 отсечет излишнее напряжение на выходе.
  • Так же микросхема прекратит зарядку при достижении аккумулятором напряжения в 3,7 v.
  • Лучше всего, чтобы зарядный ток составлял 35 — 37 % от ёмкости заряжаемого аккумулятора. Тоесть если АКБ на 1000 мА, то ток заряда должен быть около 400 мА.

Готовые платки под пайку:

Вот так выглядит готовая плата зарядного устройства литий ионных аккумуляторов.

Напомню, размеры должны получиться около  25 х 19 х 10 мм.

Хотя схема крайне проста в разработке и сборке  и собрать её не составит особого труда, считаю за необходимое вас уведомить, что данную схему вы можете приобрести по цене не более $2, как вы уже догадались, у китайцев.


Крепить же саму банку аккумулятора можно, например, с помощью неодимовых магнитов, а так же смотрите другие варианты крепления контактов для баночных аккумуляторов

На этом всё, скоро покажу другие схемы зарядок для нескольких банок и схемы балансирующих зарядный устройств.

Схемы для зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Литиевые аккумуляторы изготавливаются с использованием различных ионных компонентов, с неизменным присутствием иона лития. Другим составляющим может быть сухой ионит с кобальтом, фосфатом железа, комплекс никель-кобальт алюминий и прочие. Подбор активных составов продолжается. В зависимости от гальванической пары меняется мощность аккумуляторов, их напряжение и емкость, но способы сбора в батареи с обвязкой для всех одинаковы.

Схема подключения литиевых аккумуляторов

Установка литиевой батареи решает разные задачи. В случаях, когда нужно иметь токовую нагрузку, измеряемую десятками ампер используют высокотоковые элементы. Это касается ручного инструмента, тяговых батарей для транспортировки. Средние нагрузки лежат на ноутбуках, фотоаппаратах, фонарях.

Рассмотрим высокотоковые аккумуляторы на основе литий-ионных банок с номинальным напряжением 3,7 В. Они могут иметь разные размеры, емкость, но напряжение будет только 3,7. Изготовлены элементы:

  • катод из алюминиевой фольги, на которую нанесен мелкодисперсный графит;
  • анод из медной подложки, на которую нанесен LiCoO2:
  • сепаратор, ячеистый состав пропитан неводным раствором соли Li.

Именно такие комплектующие используют в цилиндрических элементах, аккумулятор называют литий-ионным. Чаще всего схема питания шуруповертов, ноутбуков, фонарей, биноклей изготовлены с применением литиевых аккумуляторов форм-фактора 18650. Элемент имеет в длину 65 мм, диаметр 18 мм. Напряжение рабочее 3,0-4,2 В. Относится в высокотоковым, то есть может отдавать ток силой до 10 С.

Для питания инструмента большей мощности необходимо соединять последовательно несколько банок, по расчету. При этом емкость измеряется по самому слабому элементу.

Для повышения емкости нужно использовать параллельное соединение. Банки, соединенные одинаковыми полюсами суммируют емкость. Если нужно поднять емкость и напряжение, используют комбинирование. Соединяют группы банок параллельно. Потом каждый комплект соединяют последовательно.

Для шуруповертов с рабочим напряжением 12,14,18 В используется последовательная схема литиевого аккумулятора. Зная, что отдельные элементы не должны перезаряжаться выше 4,20 В, разряжаться ниже 2,5 В, требуется обеспечить равномерное напряжение во всех банках и защиту от опасного для них напряжения. Батарея может быть собрана из защищенных аккумуляторов. Тогда на них есть маркировка «protected» («защищенные»). В корпусе имеется плата, отключающая элемент при достижении критичных параметров.

Защищенный цилиндр на 2 мм длиннее стандартного, незащищенного и немного толще, за счет дополнительной обертки. Если используются незащищенные литиевые аккумуляторы, в схему заряда литиевых  аккумуляторов устанавливается плата защиты MBS, рассчитанная на максимальную токовую нагрузку, количество банок. Часто там же встроен балансир.

Схемы балансиров для литиевых аккумуляторов

В чем заключается балансировка при сборке батареи последовательно? Когда соединение банок идет противоположными полюсами, напряжение суммируется. Ток протекает одинаковый. По разным причинам разница в емкости может немного отличаться. Но если не поставить преграду, самая малая банка переполнится, то есть перезарядится. Это плохо. При работе ток отбирается в равных количествах. Банка, у которой емкость немного ниже, разрядится настолько, что может выйти из строя, пока другие элементы сборки отдают энергию до нормы.

Балансир представляет схему, которая создает препятствия для прохождения тока в заряженную батарею, направляя ее через дополнительные сопротивления, резисторы. Балансир включает стабилитрон TL431A и транзистор односторонней прямой проводимости BDI 40

Отличные балансиры включены в схему зарядных устройств для литиевых аккумуляторов, которыми широко пользуются. Их маркировка Turnigy Accucel-6 50W 6A и iMAX B6.

Перед вами простая и понятная схема балансировки литиевых аккумуляторов, которую можно сделать самостоятельно.

 

Схема светодиодов для контроля разряда литиевых аккумуляторов

Актуально узнать, когда аккумулятор сядет. Разряжать литиевые батареи до 2,5 В не стоит, будут трудности с предзарядом. Резкое мигание светодиода послужит заметным аварийным сигналом.

Несложная схема с применением монитора напряжения еще и компактная. Неоспоримое достоинство – низкое потребление энергии. При севшей батарее это важно. Хорошо с задачей справится мигающий светодиод L-314.

Можно купить готовый прибор –MAX9030. Схема компоновки представлена. При понижении напряжения до 3,0 В начинает вспыхивать ярко светодиод с длинным интервалом. В спящем режиме расходуется 50 наноампер (10-9), при вспышках 35 мкА.

Вывод

Для каждого устройства можно составить литиевую батарею, отвечающую запросам. Но необходимо подобрать параметры комплектующих в соответствии с видом литиево-ионных аккумуляторов. Марганцевые имеют напряжение 4 В, кобальтовые 3,7 В, а железо-фосфатные 3,3 В. Собирая батарею, нужно брать элементы одного вида, лучше из одной партии.

Видео

Посмотрите ход подключения защиты и сбора батареи.

Умное зарядное устройство-тестер LiitoKala Engineer Lii-260 для литий-ионных аккумуляторов 18650.

Приветствую всех муськовчан. Ранее литиево-ионные аккумуляторы я заряжал с помощью платы микрозарядки TP4057( TP4056) и ЛБП. Конечно хотелось иметь больше функций по оценке состояния аккумуляторов. Постепенно обзавелся достаточным количеством аккумуляторов типоразмера 18650, возникло желание иметь умное зарядное устройство.
Чтобы можно было тестировать реальную емкость, визуально отслеживать процесс зарядки, да и просто чтобы не убивать аккумуляторы зарядками сомнительного качества. Проштудировав в сети различные обзоры, тесты и сравнения, я решил остановить свой выбор на зарядном устройстве для литий-ионных аккумуляторов LiitoKala Lii-260.

Технические характеристики:
Рабочее напряжение 12В DC
Электрический адаптер:
Вход: 100~240В, 50/60Гц
Выход: 12В DC, 1,5A
Ток заряда: 500, 1000мA
Ток разряда: 500мA
Максимальная длина
используемых аккумуляторов: 68мм
Напряжение: 4,2В
Размеры: 130*65*30mm
Вес:103г
Комплектация:
Зарядное устройство,
Блок питания 220В\12В,
Автомобильный адаптер для подключения к автомобильной сети 12В.
Шесть основных функций зарядного устройства LiitoKala Lii-260: двойная независимая зарядка, измерение емкости аккумулятора, измерение внутреннего сопротивления аккумулятора, защита от переполюсовки, защита от короткого замыкания, защита от перегрузки по току.
Это зарядное устройство дает возможность заряжать, определять внутреннее сопротивление и реальную емкость одного или двух цилиндрических литий — ионных аккумуляторов формата:14500/14650/16340/17500/17670/18350/18500/18650/22650/25500/26650.
Зарядное устройство LiitoKala Lii-260 представляет собой пластиковый корпус с двумя зарядными отсеками, LCD-экраном и двумя кнопками переключения режимов. Разъем для подключения сетевого адаптера находится слева. Качество корпуса прибора хорошее, ничего не люфтит и не скрипит. Два независимых канала позволяют одновременно выполнять разные задания с собственными настройками. Адаптер для питания ЗУ на 12вольт, 1,5А.

Для каждого канала предусмотрен свой отдельный участок дисплея для отображения различной технической информации.

Клеммы зарядного устройства подпружиненные, что позволяет заряжать аккумуляторы разного типоразмера. Жесткость пружины вполне достаточна, чтобы плотно удерживать аккумуляторы в процессе работы.

На нижней части корпуса напечатаны краткие характеристики устройства и его название. Небольшие ножки и отверстия для вентиляции помогают охлаждать зарядку в процессе работы. В процессе зарядки или тестирования аккумуляторов особого нагрева корпуса LiitoKala Engineer Lii-260 замечено не было-теплый на ощупь.

Специально кому интересно — внутреннее устройство зарядки.

LCD-экран оснащен мягкой подсветкой, которая включается при нажатии на любую из кнопок «Mode». Качество дисплея неплохое, отображаемую информацию хорошо видно с разных углов.

Процесс измерения реальной емкости аккумулятора состоит в том, что сначала аккумулятор полностью заряжается, потом разряжается, и тестовой емкостью является число mAh измеренное в процессе разряда. После окончания замеров аккумулятор опять полностью заряжается. Для перевода LiitoKala Engineer Lii-260 в режим тестирования, нажмите и удерживайте несколько секунд кнопку «Mode», пока на экране не появится надпись «DisCharge», а устройство перейдет в режим выбора тока работы. Если в отсек помещен неисправный аккумулятор, то вместо его характеристик на экране показывается «null». Так как оба канала работают независимо, то на зарядке можно одновременно заряжать разными токами разные аккумуляторы, в том числе разного типоразмера, или, например, в одном отсеке заряжать аккумулятор, а в другом тестировать емкость.

Кнопкой «Mode» можно в режиме зарядки или тестирования аккумуляторов просмотреть текущий вольтаж, время зарядки и внутреннее сопротивление аккумулятора, количество залитых в него миллиамперчасов при зарядке, реальная емкость аккумулятора после тестирования. Значения внутреннего сопротивления аккумулятора (mR — мОм) можно использовать косвенно только для оценочного сравнения двух разных аккумуляторов. После окончании зарядки на экране отображается «Full» и «Charge End». После теста аккумулятора на экране надпись «DisCharge End ».

Для зарядки аккумуляторов (например от сотового и тд.) сделал на скорую руку переходник из неисправного аккумулятора от шуруповерта и батарейки от часов. Посадил на клей через пластиковую пластинку (для изоляции между собой).

Подробнее работу ЗУ можно глянуть в видео youtu.be/FXCtDFG1e8A
Из плюсов данного устройства я бы выделил -двойная независимая зарядка, измерение емкости аккумулятора, измерение внутреннего сопротивления аккумулятора, защита от переполюсовки, защита от короткого замыкания, защита от перегрузки по току, выбор тока заряда (500мА или 1000мА).
Из минусов- хотелось иметь 4 порта для аккумуляторов( на всякий случай), но это уже другая ценовая категория.
В общем «умная» смарт зарядка и она мне пришлась как говорится ко двору.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Ultra Fast 12v 20 Amp Dakota Lithium LiFePO4 Зарядное устройство

Для литиевых батарей 12 В

Мы настоятельно рекомендуем использовать зарядное устройство, совместимое с LiFePO4. Зарядные устройства на 12 В для свинцово-кислотных аккумуляторов могут работать, но снизят производительность и срок службы аккумулятора.

Рейтинг зарядного устройства

ВХОД 100-120 В переменного тока, 50/60 Гц. ВЫХОД: 14,4 В, 20,0 А

Клеммные соединения Соединения

Anderson SB 50 упрощают подключение зарядного устройства к аккумулятору.Установите кольцевые клеммы с помощью болтов на клеммах. Прикрутите черный к черному терминалу. Красный к вашему красному терминалу. Не допускайте короткого замыкания. Затем подключите зарядное устройство через вилку Anderson, когда вам нужно зарядить. Во время зарядки на зарядном устройстве загорится красный свет. Индикатор становится зеленым, когда аккумулятор полностью заряжен.

Связь Smart BMS Зарядное устройство

перезапустит или «разбудит» литиевую BMS Dakota, которая отключила аккумулятор из-за короткого замыкания или чрезмерного потребления тока.Просто подключите зарядное устройство к аккумулятору, чтобы начать перезапуск.

Как быстро заряжается мой аккумулятор?

Заряжается в размере 20 ампер. Чтобы определить скорость зарядки, возьмите номинал вашей батареи в ампер-часах и разделите на 20. Например, аккумулятор на 54 ампер-часа (Ач) заряжается за 2,5 часа.

Могу ли я зарядить аккумулятор быстрее?

Для большинства приложений время зарядки от 3 до 10 часов обеспечивает максимальный срок службы аккумулятора.Но если у вас есть приложение, в котором вам нужна быстрая зарядка, литиевые батареи Dakota можно безопасно зарядить до 1 часа (со скоростью 1С). Например, вы можете использовать зарядное устройство на 20 А с аккумулятором на 23 Ач в течение 1 часа зарядки. Зарядка со скоростью 1 час действительно сокращает срок службы со временем. В ходе наших лабораторных испытаний мы обнаружили, что наибольший срок службы литиевых батарей Dakota был при скорости зарядки 0,3 ° C или менее (мы рекомендуем, чтобы номинальная мощность зарядного устройства составляла 1/3 или менее номинальной емкости батареи в часах для максимального срока службы).

При каком напряжении следует заряжать LiFePO4 аккумуляторы?

Для литиевых батарей Dakota (LiFePO4) рекомендуется 14,4 Вольт. Это зарядное устройство заряжается от 14,4 вольт.

Дополнение для 54, 100 или 170 Ач

Зарядное устройство на 10 А входит в комплект поставки каждой литиевой батареи Dakota емкостью 54 Ач и 100 Ач. Это зарядное устройство является дополнительным и заряжается в два раза быстрее. Отлично подходит для жилых автофургонов, лодок, солнечных батарей или других приложений, где вам нужно заряжать батареи как можно быстрее.

Как заряжать литий-железо-фосфатные батареи (LiFePO4)

Если вы недавно приобрели или исследуете литий-железо-фосфатные батареи (в этом блоге они называются литиевыми или LiFePO4), вы знаете, что они обеспечивают большее количество циклов, равномерное распределение мощности и весят меньше, чем сопоставимые герметичные свинцово-кислотные батареи (SLA ) аккумулятор. Знаете ли вы, что они также могут заряжаться в четыре раза быстрее, чем SLA? Но как именно заряжать литиевую батарею?

Power Sonic рекомендует выбрать зарядное устройство, разработанное с учетом химического состава вашей батареи.Это означает, что при зарядке литиевых батарей мы рекомендуем использовать литиевые зарядные устройства, такие как LiFe Charger Series от Power Sonic.

МОЖЕТ ЛИ СВИНЦОВО-КИСЛОТНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАРЯДИТЬ ЛИТИЕВУЮ БАТАРЕЮ?

Как вы узнаете из этого блога, профили зарядки SLA и лития имеют много общего. Тем не менее, следует проявлять особую осторожность при использовании зарядных устройств SLA для зарядки литиевых батарей, поскольку они могут повредить литиевую батарею или снизить ее емкость с течением времени.Есть много различий при сравнении литиевых батарей и батарей SLA.

ПРОФИЛЬ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА С УПЛОТНЕНИЕМ (SLA)

Давайте вернемся к основам зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. Наиболее распространенный метод зарядки представляет собой трехэтапный подход: начальный заряд (постоянный ток), дополнительный заряд насыщения (постоянное напряжение) и плавающий заряд.

В Stage 1 , как показано выше, ток ограничен, чтобы избежать повреждения батареи.Скорость изменения напряжения постоянно изменяется во время Стадии 1, в конечном итоге начиная с выхода на плато при приближении к пределу полного напряжения заряда. Перед переходом к следующему этапу решающее значение имеет постоянный ток / этап 1 заряда. Зарядка на этапе 1 обычно выполняется при токе 10–30% (0,1–0,3 ° C) от номинальной емкости аккумулятора или меньше.

Этап 2 , постоянное напряжение, начинается, когда напряжение достигает предела напряжения (14,7 В для быстрой зарядки батарей SLA).На этом этапе потребление тока постепенно уменьшается по мере продолжения максимального заряда батареи. Этот этап завершается, когда ток падает ниже 5% от номинальной емкости батареи. Последний этап, плавающий заряд, необходим для предотвращения саморазряда и потери емкости аккумулятора.

Если аккумулятор используется в режиме ожидания, подзарядка необходима для обеспечения полной емкости аккумулятора, когда требуется разрядка аккумулятора. В приложении, где батарея находится на хранении, плавающая зарядка поддерживает батарею SLA на уровне 100% заряда (SOC), что необходимо для предотвращения сульфирования батареи, что, таким образом, предотвращает повреждение пластин батареи.

ПРОФИЛЬ ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА LIFEPO4

В батарее LiFePO4 используются те же ступени постоянного тока и постоянного напряжения, что и в батарее SLA. Несмотря на то, что эти две ступени похожи и выполняют одну и ту же функцию, преимущество батареи LiFePO4 заключается в том, что скорость заряда может быть намного выше, что значительно сокращает время зарядки.

Этап 1 Зарядка аккумулятора обычно выполняется при токе 30% -100% (от 0,3 ° C до 1,0 ° C) от номинальной емкости аккумулятора.Для завершения этапа 1 приведенной выше таблицы SLA требуется четыре часа. На этап 1 литиевой батареи может потребоваться всего один час, что делает литиевую батарею доступной для использования в четыре раза быстрее, чем SLA.

Этап 2 необходим в обоих химикатах, чтобы довести аккумулятор до 100% SOC. Батарея SLA занимает 7 часов, чтобы завершить этап 2, тогда как литиевая батарея может занять всего 15 минут. В целом литиевая батарея заряжается за четыре часа, а батарея SLA обычно занимает 10 часов.В циклических приложениях время зарядки очень критично. Литиевую батарею можно заряжать и разряжать несколько раз в день, тогда как свинцово-кислотную батарею можно полностью перезаряжать только один раз в день.

Там, где они становятся разными по профилям зарядки, это Стадия 3 . Литиевая батарея не требует плавающего заряда, как свинцово-кислотная. При долгосрочном хранении литиевую батарею не следует хранить при 100% SOC, и поэтому ее можно поддерживать в полном цикле (заряжать и разряжать) один раз каждые 6–12 месяцев до 30–70% SOC.

В резервных приложениях, поскольку скорость саморазряда лития очень мала, литиевая батарея обеспечивает почти полную емкость, даже если она не заряжалась в течение 6–12 месяцев. Для более длительных периодов времени рекомендуется система зарядки, обеспечивающая подзарядку в зависимости от напряжения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАРЯДА ЛИТИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА

Настройки напряжения и тока при зарядке

Номинальное напряжение полной зарядки 12-вольтовой SLA-батареи составляет около 13.1, а полное напряжение заряда литиевой батареи 12,8 В составляет около 13,4. Аккумулятор будет поврежден только в том случае, если приложенное напряжение зарядки значительно выше, чем напряжение полной зарядки аккумулятора.

Это означает, что уровень заряда батареи SLA должен быть ниже 14,7 В для стадии 2 зарядки и ниже 15,2 В для литиевой. Плавающая зарядка требуется только для батареи SLA, рекомендуется около 13,8 В. Исходя из этого, диапазона напряжения заряда от 13,8 В до 14,7 В достаточно для зарядки любой батареи без повреждения.При выборе зарядного устройства для любого химического соединения важно выбрать такое, которое будет находиться в пределах, указанных выше.

Зарядные устройства

выбираются в соответствии с емкостью заряжаемой батареи, поскольку ток, используемый во время зарядки, зависит от номинальной емкости батареи. Литиевую батарею можно заряжать со скоростью 1С, в то время как свинцово-кислотную батарею следует хранить при температуре ниже 0,3С. Это означает, что литиевый аккумулятор емкостью 10 Ач обычно можно заряжать при токе 10 А, а свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 10 А · ч можно заряжать при токе 3 А.

Ток отключения заряда составляет 5% от емкости, поэтому ток отключения для обеих батарей будет 0,5 А. Обычно значение тока на клеммах определяется зарядным устройством.

Универсальные зарядные устройства

обычно имеют функцию выбора химического состава. Эта функция выбирает оптимальный диапазон напряжения зарядки и определяет, когда аккумулятор полностью заряжен. Если заряжается литиевая батарея, зарядное устройство должно отключиться автоматически. Если он заряжает аккумулятор SLA, он должен переключиться на плавающий заряд.

Литиевые батареи заменяют герметичные свинцово-кислотные в поплавковых системах

Очень часто литиевые батареи размещаются в приложениях, где батареи SLA обычно поддерживаются на плавающем заряде, например, в системе ИБП. Были некоторые опасения, безопасно ли это для литиевых батарей. Обычно допустимо использовать стандартное зарядное устройство SLA с постоянным напряжением с нашими литиевыми батареями, если оно соответствует определенным стандартам.

При использовании зарядного устройства SLA с постоянным напряжением, Зарядное устройство должно соответствовать следующим условиям:
— Зарядное устройство не должно содержать настройки десульфатирования.
— Напряжение быстрой зарядки 14.7 В
— Рекомендуемое напряжение плавающего заряда 13,8 В

В качестве примечания, некоторые интеллектуальные или многоступенчатые зарядные устройства SLA имеют функцию, которая определяет напряжение холостого хода (OCV). Чрезмерно разряженная литиевая батарея, находящаяся в режиме защиты, будет иметь OCV, равное 0. Этот тип зарядного устройства предполагает, что эта батарея разряжена, и не будет пытаться ее зарядить. Зарядное устройство с литиевой настройкой попытается восстановить или «разбудить» переразряженную литиевую батарею.

Долгосрочное хранение

Если вам нужно хранить батареи в хранения в течение длительного периода, есть несколько вещей, которые следует учитывать в качестве Требования к хранению различны для SLA и литиевых батарей.Есть два Основные причины, по которым хранение SLA по сравнению с литиевой батареей отличается.

Первая причина в том, что химия аккумулятор определяет оптимальный SOC для хранения. Для батареи SLA вы хотите хранить его как можно ближе к 100%, чтобы избежать сульфатирования, которое вызывает скопление кристаллов сульфата на пластинах. Наращивание кристаллов сульфата уменьшит емкость аккумулятора.

Для литиевой батареи структура положительного вывода становится нестабильной при истощении электронов в течение длительного периода времени.Нестабильность положительного вывода может привести к необратимой потере емкости. По этой причине литиевый аккумулятор следует хранить около 50% SOC, который равномерно распределяет электроны на положительных и отрицательных выводах.

Второе влияние на хранение — это скорость саморазряда. Высокая скорость саморазряда батареи SLA означает, что вы должны поставить ее на плавающий заряд или постоянный заряд, чтобы поддерживать его как можно ближе к 100% SOC, чтобы избежать необратимой потери емкости. Для литиевой батареи, которая имеет гораздо более низкую скорость разряда и не требует 100% SOC, вы можете обойтись с минимальной поддерживающей зарядкой.

Рекомендуемые зарядные устройства

Всегда важно соответствовать вашему зарядное устройство для обеспечения правильного тока и напряжения для аккумулятора, который вы используете зарядка. Например, нельзя использовать зарядное устройство на 24 В для зарядки аккумулятора на 12 В. Также рекомендуется использовать зарядное устройство, подходящее к вашей батарее. химии, за исключением примечаний сверху о том, как использовать зарядное устройство SLA с литиевая батарейка.

Если у вас есть вопросы о существующем совместимость зарядного устройства с одним из наших продуктов, позвоните нам или отправьте нам электронное письмо.Мы будем рады помочь вам с зарядкой.

Будет ли зарядное устройство NiCad заряжать литий-ионный аккумулятор? _Greenway аккумулятор

Можно ли использовать зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов для литий-ионных аккумуляторов?

Большинство электроинструментов на рынке в настоящее время не предназначены для того, чтобы знать, как отличить мощность от никель-кадмиевой батареи и мощность, поступающую от литий-ионной батареи. Аккумуляторные электроинструменты сконструированы таким образом, что в них не принимаются несовместимые аккумуляторные батареи.Вот почему безопасно использовать любой аккумулятор, будь то литий-ионный аккумулятор или никель-кадмиевый аккумулятор. Однако аккумулятор должен подходить к инструменту.

Также важно отметить, что для этого вы должны использовать ионно-литиевые батареи нового поколения. Первые поколения литий-ионных аккумуляторов не были обратно совместимы ни с одним инструментом, в котором использовались никель-кадмиевые аккумуляторы. Однако со временем это изменилось с развитием технологий в этой области. В настоящее время основные производители литий-ионных аккумуляторов производят литий-ионные аккумуляторы 18 В, совместимые как с прямой, так и с обратной совместимостью.Их можно использовать в дрелях, которые обычно работают от никель-кадмиевых батарей.

Кроме того, большинство зарядных устройств, представленных сейчас на рынке, также обратно совместимы со старыми батареями, как ионно-литиевыми, так и никель-кадмиевыми батареями. Однако для правильной работы и батареи, и зарядные устройства должны иметь одно и то же крепление. Важно знать, что зарядное устройство, поставляемое с никель-кадмиевым аккумулятором, НЕ РАБОТАЕТ с литий-ионным аккумулятором.

Итак, отвечая на вышеупомянутый вопрос, нет. Вы не можете использовать зарядное устройство NiCad для зарядки литий-ионного аккумулятора.Но вы можете использовать зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов.

Вам нужно использовать стандартное зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора?

Рекомендуется иметь скорость заряда от 0,5C до 1C со временем зарядки от двух до трех часов. При этом подойдет любое зарядное устройство, которое может дать вам предыдущий выходной сигнал. Однако вам нужно проверить цифры, потому что любое изменение, каким бы незначительным оно ни было, может привести к катастрофическим результатам. Литий-ионные батареи могут взорваться, если заряжены несовместимым напряжением.В литий-ионных аккумуляторах полный заряд происходит, когда заряд внутри аккумулятора достигает порогового значения напряжения, а ток падает до 3% от номинального тока. При использовании зарядного устройства с увеличенным зарядом (быстрое зарядное устройство) аккумулятор достигает пика своего напряжения быстрее, однако заряд насыщения займет больше времени с зарядными устройствами с более высоким током.

Каков эффект, если вы используете зарядное устройство NiCad для зарядки литий-ионных аккумуляторов?

Прежде чем ответить на этот вопрос, нам нужно выяснить, почему литий-ионные батареи используются в портативных и беспроводных устройствах в настоящее время в качестве замены никель-кадмиевых батарей.

В области электроинструментов первое крупное развитие произошло в начале 1970-х годов с коммерциализацией никель-кадмиевых батарей. До этого все батареи были свинцово-кислотными. Они были тяжелыми и не могли использоваться в переносных инструментах. С появлением никель-кадмиевых батарей проблема портативности была решена. В настоящее время существует множество аккумуляторных электроинструментов, в которых используются литий-ионные батареи. Как мы упоминали ранее, литий-ионные батареи меньше и легче никель-кадмиевых.У них практически отсутствует саморазряд, что позволяет хранить месяцы и месяцы без потери емкости.

Литий-ионные аккумуляторы стали популярными аккумуляторами для аккумуляторных электроинструментов. Причины:

  • Литий-ионный аккумулятор обеспечивает высокую плотность энергии.

  • Литий-ионный аккумулятор можно заряжать много раз.

  • Литий-ионный аккумулятор имеет очень длительный срок службы по сравнению с никель-кадмиевым аккумулятором.

  • Литий-ионный аккумулятор не имеет эффекта памяти.

  • Литий-ионный аккумулятор имеет большую емкость по сравнению с никель-кадмиевым аккумулятором.

  • Литий-ионные батареи, которые используются в электроинструментах, обладают некоторыми общими характеристиками.

    • Их жизненный цикл составляет примерно 1900 циклов.

    • При 21 C скорость их разряда составляет 8%, что намного лучше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов.

    • У них в среднем 3 Ач и выше.

    • Они очень легкие, портативные и маленькие.

    • Их меньший размер позволяет настраивать и использовать меньшие электроинструменты.

    • Также стоит отметить, что эти инструменты довольно дороги по сравнению с обычными электроинструментами. Это связано с тем, что они использовали литий-ионные батареи.Литий-ионные батареи дороги, что в результате отражается на цене электроинструмента.

      При сравнении мощности, обеспечиваемой обеими батареями, они одинаковы. Литий-ионный аккумулятор 18 В обеспечивает такую ​​же мощность, как и никель-кадмиевый аккумулятор 18 В. Однако как долго каждая батарея обеспечивает такую ​​мощность — это другой вопрос. Литий-ионный аккумулятор является первым в этой области, поскольку он позволяет электроинструменту работать дольше, чем никель-кадмиевый аккумулятор. Никель-кадмиевые батареи обладают эффектом, который называется «эффектом памяти».Это эффект, при котором батарея запоминает точку в своем цикле зарядки, в которой началась перезарядка, во время работы напряжение упадет в этой точке, как если бы батарея была разряжена. Литий-ионные батареи, с другой стороны, не имеют такого эффекта. Более того, литий-ионные батареи могут выдерживать более широкий диапазон температур, чем никель-кадмиевые батареи.

      Литий-ионные аккумуляторные батареи хорошо известны своей огромной плотностью энергии. Литий-ионные аккумуляторные элементы могут хранить больше энергии на фунт, чем любые другие традиционные аккумуляторные блоки, представленные на рынке.Они подходят для всех портативных электроинструментов. Они не обладают эффектом памяти и лучше работают при глубоком разряде по сравнению с никель-кадмиевыми батареями. Однако у литий-ионных батарей нет хорошего химического состава. Они плохо себя чувствуют в условиях сильного холода или жары. Некоторые люди сталкиваются с тем, что их ионно-литиевые батареи вообще перестают работать при температуре -5 градусов по Фаренгейту. Это делает литий-ионные аккумуляторы очень опасными для использования. Поскольку металлический литий очень реактивен и мгновенно реагирует на тепло и кислород, при неправильном обращении он может вызвать пожар и взрыв.Кроме того, литиевые батареи очень реактивны к воде. Ион лития очень быстро окисляется, вызывая взрыв.

      При этом большинство зарядных устройств, представленных на рынке, также обратно совместимы со старыми батареями, как ионно-литиевыми, так и никель-кадмиевыми батареями. Однако для правильной работы и батареи, и зарядные устройства должны иметь одно и то же крепление. Важно знать, что зарядное устройство, поставляемое с никель-кадмиевым аккумулятором, НЕ РАБОТАЕТ с литий-ионным аккумулятором.

    • литий-ионный аккумулятор для электровелосипеда литиевая батарея

Литий-ионное зарядное устройство (с кабелем 6 футов) от Somfy

Литий-ионное зарядное устройство (с кабелем 6 футов) от Somfy

Магазин не будет работать корректно, если куки отключены.

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Доставка и оплата

Надежные службы доставки

Доставка осуществляется только в США

Мы нашли другие продукты, которые могут вам понравиться!

Детали и характеристики

Льготы

  • Кабель 6 футов
  • Для использования с литий-ионным аккумулятором Somfy (17)

Описание

Просто подключите литий-ионное зарядное устройство к литий-ионной аккумуляторной батарее, чтобы зарядить аккумулятор.

Совместимость

Литий-ионный аккумулятор Somfy

Документация для загрузки

товаров

https://store.somfysystems.com/lithium-ion-charger-with-6-cable.html?___store=US_EN 53 Литий-ионное зарядное устройство (с кабелем 6 дюймов) (

66) https: // store.somfysystems.com/media/catalog/product/l/i/lithium_ion_charger.jpg 27,95 27,95 доллар США В наличии /Продукты / Продукция / Силовые аксессуары / Товары / Бестселлеры

Нужен литий-ионный аккумулятор? Консультанты по продукту Somfy® рекомендуют перейти на пакет Литий-ионный аккумулятор и зарядное устройство

Зарядное устройство для литий-ионной аккумуляторной батареи (аккумулятор в комплект не входит) *

66%20Lithium-ion%20Charger «> Связаться с профессионалом

0 0 добавить в корзину да Использовать конфигурацию
  • 6-футовый кабель
  • Для использования с литий-ионным аккумулятором Somfy (17)

Просто подключите литий-ионное зарядное устройство к литий-ионной аккумуляторной батарее, чтобы зарядить аккумулятор.

Литий-ионный аккумулятор Somfy

Загрузите наши инструкции для литий-ионного аккумулятора

Загрузите наш литиевый -ion ​​Краткое руководство по аккумуляторной батарее

Нет Нет Somfy 5

Быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов: обзор аспектов материалов — Weiss — 2021 — Advanced Energy Materials

Что касается анодов, быстрая зарядка ограничивается процессами на уровне материала, электрода и элемента (см. Рисунок 3).Ограничения этих трех уровней обсуждаются в следующих разделах. Мы уделяем основное внимание графиту и углеродным материалам, Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) и кремнию как наиболее важным анодным материалам, а также кратко рассматриваем анод из металлического лития.

3.1.1 Ограничение быстрой зарядки на уровне материала

Важным ограничивающим фактором для быстрой зарядки является перенос ионов Li + в активный материал анода в виде интеркаляции, внедрения, легирования или осаждения в виде металла.Наиболее важные процессы в случае интеркаляции, внедрения и легирования включают перенос ионов Li + в активный материал и их диффузию в твердом состоянии внутри активного материала под действием локального электрического поля и градиентов концентрации соответственно. . Этим процессам препятствуют энергетические барьеры, как обсуждается в следующих разделах, тогда как более низкие барьеры и более высокая вероятность их преодоления увеличивают возможность быстрой зарядки. Сформированный SEI также играет важную роль, поскольку он изменяет этапы переноса заряда.

Барьеры для миграции ионов Li
+ из электролита в активные материалы анода

Во время быстрой зарядки большое количество ионов Li + на электрохимически активную площадь поверхности и за единицу времени должно переноситься из электролита в частицы активного материала. Как подробно описано в разделе 2.1.2, присутствует барьер переноса заряда E A , ограничивающий этот процесс миграции.Барьер переноса заряда связан с тем, что ион Li + пересекает границу раздела электролит | электрод, включая снятие сольватационной оболочки иона Li + , перенос через слой SEI и принятие электрона, обеспечиваемого внешней схемой от катод. [ 34 ] Этот барьер соединен с сопротивлением переноса заряда [ 34, 74 ] и вызывает перенапряжение переноса заряда ΔφCTa, как показано в уравнении (32).Из-за своей температурной зависимости сопротивление переносу заряда ниже при более высоких температурах (см. Уравнение (31)).

Для графита активационный барьер от электролита к активному материалу составляет порядка ≈0,6 эВ, как было определено в большинстве случаев с использованием LiClO 4 в качестве проводящей соли, растворенной в диметилсульфоксиде (ДМСО), 1,2-диметоксиэтане (ДМЭ). ), этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC), EC: DMC или EC: DEC (диэтилкарбонат). [ 75-77 ] Xu et al. получили довольно близкое значение (0,54 ± 0,03) эВ для интеркаляции в графит для более распространенного LiPF 6 в EC: DMC. [ 78 ] С другой стороны, энергетический барьер для переноса иона Li + в LTO оказался всего 0,33 эВ (при использовании аналогичного метода расчета). Различие объясняется отсутствием слоя SEI на поверхности LTO. [ 78 ] Этот более низкий барьер для LTO частично объясняет его улучшенную способность к быстрой зарядке по сравнению с графитом.

Yao et al. исследовали барьеры проникновения ионов Li + через графеновые плоскости с помощью расчетов по теории функционала плотности (DFT). [ 79 ] Энергетический барьер для Li + , проходящего через кольцо C 6 10,2 эВ, очень высок и поэтому маловероятен. [ 79 ] Однако барьер уменьшается из-за различных атомных дефектов, например, дефект Стоуна – Уэльса, моновакансии или ди-вакансии снижают энергетический барьер до 6.35, 8,86 и 2,36 эВ соответственно. [ 79 ] Для LiC 6 расчеты DFT с поправкой на дисперсию также дали высокие значения порядка 8 эВ для Li + , движущегося через кольцо C 6 . [ 80 ] Следовательно, интеркаляция для графита протекает в основном через граничные плоскости, а не через базисные плоскости, как показано на Рис. 4a. Однако необратимая потеря емкости также происходит в основном через эти периферийные узлы. [ 81 ] Следовательно, графитовые материалы с большим количеством краевых участков и, следовательно, большей площадью поверхности по БЭТ обычно демонстрируют как лучшее поведение при быстрой зарядке, так и повышенные начальные потери емкости.

а) Предпочтительный (зеленый) и неблагоприятный (красный) пути диффузии лития в графит, углеродные нанотрубки и кремний, как указано в литературе. [ 75-78, 82, 83 ] Для графита активационный барьер для интеркаляции через плоскость кромки ниже, чем через базисную плоскость.Интеркаляция в углеродные нанотрубки преимущественно происходит через открытый конец, а не через стенки. Для кремния активационный барьер через поверхность Si (100) ниже, чем через поверхность Si (111). б) Путь диффузии и в) соответствующие барьеры для Li + в нанопроволоках Si [110]. Данные в (b, c) (перерисованы) из исх. [ 89 ] .

Аналогичная тенденция наблюдалась при внедрении Li + в углеродные нанотрубки. Барьер для внедрения в нанотрубку через стенку (24.От 0 до 2,0 эВ) является неблагоприятным по сравнению с вводом через открытый конец (≈0,3 эВ), как показано на рисунке 4a. [ 82 ] Этот барьер уменьшается на один порядок величины, когда размер кольца стенки нанотрубки увеличивается с пятиугольника до восьмиугольника. [ 82 ] Однако этот барьер 2,0 эВ все еще сравнительно высок. Следовательно, предпочтение отдается проходу через открытый конец.

Кагазчи исследовал барьер интеркаляции Li + через поверхности Si (100) и Si (111) с помощью расчетов методом DFT в зависимости от поверхностной плотности адсорбированных адатомов Li. [ 83 ] Автором получены барьеры в диапазоне (0,63–1,26) эВ. [ 83 ] Самый низкий барьер 0,63 эВ был обнаружен для интеркаляции Li + через поверхность Si (100), которая была полностью покрыта адатомами Li. [ 83 ] Это значение аналогично диапазону диффузионных барьеров для атомов Li в Si. [ 84-88 ] Для сравнения: значительно более высокий барьер 0.97 эВ получено для поверхности Si (111), полностью покрытой адатомами Li; поэтому был сделан вывод, что перенос Li + , скорее всего, происходит через поверхность Si (100), как показано на рисунке 4a. [ 83 ]

Энергетические барьеры для переноса Li + в нанопроволоки Si также были исследованы с помощью DFT-расчетов. Сообщается, что диффузионный барьер для Li + на поверхности нанопроволок Si находится в диапазоне (0.12–0,20) эВ, что мало по сравнению с переносом с поверхности на внутреннюю часть проволоки (≈0,9 эВ) (см. Рис. 4b, c). [ 89 ]

По большому счету, перенос заряда часто благоприятствует определенным кристаллографическим поверхностям, что — наряду с потенциальной анизотропией диффузии в объемной фазе — является основой для оптимизации материалов для быстрой зарядки путем контроля морфологии.

Твердотельный Li
+ Диффузия внутри активных материалов

Когда ион Li + находится внутри активного материала, доминирующим ограничивающим фактором для быстрой зарядки является его диффузия в твердом состоянии внутри объемной фазы, которая сильно влияет на перенапряжение ΔφAMa, как показано в уравнениях (16), (17 ). [ 74-76 ] Помимо диффузии лития, перенос электронов в основном играет менее ограничивающую, но немаловажную роль для приложений быстрой зарядки. Хотя это не проблема для металлического лития и графита с электронной проводимостью более 10 7 См см -1 и 10 4 См см -1 , [ 90, 91 ] соответственно. , кремний (<10 −3 См см −1 ) [ 92 ] и LTO (<10 −7 См см −1 ) [ 93 ] страдают от низкой электронной проводимости, что отрицательно сказывается на их способности к быстрой зарядке.Поэтому методы увеличения электронной проводимости, например, путем термической обработки или введения проводящих агентов, активно исследуются. [ 92, 94 ]

Диффузия Li в металлическом литии

Распространение внутри LMA происходит через механизм моновакансии. [ 95 ] С коэффициентом самодиффузии (6–9) × 10 −11 см 2 с −1 и диффузионным барьером ≈0.55 эВ, этот перенос медленнее, чем диффузия Li + в SE, обычно спаренных с LMA. [ 90, 96 ] Во время быстрой зарядки высокие плотности тока на анодах Li / SE приводят к накоплению Li на границе раздела, вызывая локальное механическое напряжение, [ 97 ] в конечном итоге приводит к росту дендритов и короткие замыкания. Следовательно, критическая плотность тока, которая приводит к отказу ячейки, по сообщениям, ниже 1 мА см −2 для большинства SE, что далеко от целевого значения 12 мА см −2 , определенного ранее. [ 90 ] Недавние отраслевые отчеты предполагают гораздо более высокие критические плотности тока для защищенных LMA и анодов Li / SE, однако из-за отсутствия подробностей мы не можем комментировать эти результаты.

Li
+ Диффузия в графите

Расчеты из первых принципов показывают, что диффузионные барьеры Li + H м в уравнении (24)) между графеновыми листами графита находятся в диапазоне (0.2–0.5) эВ. [ 80, 98, 99 ] Этот диапазон, полученный из расчетов из первых принципов, соответствует экспериментам, проведенным в диапазоне (от -40 до +40) ° C, где анализ Аррениуса дает значение 0,363 эВ. [ 100 ] Напротив, барьер для Li + , движущегося через слои графена в графите, имеет порядок (2–10) эВ, [ 79, 80 ] близок к результаты для переноса заряда и поэтому очень маловероятны по сравнению с диффузией в плоскости.

Диффузионные барьеры для Li + [ 98 ] и химические коэффициенты диффузии [ 101 ] меняются в зависимости от степени литиирования графита. Например, диффузионные барьеры составляют 0,308 эВ и 0,4 эВ для Li 0,2 C 6 и LiC 6 соответственно. [ 98 ] Увеличение диффузионного барьера Li + в графите с SOC неблагоприятно для способности к быстрой зарядке, поскольку это приводит к более высокой вероятности осаждения металлического Li для высоких SOC. [ 102-105 ]

Cai et al. покрытые частицы графита с турбостратным углеродным слоем толщиной 6,5 нм, который улучшает начальную кулоновскую эффективность, удельную емкость и быстродействие за счет создания дополнительных активных центров и улучшения коэффициента диффузии. При температуре 3C емкость покрытых графитовых частиц почти удваивается по сравнению с непокрытыми частицами графита, а также увеличивается срок службы. [ 106 ]

Li
+ Диффузия на графене

Когда графен является предпочтительным материалом, Li + не интеркалирует, однако диффузионный барьер Li + на графене ((0,247–0,376) эВ) все еще является значительным и зависит от кривизны листа графена. [ 107, 108 ] Например, диффузионный барьер ниже на вогнутой стороне на ≈0.1 эВ и выше на выпуклой стороне листа графена. [ 108 ] Таким образом, различия для адсорбированного Li с обеих сторон могут составлять порядка 0,2 эВ. Следовательно, для коэффициента диффузии можно ожидать различий на один-два порядка. [ 108 ]

Диффузия Li в массовом кремнии

Энергетические барьеры для диффузии одиночного атома Li в Si были получены из первых принципов расчетов различными группами и находятся в диапазоне (0.47–0.6) эВ. [ 84-88 ] Chou et al. обнаружили, что диффузионный барьер атомов Li в Si уменьшается с 0,62 эВ до 0,47 эВ, когда присутствует соседний атом Li из-за электростатического отталкивания Li – Li. [ 84 ] Это электростатическое отталкивание предполагает, что межузельные частицы Li в Si имеют тенденцию изолироваться, а не группироваться вместе. [ 84 ] Насколько нам известно, не существует никаких барьеров для более высоких степеней лития объемного Si.

Tritsaris et al. рассчитали энергетический барьер для скачков Li между тетраэдрическими междоузлиями кристаллического Si (0,55 эВ). [ 109 ] Для аморфного Si те же авторы обнаружили энергетические барьеры в диапазоне от 0,1 до 2,4 эВ для элементарных прыжков Li между равновесными положениями. [ 109 ] В аморфном Si не все пути диффузии в равной степени участвуют в опосредовании диффузии Li. [ 109 ] Рассчитанная дальнодействующая диффузия Li сопоставима в кристаллическом и аморфном Si (≈10 −12 см 2 с −1 ). [ 109 ] Ding et al. оценил аналогичный диапазон (от 10 −13 до 10 −12 ) см 2 с −1 на основе электрохимических измерений (GITT, EIS и циклическая вольтамперометрия) для нано-Si. [ 110 ] Мы хотели бы отметить, что эти данные следует рассматривать с осторожностью, поскольку традиционный анализ кинетических данных применим только к однофазным материалам.

Сообщалось о нескольких попытках улучшить характеристики кремниевого анода и преодолеть существующие проблемы. Были исследованы различные морфологии и наноструктуры Si, чтобы преодолеть большое объемное расширение во время процесса литирования, которое в конечном итоге приводит к разрушению электрода и измельчению активного материала и облегчает диффузию Li. Quiroga-González et al. представили кремниевый микропроволочный анод, вставленный на одном конце в медный токоприемник.При сравнении анода из микропровода с другими структурами кремниевого анода были достигнуты более высокие поверхностные емкости и плотности заряда. [ 111 ] Коралловая сеть из пористых кремниевых нанопроволок, соединенных между собой тонким углеродным слоем, была синтезирована Wang et al. и используется для высокоэнергетических и мощных литий-ионных аккумуляторов. Взаимосвязанная структура обеспечивает быструю диффузию ионов / электронов наряду с коротким путем диффузии ионов за счет пористых нанопроволок Si. Высокие удельные емкости были представлены при высоких скоростях заряда 7C, достигающих более 500 циклов заряда-разряда. [ 112 ] Yu et al. продемонстрировали использование тонких слоев Si, о которых ранее сообщалось как об успешном решении проблемы объемного расширения, [ 113 ] на эластомерной подложке в высокоэффективных литий-ионных батареях. Использование этой многослойной структуры привело к стабильной и высокой кулоновской эффективности до 500 циклов. [ 114 ] Манипулирование составом объема Si может также улучшить характеристики Si, как показано для анодов Si, сильно легированных бором, что доказывает улучшенный перенос Li + в объеме и на границе раздела.Использование этого активного материала привело к повышению производительности даже при высоких значениях тока (893 мА ч г -1 при 8 ° C). [ 115 ]

Композиты кремний-углерод представляют собой подход к преодолению недостатков медленного электронного и ионного транспорта в анодах из чистого кремния. Таким образом, добавление углерода может улучшить коэффициент диффузии лития до двух порядков. [ 116 ] Это увеличивает возможность быстрой зарядки по сравнению с чистым кремнием. [ 117 ] Тем не менее, создание таких композитов все еще затруднено из-за низкой плотности энергии получаемых полных ячеек и высокой стоимости изготовления. [ 118 ]

Диффузия Li в листах силицена

Силицен, кремний аналог графена, был исследован теоретически с помощью расчетов из первых принципов Tritsaris et al. [ 119 ] Авторы обнаружили, что диффузионный барьер для адсорбированного Li на отдельно стоящих однослойных листах силицена (Li x Si 1− x ) составляет 0.23 эВ и 0,24 эВ для x = 0,11 и x = 0,47 соответственно. [ 119 ] Для двухслойного силицена диффузионные барьеры составляют 0,75 эВ и 0,25 эВ для x = 0,06 и x = 0,41 соответственно, [ 119 ] то есть, диффузия усиливается при более высоком содержании Li. Диффузия Li через двойные слои силицена (0,56 эВ) предпочтительнее однослойных (1,07 эВ). [ 119 ] В отличие от объемного материала Si, литированный силицен, скорее всего, не страдает необратимыми структурными изменениями, и ожидаемое изменение объема, скорее всего, составляет порядка <25%. [ 119 ]

Диффузия Li в кремниевых нанопроводах

Для отдельных атомов Li внутри нанопроволок Si, Zhang et al. обнаружили, что энергия связи Li постепенно увеличивается с увеличением диаметра нанопроволок, пока не достигнет значения для объемного Si (1,36 эВ). [ 89 ] Например, энергия связи Li в узлах сердцевины нанопроволок Si с длинной осью вдоль направления [110] с (1.5, 2,0 и 2,5) нм составляют (1,22, 1,34 и 1,35) эВ соответственно. [ 89 ]

На рис. 4в показаны рассчитанные барьеры диффузии лития в нанопроволоки Si [110] диаметром 1,5 нм. [ 89 ] Барьер для диффузии от поверхности к поверхности самый низкий ((0,12–0,20) эВ), за ней следует диффузия от ядра к ядру (0,58 эВ), однако скорость, определяющая шаг представляет собой переход Li в нанопроволоку Si (≈0.9 эВ). [ 89 ] Этот результат согласуется с экспериментально наблюдаемым фазовым распределением ядро-оболочка для нанопроволок Si. [ 120 ]

Диффузия Li в титанатах лития

Tielens et al. рассчитал энергетический барьер для диффузии Li + в Li x TiO 2 для x <0,5. [ 121 ] Интересно, что авторы обнаружили, что диффузионный барьер уменьшается с увеличением содержания Li от 1.31 до 0,67 эВ. [ 121 ] Это означает, что интеркаляция должна происходить быстрее с увеличением x в Li x TiO 2 , в отличие от тенденции, наблюдаемой для Li x C 6 (см. Рисунок 5). Мы хотели бы отметить, что TiO 2 и Li 4 Ti 5 O 12 имеют очень низкую электронную проводимость, и предположение о том, что коэффициент химической диффузии Li может быть заменен коэффициентом химической диффузии Li + , является чрезмерным упрощением.При введении лития парциальная электронная проводимость увеличивается, что также приводит к сильному увеличению D˜Li.

Сравнение энергий активации коэффициентов твердофазной химической диффузии для Li x C 6 [ 98, 99 ] и Li x TiO 2 . [ 121 ]

Возможность быстрой зарядки элементов с анодами LTO [ 122 ] намного лучше, чем с графитом, хотя диффузионные барьеры выше.Это может быть связано с общим использованием наноразмеров и наноструктурирования материалов LTO [ 123-126 ] , что приводит к более коротким путям диффузии в твердом состоянии. Недавно сообщалось, что низкие активационные барьеры в LTO происходят из кинетических путей, образованных искаженными литий-полиэдрами с разделенными гранями на двухфазных границах между стабильными концевыми элементами Li 4 Ti 5 O 12 и Li 7 Ti 5 O 12 .В метастабильных промежуточных соединениях, которые доступны с высокой скоростью и образуются из-за низкой межфазной энергии в материале, диффузионный барьер составляет всего 0,216 эВ (Li 5 Ti 5 O 12 ) по сравнению с 0,343 эВ. и 0,455 эВ в Li 4 Ti 5 O 12 и Li 7 Ti 5 O 12 соответственно. Таким образом, это может быть реальной причиной улучшенной возможности быстрой зарядки LTO. [ 127 ]

Распространение Li в емкости олово

Диффузионный барьер для одиночного атома Li в Sn, рассчитанный Chou et al.и Wang et al. составляет 0,39 эВ. [ 84, 88 ] Подобно диффузии Li в Si, диффузионный барьер уменьшается до 0,33 эВ для Sn, если второй атом Li присутствует рядом с диффундирующим атомом. [ 84 ] Было обнаружено, что это уменьшение барьера пропорционально электростатическому отталкиванию Li – Li. [ 84 ]

Сравнение диффузионного барьера Li в Si и Sn при использовании одного и того же метода расчета привело к 0.62 эВ и 0,39 эВ соответственно. [ 84 ] Более низкий барьер для Sn является результатом более высокой гибкости решетки и большего размера атома Sn, что обеспечивает более легкое расширение решетки и, следовательно, более легкий проход атомов Li. [ 84 ]

Li
+ Диффузия в оксидах ниобия вольфрама

Литий-ниобий-вольфрамовые оксиды (Li x Nb 16 W 5 O 55 и Li x Nb 18 W 16 O 93 в качестве альтернативных материалов анода) для приложений с быстрой зарядкой, предлагая низкие диффузионные барьеры в диапазоне (0.10–0.30) эВ. [ 128 ] По сравнению с LTO, они работают при аналогичных потенциалах (в среднем 1,57 В по сравнению с Li + / Li), предлагая значительно более низкие диффузионные барьеры без необходимости наномасштабирования. Вместо этого они полагаются на оксидную сверхструктуру, обеспечивающую быструю диффузию и стабильность. [ 128 ]

Li
+ Диффузия в органических анодных материалах

Органические материалы рассматриваются как возможные ресурсосберегающие альтернативы современным материалам и обладают способностью к биологическому разложению. [ 129 ] Различные группы провели расчеты из первых принципов диффузии Li + в органических анодных материалах. Примерные барьеры составляют 0,12 эВ и 0,21 эВ для терефталата лития [ 130 ] и терефталата лития [ 131 ] соответственно. Эти значения низкие по сравнению с диапазоном значений графита, [ 80, 98, 99 ] , что указывает на хорошую способность к быстрой зарядке, однако удельные энергии органических анодных материалов, исследованных до сих пор, очень низкие.

SEI и искусственный SEI

Состав и структура слоя SEI ограничивают перенос заряда. Идеальный SEI для приложений с быстрой зарядкой должен быть тонким, однородным, долговременным и стабильным, а также обладать высокой ионной и низкой электронной проводимостью. Все эти характеристики могут быть получены путем создания искусственного слоя SEI. Когда слой SEI формируется во время циклирования, его свойства напрямую связаны, среди прочего, с содержанием материала электролита и анода. [ 132 ] Большинство этих методов изменения SEI на месте основаны на свойствах электролита и поэтому будут обсуждаться в разделе 5. Здесь мы сосредоточимся на том, как модификация анода может улучшить характеристики SEI. Хотя было проведено множество исследований добавок к электролиту для изменения свойств слоя SEI, [ 59 ] недавних исследований предлагают провести процесс предварительной обработки с использованием различных методов, в результате чего искусственный слой SEI обладает желаемыми свойствами. [ 8, 133 ]

Простой процесс, представленный Wang et al. включает интенсивное перемешивание промышленного графитового порошка в водных растворах с различным содержанием глюкозы ( w = (2,5–7,5)%) с последующей процедурой пиролиза. Образцы, покрытые раствором глюкозы ( w = 5%), показали высокую обратимую емкость ≈340 мА ч g -1 (при 60 мА g -1 для 45 циклов) наряду с отличными скоростными характеристиками. [ 134 ] Другое искусственное покрытие SEI, содержащее полиэтиленгликоль трет -октилфениловый эфир (PEGPE) и полиаллиламин (PAAm), было нанесено на различные анодные материалы, включая природный графит (NG). Плато, связанное с образованием SEI, не наблюдалось при сравнении профилей циклирования обработанных и необработанных NG активных материалов. При высоких скоростях (10 ° C) обработанный NG показал чрезвычайно высокую емкость 336 мА · ч · г -1 вместе с сохраненной емкостью 93% даже после 100 циклов. [ 135 ]

Кроме того, химическое и термическое осаждение из паровой фазы (CVD и TVD, соответственно) широко используются в качестве методов покрытия частиц графита гомогенным углеродным искусственным слоем SEI, в результате чего получается композит со структурой ядро-оболочка. [ 133, 136 ] Например, Йошио и его сотрудники представили TVD-процесс толуола при 1000 ° C. Толщину углеродного покрытия контролировали по времени подачи паров толуола в реакционную трубку.По мере увеличения концентрации углеродного покрытия на графите ( w = (0–17,6)%) получаемая необратимая потеря емкости уменьшается, а кулоновский КПД увеличивается. [ 137 ]

Распределение частиц по размерам

Гранулометрический состав активного материала (PSD) влияет на общее расположение частиц в микроструктуре электрода, в то же время представляя различные длины диффузии Li в твердом состоянии.Влияние PSD на быстродействие полной ячейки оценивалось с использованием различных коммерческих графитовых материалов. [ 138 ] В условиях быстрой зарядки ионы Li + приходят с сильным потоком на поверхности материала анода, что приводит к градиентам литиирования внутри частиц, то есть степень локального литиирования выше на поверхности частиц по сравнению с ядром частицы. [ 139 ] Эти градиенты литирования приводят к развитию напряжений, например, из-за объемного расширения частиц Si, [ 140 ] , что, в свою очередь, может привести к растрескиванию частиц. [ 141 ] Более крупные частицы более склонны к растрескиванию [ 142 ] из-за большей длины диффузии. Кроме того, более крупные частицы обычно достигают более низкой емкости заряда при высоких скоростях углерода, что свидетельствует об ограничении медленной твердотельной диффузией Li + в графите. [ 143 ] Однако меньший средний размер частиц приводит к более высокой удельной поверхности и, следовательно, к более высоким потерям емкости во время образования [ 143 ] , а также к более высоким скоростям реакции с электролит. [ 144 ]

Когда были исследованы аналогичные плоские пластинчатые графиты с различными размерами частиц ((6–44) мкм), для малогабаритного активного материала произошел более простой и полный процесс деинтеркаляции. Напротив, для частиц размером 44 мкм произошло только частичное литирование, что подтверждает соображения, приведенные в разделе «Электроды однофазной интеркаляции». Во время оценок высокой концентрации углерода ионам Li + дается недостаточно времени для внедрения в структуру графита, что напрямую ведет к снижению емкости. [ 145 ]

В нескольких вычислительных исследованиях изучалось влияние пористости и размера частиц на производительность и износ литий-ионных аккумуляторов. Рёдер и его коллеги представили влияние PSD (с использованием распределения Вейбулла) на емкость электрода. Их численные расчеты, также подтвержденные экспериментальной работой, показали уменьшение емкости электрода с увеличением среднего радиуса. Более высокое внутреннее сопротивление, вызванное более длинными путями диффузии в более крупных частицах, может объяснить полученные результаты, особенно для высоких концентраций углерода. [ 146 ] Таким образом, в любом случае средний размер частиц должен удовлетворять условию, заданному в уравнении (18).

Кроме того, во время цикла частицы могут треснуть из-за процессов разложения (например, в случае Si), что приведет к уменьшению размера частиц наряду с электрическим отключением частиц. Следовательно, хотя путь диффузии укорачивается из-за уменьшения среднего размера частиц, характеристики электрода значительно снижаются, особенно при высоких скоростях разряда, из-за отсоединения активного материала. [ 146 ]

Пористость частиц

Высокие значения сопротивления диффузии наряду с низкой емкостью — лишь некоторые из трудностей, вызванных большими расстояниями диффузии ионов Li + в частицах графита. Одним из существующих решений для большой длины диффузии является производство пористого графитового активного материала, который обеспечивает высокие скорости зарядки.

Процесс травления с использованием 1 моль л раствора гидроксида калия -1 с последующей сушкой при 80 ° C и отжигом при 800 ° C в газообразном азоте в течение двух часов привел к образованию пор нанометрового размера. [ 147 ] Удельная емкость, полученная с помощью травленого графита, была выше, чем у исходного материала, в частности, для высоких плотностей тока. [ 147 ] Было также доказано, что процесс паровой газификации с никелевым катализатором приводит к образованию пористой графитовой структуры. [ 148 ] Синтезированный активный материал продемонстрировал более длительный срок службы при циклических нагрузках при высоких скоростях зарядки (5 ° C) в дополнение к более высокой обратимой емкости (при 35 мА g -1 ). [ 148 ]

3.1.2 Ограничение быстрой зарядки на уровне электрода

Потребность в высоких скоростях и увеличенной плотности энергии побудила исследователей разработать различные составы анодных электродов и микроструктуры для решения существующих проблем. Хотя изучение самого материала привело к значительному улучшению общих характеристик, нельзя пренебрегать инженерным подходом. Контроль толщины электрода, увеличение пористости электрода, уменьшение его извилистости и уменьшение содержания неактивных добавок (таких как связующее и проводящий углерод) уже дали многообещающие результаты, даже при использовании хорошо известных анодных материалов, таких как графит.

Влияние микроструктуры электрода: извилистость анода

Процесс изготовления анода начинается с приготовления многокомпонентной суспензии. Позже смесь проходит процессы литья и каландрирования, создавая извилистые пути диффузии в пористом слое активного материала, по которому транспортируются носители заряда. Извилистость можно определить как длину пути переноса ионов из-за пористой микроструктуры, существующей в электроде. [ 16, 149 ] Прямой ионный путь ( Рисунок 6a), следовательно, имеет значение извилистости τ = 1. В нескольких отчетах коррелировали пористость и извилистость электрода как расчетами, так и экспериментальной работой, чтобы достичь оптимизация параметров электродной структуры. [ 18 ] Кроме того, было обнаружено, что исследования импеданса позволяют количественно оценить извилистость электродов, что позволяет получить значимые экспериментальные результаты, подтверждающие численные расчеты. [ 16, 17 ] Хотя извилистость тесно связана с пористостью, она описывает эффективные ионные пути, а пористость описывает долю пустот. Следовательно, высокопористые электроды не обязательно имеют низкие значения извилистости, например, в случае высокой доли тупиковых пор, как показано на рисунке 6b.

а) Эффективные ионные пути и б) тупиковые поры наряду с неэффективными путями, что приводит к повышенной извилистости.

При использовании толстых высоконагруженных электродов высокие скорости ограничиваются путями диффузии внутри микроструктуры электрода. [ 19, 150-153 ] Высокие значения извилистости являются существенным ограничением, которое напрямую влияет на способность батареи поддерживать высокую частоту циклирования наряду с более высокой плотностью мощности. Уменьшение длины пути иона в электродах в конечном итоге приведет к более быстрой и эффективной диффузии (уменьшению параметра β), увеличению предельной плотности тока j lim , что напрямую влияет на перенапряжение электролита на анодной стороне ΔφELa, как подробно описано в Разделе 2.2.1. Низкие скорости миграции, связанные с высокими значениями извилистости, могут привести к значительной омической и концентрационной поляризации, что в конечном итоге не позволяет использовать весь доступный активный материал. В конце концов, перенапряжение для переноса ионов из-за медленной электродной кинетики анода может привести к снижению емкости и осаждению лития на поверхности электрода рядом с сепаратором. [ 154, 155 ]

Различные исследования сосредоточены на улучшении транспортных ограничений за счет использования трехмерных архитектур электродов, в которых контролируемая форма и ориентация электродных частиц приводят к предпочтительным траекториям с низкой извилистостью для ионов Li + .Крайне важно сравнивать структурированные и неструктурированные электроды с одинаковыми нагрузками, чтобы правильно оценить эффект извилистости. Исследования, проведенные с использованием мезопористой микроструктуры анатаза, представляющей однородные и соединенные поры, привели к улучшенным характеристикам по сравнению с оптимальным результатом, ранее сообщенным для наночастиц анатаза. [ 156 ] Кроме того, расчеты, выполненные для магнитно ориентированных чешуек графита (см. Рис. 6а), показали уменьшение извилистости вне плоскости почти в четыре раза. [ 157 ] Кроме того, испытание на способность к скорости показало, что удельный заряд в три раза выше, более определенное плато потенциала и гораздо меньшее перенапряжение при использовании выровненных чешуек графита.

Процесс совместной экструзии с последующим методом спекания, приводящий к контролируемой извилистости при сохранении пористости и толщины электрода, ранее был описан Bae и соавторами. [ 158 ] Альтернативные подходы, такие как лазерное формирование рисунка, позволяют управлять структурой электрода после изготовления, создавая массив вертикальных каналов, служащих путями линейной диффузии. [ 159, 160 ]

Пористость анода

Пористость анода имеет решающее значение для надлежащей работы электрода, поскольку на проникновение электролита в объем электрода напрямую влияют пустоты, имеющиеся между частицами активного материала. Контроль пористости во время изготовления электродов — это компромисс между электронной и ионной проводимостью. [ 161 ] Хотя более высокая пористость благоприятствует ионной проводимости, она также снижает поверхностную емкость при той же толщине анодного покрытия.Аноды с более высокой пористостью и той же площадью поверхности приводят к более толстому слою активного материала, что приводит к более низкой плотности энергии на уровне элементов. Например, Colclasure et al. показали, что полная объемная плотность энергии ячейки, достигнутая для электрода 4 мА ч см -2 с пористостью 40%, меньше, чем для анода 3 мА ч см -2 с пористостью 30%. [ 19 ] Следовательно, увеличение пористости до высоких уровней не является эффективной стратегией для улучшения способности к быстрой зарядке.

Продолжающийся рост слоев SEI на поверхности анода [ 162 ] является хорошо известным механизмом старения, приводящим к закупорке пор электродов [ 163 ] и, следовательно, к снижению пористости во время срок службы батареи. Модель микрокинетического литий-ионного аккумулятора предсказала характеристики старения в результате непрерывного закупоривания пор электродов из-за образования SEI (см. , рис. 7). [ 164 ] Значительное перенапряжение электролита возникает после ≈3000 циклов, что делает возможным осаждение металлического лития. [ 164 ] Положительная обратная связь, вызванная осаждением металлического лития и уменьшением пористости, ускоряет процесс старения и может привести к внезапному падению емкости элемента. [ 164 ]

Иллюстрация роста SEI и закупоривания пор во время цикла, вызывающего поляризацию и, следовательно, способствующего осаждению металлического Li.

В теоретических и экспериментальных исследованиях ранее обсуждалась оптимизация пористости электродов в зависимости от химического состава электродов. Чжэн и его коллеги представили связь между неактивными компонентами электрода и его пористостью, в результате чего была получена оптимальная массовая доля ( w ) инертного материала 8%, при этом электрод был доведен до пористости не менее 30%. [ 20 ] Та же группа также сообщила об оптимальной производительности при использовании комбинации PVDF ( w = 8%) с ацетиленовой сажей ( w = 7%) при одновременном регулировании электродов на (30– 40)% пористости. [ 21 ] Другое исследование представило снижение емкости первого и второго цикла наряду с более высокой необратимой потерей емкости при увеличении плотности графитового анода с 0,9 г / см −3 (где были получены оптимальные результаты) до 1,38 г. см −3 . [ 165 ] Следовательно, при выборе пористости электрода следует учитывать легкое проникновение ионов Li + наряду с содержанием неактивного материала и применяемыми скоростями.

Толщина анодного покрытия

Эффективный способ увеличения способности к быстрой зарядке, который также применяется в современных коммерческих элементах. [ 166, 167 ] представляют собой тонкие анодные покрытия. [ 19, 138 ] Однако в случае малой толщины покрытия соотношение активного и неактивного материала является неблагоприятным с точки зрения удельной энергии и низкой плотности энергии, что приводит к увеличению затрат. [ 13 ]

Одним из эффективных методов увеличения объемного отношения активных и неактивных материалов является увеличение толщины электрода. [ 166 ] В промышленных элементах толщина одностороннего покрытия в настоящее время составляет до ≈100 мкм. [ 166 ] Однако различные исследования пришли к гораздо более высоким значениям. Численные модели были созданы для изучения взаимосвязи между толщиной и применяемой скоростью заряда.Преимущества толстых электродов в отношении плотности энергии были скомпрометированы из-за внутренней поляризации ячейки и низкого использования активного материала, что привело к критической толщине. [ 152, 168 ]

Sivakkumar et al. исследовали поведение полуэлементов Li / графита при высоких плотностях тока (до 60C) при использовании графитовых анодов разной толщины ((12–100) мкм). Покрытия более тонких электродов показали превосходные характеристики при применении скорости интеркаляции C / 10 наряду с различными токами деинтеркаляции (до 60 ° C).Когда такая же скорость, 20 ° C, использовалась для процессов интеркаляции и деинтеркаляции, покрытие толщиной 100 мкм показало резкое падение, приводящее к сохранению только 2% гравиметрической способности деинтеркаляции. [ 138 ]

Галлахер и его коллеги представили корреляцию между нагрузкой на электрод и различными параметрами, такими как плотность тока, перенос электролита и общая производительность элемента, используя численные расчеты и экспериментальные результаты. [ 151 ] Анализ показал значительное снижение использования производственных мощностей из-за истощения запасов соли. С другой стороны, когда были выбраны подходящие плотности тока, которые позволяют получить полный доступ к имеющейся мощности, избегая при этом осаждения лития, стабильное циклирование было достигнуто. [ 151 ]

Влияние анодного потенциала

Неблагоприятное осаждение металлического лития на аноде становится термодинамически возможным, если потенциал анода становится ниже 0 В по сравнению с Li + / Li, [ 103, 169-171 ] , что соответствует перенапряжению (0.065–0,2) В в случае графита. [ 171 ] Это условие с большей вероятностью будет выполнено перед поверхностью анода (рядом с сепаратором) из-за более высокой активности Li + [ 105 ] и менее вероятно вблизи токоприемник из-за обеднения ионами Li + . [ 153 ] Для карманных ячеек осаждение металлического Li на поверхности анода приводит к измеримым изменениям толщины. [ 172 ] Моделирование с учетом микроструктуры анода показывает, что сначала выполняется условие осаждения лития на поверхности анода. [ 170 ] В соответствии с этим анализ вскрытия после циклирования показал, что металлический литий в основном осаждается на поверхности анода. [ 173-175 ] На потенциал анода и, следовательно, на тенденцию осаждения металлического лития влияют добавки электролита, [ 176 ] активные материалы анода, [ 177 ] толщина анодного покрытия, [ 38 ] рабочие параметры, такие как температура, C-скорость и SOC [ 38, 103-105, 177 ] , а также соотношение площадей между анодом и катодом (отношение N / P). [ 19, 178–181 ]

Соотношение N / P обычно находится в диапазоне от 1,1 до 1,2. [ 19, 178-182 ] отношения N / P <1 приводят к осаждению металлического Li, так как поверхностная емкость катода превышает емкость анода. Мао и др. описали отношение N / P как функцию скорости заряда графита / LiNi 0,8 Co 0,1 Mn 0,1 O 2 (NCM811) ячеек пакета. [ 37 ] В качестве примера авторы нашли для своих электродов оптимальные отношения N / P 1,15, 1,00 и 0,5 для C / 10, 3C и 4C соответственно. [ 37 ]

Анодный потенциал также связан со свойствами на уровне материала. Например, более крупные частицы и более высокие барьеры для миграции лития в активный материал и для диффузии в твердом состоянии внутри активного материала показывают более высокую тенденцию осаждения металлического лития из-за более сильных эффектов поляризации.Напротив, высокие анодные потенциалы, как в случае материалов LTO, позволяют избежать осаждения металлического лития, уменьшая при этом напряжение элемента и, следовательно, удельную энергию и плотность энергии на уровне элемента.

Путем изготовления анодов с различным соотношением графита и твердого углерода ((0–100)% твердого углерода) Chen et al. обнаружили значительное улучшение сохранения емкости после 500 циклов с 4 ° C и 6 ° C для 50% графита / твердого углерода. [ 183 ] Авторы использовали промышленно значимые поверхностные плотности (3 мА ч см -2 ) и полные клетки многослойного мешка.Улучшение было приписано повышенной однородности реакции внутри анода и уменьшению образования Li-покрытия.

В особом случае LMA металлический литий наносится непосредственно на металлический литий или подходящий токоприемник. Здесь литиевое покрытие больше не проблема, а желательная особенность. В сочетании с SE, устойчивыми к металлическому литию, это открывает возможность SSB с возможностью быстрой зарядки. Однако плохой контакт между двумя твердыми фазами по-прежнему является проблемой, среди прочего, что будет более подробно описано в Разделе 5.2.2. Наряду с вышеупомянутой ограниченной диффузией вакансий, ведущей к распространению дендритов, это создает серьезные проблемы для быстрой зарядки LMA. [ 90 ]

3.1.3 Разрушение анода, вызванное быстрой зарядкой

Основными режимами разложения, связанными с быстрой зарядкой, являются: i) осаждение Li на аноде и последующая реакция с электролитом, а также образование «мертвого Li», ii) повышенная скорость реакции в результате нагрева элемента из-за протекания тока и iii) трещины частиц.

В литературе механизм осаждения металлического лития в основном исследуется для графитовых анодов, [, 102, 105, 172-175, 177, 184, 185, ] , хотя он также изучается в композитных анодах Si / C. [ 186 ] Явление осаждения металлического лития на анодах очень важно, поскольку оно может снизить безопасность за счет роста дендритов [ 187 ] и экзотермических реакций. [ 175, 188 ] На графитовых анодах осаждение металлического лития предпочтительнее во время зарядки при низких температурах, [ 38, 102, 103, 185 ] Высокая скорость зарядки при зарядке, [ 103, 185 ] и высокие SOC, [ 103 ] , а также их комбинация. [ 104, 185 ] Этим эффектам можно противодействовать, избегая отрицательных анодных потенциалов, например, с помощью оптимизированных протоколов зарядки [ 103-105 ] или путем внутреннего нагрева элементов во время зарядки. [ 189 ]

Кроме того, нагрев элемента из-за протекания тока во время зарядки может иметь значительное влияние на потенциал анода. Типпманн и др. путем моделирования с использованием связанной тепловой модели и без нее (то есть с нагревом за счет зарядного тока и без него) было показано, что потенциал анода смещен в сторону более высоких значений. [ 103 ] Следовательно, более крупные элементы, которые обычно демонстрируют более сильный нагрев из-за протекания тока, [ 166, 182 ] , вероятно, будут демонстрировать более низкую тенденцию к осаждению металлического лития по сравнению с меньшими клетки.

В случае быстрой зарядки при высоких температурах окружающей среды или сильного нагрева элементов из-за высоких зарядных токов вступают в действие различные механизмы старения. Известно, что высокие температуры подавляют осаждение лития; однако рост SEI благоприятен при повышенных температурах. [ 162 ]

Ламинированная структура графита (расстояние между слоями 0,335 нм [ 137 ] ) обеспечивает интеркаляцию Li + .Одновременно может происходить соинтеркаляция растворителя, особенно при высоких скоростях зарядки, вызывая объемное расширение и расслоение (≈10%) с последующим разрушением структуры графита. [ 190 ] Когда применяются быстрые скорости зарядки, требуется быстрое интеркалирование Li + . Из-за существующих ограничений переноса заряда может быть создан большой градиент концентрации, что приведет к неоднородному распределению напряжений между частицами графита. Могут возникнуть трещины в материале и микроструктуре электрода, что приведет к изоляции частиц графита и даже отсоединению активного материала от токосъемника.Перестройка решетки графита может вызвать дальнейшую механическую деградацию и дефекты в процессе интеркаляции. [ 59 ]

Когда в качестве отрицательных электродов используются основные материалы из легированного металла, может быть получено значительное объемное расширение. Уинтер с соавторами показали, что значительных изменений объема можно предотвратить, сохраняя небольшой размер частиц материала-хозяина ((10-20) нм для Sn 2 Fe и SnFe 3 C интерметаллических фаз, например [ 191 ] ).

Рекомендации по обслуживанию литий-ионных батарей

| Pro Tool Reviews

Мы уже рассмотрели советы по зарядке аккумуляторов, а также хотели бы рассказать о советах по обслуживанию литий-ионных аккумуляторов. Литий-ионные батареи дороги. Вы хотите сделать все возможное, чтобы продлить срок службы топлива, питающего ваши аккумуляторные инструменты. Из пяти основных убийц мы в наибольшей степени контролируем тепло, но хорошие привычки к зарядке также значительно помогают. В совокупности все эти советы должны продлить жизнь вашим аккумуляторным блокам.


Литий-ионный аккумулятор Совет № 1: Нагрев

Нагрев — убийца номер один для производительности аккумулятора. Большая часть тепла генерируется при использовании инструмента и его зарядке, но мы можем сделать несколько вещей, чтобы минимизировать его.

Снимите аккумулятор с зарядного устройства и дайте ему остыть в течение нескольких минут, прежде чем снова использовать.

Большинство зарядных устройств имеют автоматическое отключение для остановки процесса зарядки при достижении полной зарядки. Если вытащите аккумулятор в самом конце цикла, останется немного тепла.Даже простое сидение на подключенном к розетке зарядном устройстве генерирует немного дополнительного тепла. Дайте ему остыть всего на пару минут, прежде чем снова поставить под нагрузку.

В жаркую погоду храните аккумуляторы в прохладном затененном месте.

Температура в кузове грузовика и внутри грузовика может резко возрасти по сравнению с температурой окружающего воздуха. Хранение батарей там будет иметь температуру выше 100 градусов еще до того, как вы даже включите инструмент.Хотя это не так экстремально, как в автомобиле, простое сидение на солнышке также повысит температуру. Точно так же, если вы делаете даже небольшой перерыв в использовании инструмента, поместите его в тени, пока он не понадобится снова.

Сделайте перерыв.

Вы почувствуете повышение температуры инструмента, когда он достигнет точки автоматического отключения. Помогите поддерживать производительность, давая инструменту частые перерывы в агрессивных операциях, таких как демонстрационные работы и сверление бетона.

Храните батареи внутри.

Где я живу, ты начинаешь потеть, как только ступишь в гараж. Некоторым помогает открытие гаражных ворот, но это не так хорошо, как в доме с кондиционером. Найдите место для хранения и зарядки этих батарей внутри, если ваш супруг позволяет вам.

Литий-ионный аккумулятор Совет № 2: Низкие температуры

Аккумуляторы должны быть не слишком горячими, но и не слишком холодными, чтобы они работали наилучшим образом. Когда температура упадет, вот несколько советов по уходу, которые немного согреют.

Пусть ваши батарейки ездят на дробовике.

Я знаю, что у вас перегрелся грузовик по дороге на стройплощадку. Поместите батареи, которые вы собираетесь использовать, и направьте рядом с ними вентиляционное отверстие. Если позволить им согреться в пути, это поможет им обеспечить дополнительную мощность и время работы.

Установите их на солнце.

В точности противоположно тому, что вы делаете при высоких температурах, но установка аккумулятора и зарядного устройства в местах, где на них попадают прямые солнечные лучи, поднимет температуру больше, чем если вы будете сидеть в тени.

Храните их внутри.

Если вы работаете на открытом воздухе в отапливаемом здании, положите батареи и зарядное устройство внутрь. Это немного неудобно, но вы будете реже менять батареи. Когда вы закончите день, отведите их в дом вместо того, чтобы заставлять их ночевать в холодном сарае или гараже.

Литий-ионный аккумулятор Совет № 3: следите за вибрацией

К сожалению, с вибрацией мало что можно сделать.Большая часть вибрации, которую испытывает аккумулятор, исходит от самого инструмента и приложения. Тем не менее, есть несколько вещей, которые могут помочь здравому смыслу.

Не роняйте батареи.

Батарейные блоки, которые мы используем, представляют собой нечто большее, чем просто батарейки типа AA, упакованные вместе. Это более сложная химия и жилье. Он также включает компоненты электронной связи. Относитесь к ним хорошо.

Не позволяйте им ехать в кузове вашего пикапа.

В ящике для инструментов? Конечно.Бегает по кровати? Точно нет! Каждый раз, когда вы поворачиваете, ускоряетесь или останавливаетесь, эти батареи могут врезаться в бок и генерировать большую силу. Чтобы лучше понять, как это выглядит, перейдите на YouTube и выполните поиск по запросу «Football Concussion Hits».


Совет по обслуживанию литий-ионной батареи №4: Влага

Вот еще одна область, которую трудно контролировать. Все мы знаем, что вода и электричество — это как дочери и свидания, поэтому будьте осторожны с тем, что вы можете сделать, чтобы предотвратить это.

Храните батареи вдали от источников воды.

Дайте им немного места вокруг кранов с водой, холодильников и чашек сладкого чая из пенополистирола на 48 унций. Корпус сконструирован так, чтобы отводить влагу от ячеек, но как только повреждение нанесено, это уже сделано.

Берегите их от дождя.

Иногда приходится работать под дождем. Просто держите запасные батареи подальше от него. Храните их в ящике для инструментов или под защитным чехлом.

Совет по обслуживанию литий-ионных аккумуляторов № 5: Остерегайтесь чрезмерной разрядки

Наш последний совет по обслуживанию литий-ионных аккумуляторов связан с чрезмерной разрядкой.Мы максимально контролируем наши привычки зарядки. Несмотря на то, что заряд и разряд создают тепло, батареи также находятся в оптимальном состоянии как для использования, так и для хранения.

Заряжайте аккумуляторы, когда уровень заряда снижается с двух до одного.

Заряжайте аккумуляторы, пока они не разрядились полностью. Даже если у вас может остаться 15–25%, когда вы нажмете одну полосу, вы значительно продлите ее срок службы, заменив ее раньше.

Также следует остерегаться постоянно работающих инструментов, когда они указывают на необходимость зарядки аккумулятора.Большинство упражнений будут сидеть на какое-то время, а затем дать вам еще один шанс. Не поддавайтесь желанию использовать их таким образом. Большинство современных аккумуляторных батарей имеют встроенную защиту от чрезмерной разрядки. Тем не менее, вы не хотите подталкивать вещи, постоянно нажимая на спусковой крючок, когда пакет говорит вам положить его на зарядное устройство.

Храните аккумуляторы наполовину заряженными.

Есть причина, по которой производители поставляют батарею наполовину заряженной: это их счастливое место. Химический состав аккумулятора наиболее стабильный при половинном заряде.Между прочим, они, как правило, работают с максимальным потенциалом и при половинном заряде. Если вы знаете, что храните батареи более пары дней, дайте им наполовину зарядиться. Даже когда вы просто храните их на ночь или на выходных, держите их на частичной зарядке, когда закончите в течение дня. Совершенно нормально частично зарядить их, чтобы довести до половины заряда, не ограничивая срок службы батареи.

Сделайте перерыв.

Это не только позволяет снизить температуру, но и позволяет стабилизировать химический состав.Допустив и то, и другое, вы увеличите время работы без подзарядки.

Способы зарядки литий-ионных аккумуляторов

Для большинства электронных устройств, работающих от аккумуляторов, выбирают литий-ионный аккумулятор. Узнайте, что нужно для их правильной зарядки.

Опубликовано Джон Тил

Литий-ионный аккумулятор

— это аккумулятор, который чаще всего используется в бытовой электронике. Из других типов, которые использовались ранее, никель-кадмиевые батареи для использования в электронном оборудовании были запрещены в ЕС, поэтому общий спрос на эти типы упал.

Никель-металлогидридные батареи

все еще используются, но их более низкая плотность энергии и соотношение цены и качества делают их непривлекательными.

Работа и конструкция литий-ионного аккумулятора

Литий-ионные батареи

считаются вторичными батареями , что означает, что они перезаряжаемые. Наиболее распространенный тип состоит из анода, сделанного из слоя графита, нанесенного на медную подложку, или токоприемника, и катода из покрытия из оксида лития-кобальта на алюминиевой подложке.

Сепаратор обычно представляет собой тонкую полиэтиленовую или полипропиленовую пленку, которая электрически разделяет два электрода, но позволяет переносить через нее ионы лития.Это расположение показано на рисунке 1.

Также используются различные другие типы анодных и катодных материалов, наиболее распространенные катоды обычно дают свои имена в соответствии с описанием типа батареи.

Таким образом, катодные элементы из оксида лития-кобальта известны как ячейки LCO. Типы оксида лития, никеля, марганца и кобальта называются типами NMC, а элементы с катодами из фосфата лития-железа известны как ячейки LFP.

Рисунок 1 — Основные компоненты типичного литий-ионного элемента

В реальном литий-ионном элементе эти слои обычно плотно скручены друг с другом, а электролита, хотя и жидкого, едва хватает для смачивания электродов, и внутри нет жидкости, плещущейся.

Это устройство показано на рисунке 2, который изображает реальную внутреннюю конструкцию призматической или прямоугольной металлической ячейки. Другими популярными типами корпусов являются цилиндрические и мешочные (обычно называемые полимерными ячейками).

На этом рисунке не показаны металлические выступы, прикрепленные к каждому токосъемнику. Эти выступы являются электрическими соединениями с батареей, в основном клеммами батареи.

Рисунок 2 — Типичная внутренняя конструкция призматического литий-ионного элемента

Зарядка литий-ионного элемента включает использование внешнего источника энергии для переноса положительно заряженных ионов лития от катода к анодному электроду.Таким образом, катод становится отрицательно заряженным, а анод — положительно заряженным.

Внешне зарядка включает движение электронов от анодной стороны к источнику заряда, и такое же количество электронов проталкивается в катод. Это направление противоположно внутреннему потоку ионов лития.

Во время разряда к клеммам аккумулятора подключается внешняя нагрузка. Ионы лития, которые накапливались в аноде, возвращаются на катод. Внешне это связано с движением электронов от катода к аноду.Таким образом, через нагрузку протекает электрический ток.

Вкратце, то, что происходит внутри элемента во время зарядки, например, заключается в том, что на стороне катода оксид лития-кобальта отдает часть своих ионов лития, превращаясь в соединение с меньшим содержанием лития, которое все еще остается химически стабильным.

Со стороны анода эти ионы лития внедряются или интеркалируются в межузельные пространства молекулярной решетки графита.

При зарядке и разрядке необходимо учитывать несколько моментов.Внутри литий-ионные ионы должны пересекать несколько границ раздела во время зарядки и разрядки. Например, во время зарядки ионы лития должны переноситься из объема катода на катод к границе раздела электролита.

Оттуда он должен пройти через электролит через сепаратор к границе раздела между электролитом и анодом. Наконец, он должен диффундировать с этой границы раздела в основную часть анодного материала.

Скорость переноса заряда через каждую из этих различных сред определяется ее ионной подвижностью.На это, в свою очередь, влияют такие факторы, как температура и концентрация ионов.

На практике это означает, что во время зарядки и разрядки необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы гарантировать, что эти ограничения не будут превышены.

Рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов

Зарядка литий-ионных аккумуляторов требует особого алгоритма зарядки. Это осуществляется в несколько этапов, описанных ниже:

Капельный заряд (предварительная зарядка)

Если уровень заряда аккумулятора очень низкий, то он заряжается с пониженным постоянным током, который обычно составляет около 1/10 полной скорости зарядки, описанной ниже.

В это время напряжение аккумулятора увеличивается, и когда оно достигает заданного порога, скорость заряда увеличивается до полной скорости заряда.

Обратите внимание, что некоторые зарядные устройства разделяют этот этап непрерывной зарядки на две части: предварительная зарядка и постоянная зарядка, в зависимости от того, насколько низкое напряжение батареи изначально.

Полная ставка

Если напряжение батареи изначально достаточно высокое, или если батарея заряжена до этого момента, то запускается этап полной скорости заряда.

Это также стадия зарядки постоянным током, и во время этой стадии напряжение батареи продолжает медленно расти.

Конический заряд

Когда напряжение аккумулятора поднимается до максимального зарядного напряжения, начинается стадия постепенного заряда. На этом этапе зарядное напряжение поддерживается постоянным.

Это важно, поскольку литий-ионные аккумуляторы катастрофически выйдут из строя, если их зарядить при более высоком напряжении, чем их максимальное напряжение. Если это зарядное напряжение поддерживается постоянным на этом максимальном значении, то зарядный ток будет медленно уменьшаться.

Отсечка / прекращение

Когда зарядный ток снизился до достаточно низкого значения, зарядное устройство отключается от аккумулятора. Это значение обычно составляет 1/10 или 1/20 от полного зарядного тока.

Важно не заряжать литий-ионные аккумуляторы постоянно, так как это снизит производительность и надежность аккумулятора в долгосрочной перспективе.

Хотя в предыдущем разделе описаны различные этапы зарядки, конкретные пороговые значения для различных этапов не были предоставлены.Начиная с напряжения, каждый тип литий-ионного аккумулятора имеет собственное напряжение на клеммах полного заряда.

Для наиболее распространенных типов LCO и NCM это 4,20 В. Есть некоторые с 4,35 В и 4,45 В.

Для типов LFP это 3,65 В. Пороговое значение непрерывного заряда до полного заряда составляет около 3,0 и 2,6 для типов LCO / NMC и LFP соответственно.

Зарядное устройство, предназначенное для зарядки литий-ионных аккумуляторов одного типа, например LCO, не может использоваться для зарядки аккумулятора другого типа, например аккумулятора LFP.

Обратите внимание, однако, что есть зарядные устройства, которые можно настроить для зарядки нескольких типов. Обычно для этого требуются разные значения компонентов в конструкции зарядного устройства, чтобы соответствовать каждому типу аккумуляторов.

Что касается зарядного тока, то здесь требуется небольшое пояснение. Емкость литий-ионного аккумулятора традиционно указывается как мАч, или миллиампер-час, или Ач. Сама по себе эта единица не является единицей накопления энергии. Чтобы получить реальную энергоемкость, необходимо учитывать напряжение батареи.

На рис. 3 показана типичная кривая разрядки литий-ионной батареи типа LCO. Поскольку напряжение разряда имеет наклон, среднее напряжение батареи на всей кривой разряда принимается за напряжение батареи.

Это значение обычно составляет от 3,7 до 3,85 В для типов LCO и 2,6 В для типов LFP. Умножив значение мАч на среднее напряжение батареи, мы получим мВтч, или емкость накопления энергии, данной батареи.

Зарядный ток аккумулятора указан в единицах C-rate, где 1C численно совпадает с емкостью аккумулятора в мА.Таким образом, батарея емкостью 1000 мАч имеет значение C 1000 мА. По разным причинам максимально допустимая скорость зарядки литий-ионной батареи обычно составляет от 0,5 ° C до 1 ° C для типов LCO и 3 ° C или более для типов LFP.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Батарея, конечно, может состоять как минимум из одной ячейки, но может состоять из многих ячеек в комбинации последовательно соединенных групп параллельно соединенных ячеек.

Сценарий, приведенный ранее, применим к одноэлементным батареям. В случаях, когда батарея состоит из нескольких ячеек, необходимо масштабировать зарядное напряжение и зарядный ток, чтобы они соответствовали друг другу.

Таким образом, зарядное напряжение умножается на количество последовательно соединенных ячеек или группы ячеек, и, аналогично, зарядный ток умножается на количество параллельно подключенных ячеек в каждой последовательно соединенной группе.

Рисунок 3 — Типичная кривая разрядки батареи типа LCO

Еще одним очень важным дополнительным фактором, который необходимо учитывать при зарядке литий-ионных аккумуляторов, является температура.Литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при низких или высоких температурах.

При низких температурах ионы лития движутся медленно. Это может вызвать скопление ионов лития на поверхности анода, где они в конечном итоге превратятся в металлический литий. Поскольку это образование металлического лития принимает форму дендритов, оно может пробить сепаратор, вызывая внутренние короткие замыкания.

В верхнем диапазоне температур проблема заключается в избыточном тепловыделении. Зарядка аккумулятора не на 100% эффективна, и во время зарядки выделяется тепло.Если внутренняя температура сердечника становится слишком высокой, электролит может частично разложиться и превратиться в газообразные побочные продукты. Это вызывает необратимое уменьшение емкости аккумулятора, а также его вздутие.

Типичный диапазон температур для зарядки литий-ионных аккумуляторов составляет от 0 ° C до 45 ° C для высококачественных аккумуляторов или от 8 ° C до 45 ° C для более дешевых аккумуляторов. Некоторые батареи также позволяют заряжаться при более высоких температурах, примерно до 60 ° C, но с пониженной скоростью зарядки.

Все эти соображения обычно выполняются специальными микросхемами зарядного устройства, и настоятельно рекомендуется использовать такие микросхемы независимо от фактического источника зарядки.

Зарядные устройства Li-ion

Литий-ионные зарядные устройства

можно разделить на две основные категории: линейные и переключаемые зарядные устройства. Оба типа могут соответствовать ранее заявленным требованиям относительно правильной зарядки литий-ионных аккумуляторов. Однако у каждого из них есть свои преимущества и недостатки.

Достоинством линейного зарядного устройства является его относительная простота. Однако главный его недостаток — неэффективность. Например, если напряжение питания составляет 5 В, напряжение аккумулятора составляет 3 В, а зарядный ток составляет 1 А, линейное зарядное устройство будет рассеивать 2 Вт.

Если это зарядное устройство встроено в продукт, необходимо отвести много тепла. Именно поэтому линейные зарядные устройства чаще всего используются в тех случаях, когда максимальный зарядный ток составляет около 1А.

Для больших аккумуляторов предпочтительны переключаемые зарядные устройства. В некоторых случаях они могут иметь КПД до 90%. Недостатками являются его более высокая стоимость и несколько большие требования к площади схемы из-за использования индукторов в ее конструкции.

Рассмотрение источника зарядки

Различные приложения могут использовать разные источники зарядки.Например, это может быть прямой адаптер переменного тока с выходом постоянного тока или блок питания. Это также может быть USB-порт от настольного компьютера или аналогичных устройств. Это также может быть сборка солнечных батарей.

Из-за возможности передачи энергии этими различными источниками необходимо дополнительно рассмотреть конструкцию фактической схемы зарядного устройства, помимо простого выбора линейного или переключаемого зарядного устройства.

Самый простой случай — это когда источник зарядки обеспечивает регулируемый выход постоянного тока, такой как адаптер переменного тока или блок питания.Единственное требование — выбрать ток зарядки, который не превышает максимальной скорости зарядки аккумулятора или мощности источника питания.

Зарядка от источника USB требует немного большего внимания. Если порт USB относится к типу USB 2.0, он будет соответствовать стандарту зарядки аккумулятора USB 1.2 или BC 1.2.

Это требует, чтобы любая нагрузка, в данном случае зарядное устройство батареи, не потребляла более 100 мА, если только нагрузка не указана в источнике. В этом случае допускается принимать 500 мА при 5 В.

Если порт USB — USB 3.1, то он может следовать за USB BC1.2, или в конструкцию может быть включена активная схема контроллера для согласования увеличения мощности по протоколу USB Power Delivery или USB PD.

Солнечные элементы в качестве источника зарядки представляют собой еще один набор проблем. Напряжение-ток солнечного элемента, или VI, чем-то похож на обычный диод. Обычный диод не будет проводить заметного тока ниже минимального значения прямого напряжения, а затем может пропускать гораздо больший ток при лишь небольшом увеличении прямого напряжения.

С другой стороны, солнечный элемент может подавать ток до определенного максимума при относительно ровном напряжении. При превышении этого значения тока напряжение резко падает.

Итак, солнечное зарядное устройство должно иметь схему управления питанием, которая модулирует ток, потребляемый от солнечного элемента, чтобы не приводить к слишком низкому выходному напряжению.

К счастью, существуют микросхемы, такие как TI BQ2407x, BQ24295 и другие, которые могут работать с одним или несколькими из перечисленных выше источников.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *