Что значит перезаряжаемая батарея
Перезаряжаемые батарейки
Не все источники тока могут подвергаться зарядке. Обычные солевые или щелочные батарейки заряду не подлежат. Но так утверждают специалисты. Простые же обыватели пытаются их реанимировать разными способами. Иногда попытки оказываются провальными, и батарея перестает выдавать даже самый минимальный вольтаж.
Перезаряжаемые батарейки это по сути аккумуляторы, которые стоят в разы дороже, но и работают они соответственно дольше.
К сожалению процессы, идущие в обычном гальваническом элементе не обратимы, они идут лишь в одном направлении. Обычно на таких батарейках имеется надпись do not recharge что значит зарядке не подлежат.
Если сели элементы питания в фотоаппарате или радиоуправляемой машинке это не значит, что закончился их срок жизни. Вполне вероятно, что они могут немного поработать в пультах ДУ, например, для телевизоров.
Маркировка rechargeable battery свидетельствует о возможности подзарядки. Чтобы зарядить такую аккумуляторную батарейку в ЗУ потребуется 8-12 часов.
Некоторые люди пробовали подзаряжать алкалиновые элементы питания в зарядном устройстве. Для этого они брали зарядник с вместимостью 4 батарейки и проводили процедуру по наполнению энергией элемента.
С лева на право ставим в отсеки 3 щелочных источника тока, а в последний помещаем аккумулятор. Весь процесс длится 5-10 минут. После этого батареи вновь станут работоспособными, но ненадолго. С таким же успехом их можно нагреть в горячей воде, не скрывая положительный контакт. И это увеличит в них уровень энергии.
Так же источник тока можно сдавить без деформации корпуса и это даст еще немного вольтажа. Не стоит использовать перезаряжаемые батарейки на холоде, так как они будут плохо работать.
«Память аккумулятора», зарядка с 0 до 100% и «перезаряд»: правда и мифы о батареях смартфонов
Осенью прошлого года техноиндустрия перешла в новую реальность: производители один за другим начали убирать зарядные устройства из комплекта смартфонов. Компании объясняют это экологией и тем, что дома у пользователей наверняка хранится много зарядок от старых смартфонов и другой электроники. Заявление как минимум спорное, но не меньше дискуссий возникает вокруг самого́ процесса зарядки: как вообще восполнять энергию так, чтобы через 8—10 месяцев смартфон не стал разряжаться в полтора раза быстрее. Мы собрали всю информацию о правильной зарядке.
Важно понимать: сохранить емкость аккумулятора в первозданном виде не получится — уже с первым получением заряда он начинает очень медленно деградировать. Тем не менее можно сделать простые вещи, которые реально продлят срок службы аккумулятора. Это как с молодостью: оставаться вечно юным нельзя, но здоровый образ жизни и правильное питание без вредных привычек позволят, насколько это возможно, оставаться в тонусе значительно дольше.
«Эффект памяти» — миф
Удивительно, как стереотипы застревают в наших головах. Один из расхожих мифов о зарядке аккумуляторов касается «эффекта памяти». Суть в том, что батарею нужно заряжать до 100% и «высаживать» до нуля. Иначе, мол, процесс заряда будет некорректным. Это было справедливо только для никель-металл-гидридных (Ni-MH) и никель-кадмиевых (NiCd) аккумуляторов — такие уже и не встретить в смартфонах, планшетах, умных часах.
Производители давно перешли на литиево-ионные (Li-ion) батареи. И они как раз не подвержены «эффекту памяти». Более того, зарядка по старой методике (100% — 0% — 100%) нежелательна для актуальных аккумуляторов. У исследователей из разных центров различаются рекомендации по использованию литиево-ионных батарей, но в чем они единогласны — такие аккумуляторы не любят полного разряда и максимального заряда. То есть лучше всего не допускать падения заряда ниже 20—30% и не поднимать его выше 70—80%.
Постоянное удержание энергии в пределах 20—80% обеспечивает оптимальные условия для долголетия батареи.
Об этом прямо говорит Samsung на своем сайте: «Лучше не допускать падения заряда ниже 20%. Полный разряд может сократить время жизни батареи».
Правда, такой вариант не всегда удобен. Во-первых, получается, полную емкость лучше не использовать. Во-вторых, многие люди оставляют смартфон заряжаться на ночь. Это логичный сценарий: за день активного использования аккумулятор почти наверняка будет в районе 20—30%, какой бы крупной ни была батарея. Поставил заряжать, лег спать — и утром 100%. Главное — использовать только оригинальные и сертифицированные производителем смартфона зарядные устройства, кабели и беспроводные «подушки». «Ноунейм» за пару рублей из киоска на рынке может не только быстро прикончить батарею, но и привести к возгоранию.
«Перезаряда» не бывает
Все современные устройства с аккумуляторами останавливают подачу энергии по достижении 100% заряда, и в этом плане опасности никакой нет. Смартфон можно оставлять на ночь подключенным к сети, «перезаряда» не существует. Другое дело, что в режиме ожидания смартфон продолжает расходовать заряд, пусть и делает это очень медленно. В результате, когда емкость падает до 99%, электроника просыпается и вновь разрешает зарядку, пока она не дойдет до 100%. И вот это уже не лучшим образом отражается на долголетии аккумулятора. Но по сравнению с другим вредоносным фактором — в первую очередь высокими температурами — критичной такую проблему не назвать.
По этой причине в iOS появился «оптимизированный» режим зарядки. Система запоминает ваш сценарий использования, и при подключении к розетке на всю ночь смартфон сперва получит 80% заряда, а потом, незадолго до вашего пробуждения, восполнит батарею до максимума.
Что такое цикл зарядки
Производители рассчитывают срок службы аккумуляторов в своих устройствах исходя из циклов зарядки. Например, у iPhone это 500 циклов, за которые емкость не должна упасть ниже 80% от первоначальной. На первый взгляд кажется, что один цикл — это когда девайс просто зарядился до максимума. В реальности же все чуть сложнее.
Допустим, вы поставили смартфон на зарядку, когда у него оставалось 35% заряда. По достижении 100% полный цикл не завершился, потому как аккумулятор зарядился только на 65%. И лишь когда остаток энергии упадет со 100 до 65% (то есть минус 35%), цикл будет засчитан.
Поэтому небольшое на первый взгляд число циклов, на которые рассчитан аккумулятор, не должно пугать: 500 циклов не равняются пяти сотням подключений к зарядке, если только все пятьсот раз аккумулятор не был разряжен до нуля.
Во время зарядки лучше оставить телефон в покое
При подключении к источнику питания смартфон продолжает работать от аккумулятора. Важно по возможности снизить энергопотребление в момент зарядки, то есть просто не пользоваться устройством час-полтора. Активное использование смартфона во время зарядки приводит к микроциклам и ломает привычный сценарий «закачивания» энергии. В результате нарушается работа отдельных ячеек, и они могут терять заряд быстрее других.
Если без телефона жизнь невозможна, постарайтесь не запускать энергоемкие приложения — особенно видео и трехмерные игры. В таких случаях при сильной нагрузке на «железо» статус заряда может даже не меняться. Значит, зарядное устройство не способно наполнить батарею энергией, потому как она расходуется в слишком больших количествах. Также большой расход энергии приводит к нагреву батареи, что очень негативно отражается на ее жизни.
Не использовать чехлы
Это кажется излишним и неудобным: постоянно доставать смартфон из чехла на время зарядки. Но такая рекомендация есть даже на официальном сайте Apple. Причина — литиево-ионные аккумуляторы довольно чувствительны к высоким температурам, и некоторые чехлы создают эффект парника.
— Если вы заметили, что ваше устройство нагревается во время зарядки, первым делом извлеките его из чехла, — советует Apple.
С само́й температурой все непросто. Идеально, если она в районе 20 градусов. Чем выше — тем сильнее изнашивается аккумулятор и, соответственно, быстрее теряется емкость. Исследование организации Battery University показало, что за год постоянных зарядок до 100% при температуре 25—30 градусов емкость упадет до 80%, а при температуре 40 градусов — до 65%. Если заряжать при 60 градусах, то понадобится всего три месяца на падение емкости до 65%. Здесь особое внимание нужно обратить в солнечные дни: не оставляйте телефон на подоконнике или торпедо машины, особенно во время зарядки.
Однако литиево-ионные батареи боятся не только высоких, но и низких температур, поэтому в зимнее время оптимально носить смартфоны не в сумках, а во внутренних карманах одежды.
Быстрая зарядка
Здесь мнения специалистов расходятся. Судя по всему, дело просто в относительной новизне быстрых зарядок и их недостаточной изученности. Исходя из имеющейся информации, быстрая зарядка не вредит.
Такие зарядки созданы для максимально оперативного насыщения батареи энергией. Условно, забыли перед сном подключить кабель к телефону, утром проснулись — а там 5%. И впереди напряженный день с мотанием по городу. Тогда быстрая зарядка реально спасает: пока завтракаете и собираетесь, она восполнит аккумулятор до 70—80%. Потом забрали телефон и побежали по делам. И именно это — оптимальный сценарий для быстрых зарядок. Ждать зарядки до 100% не рекомендуется.
Инженер издания iFixit Артур Ши сравнивает аккумуляторы с губками: если капать на нее воду, сперва влага впитывается отлично. Но если продолжать это делать долгое время, вокруг губки образуется лужа. Во избежание схожей ситуации примерно после 80% заряда оставшиеся 20% накапливаются значительно медленнее. В таком случае польза от быстрой зарядки уже теряется.
Если все перечисленное кажется неудобным и заставит ломать свои привычки — ничего страшного, рекомендации можно игнорировать. Аккумулятор в любом случае, даже при соблюдении всех правил, будет деградировать: вопрос только в скорости потери емкости. Из личного опыта — за год iPhone XS Max в чехле при регулярных ночных зарядках оригинальным «кубиком» либо сторонней беспроводной «подушкой» потерял только 2% емкости.
Если не собираетесь пользоваться смартфоном дольше полутора-двух лет — можно не заморачиваться. Однако несколько очень простых правил позволят сохранить батарею пусть не в первоначальной кондиции, но в близкой к ней. А значит, устройство будет дольше работать на одном заряде и не подведет в важный момент.
В чём опасность перезаряда АКБ и как его предотвратить
Автомобилисты справедливо поддержат утверждение о том, что при использовании качественной батареи и при её разумной эксплуатации, АКБ не создаёт никаких особых проблем в течение всего эксплуатационного срока. Некоторые аккумуляторы служат столько же, сколько и машина, то есть необходимость в их замене возникает не так часто.
Но иногда АКБ оказывается под влиянием повышенных нагрузок, эксплуатируется в экстремальных условиях. Одним из наиболее опасных явлений считается перезаряд.
Не все автолюбители знают, что это такое и в чём реальная угроза. Этот пробел в знаниях обязательно нужно заполнить, дополнительно разобравшись в том, как правильно действовать при возникновении такой ситуации.
Понятие о перезаряде
Тут всё просто. Это заряд АКБ выше нормы. Но не совсем понятно, что считать нормой.
В случае с легковыми авто штатные показатели напряжения на клеммах батареи, которая полностью заряжена, составляет примерно 12,7 В. Как только двигатель запускается, показатели падают. Это связано с тем, что батарея отдаёт часть заряда для пуска.
В дальнейшем, когда двигатель уже работает, в дело вступает генератор. Он питает бортовую часть авто, подавая напряжение около 14,5 В. Ток идёт и на пластины электрода АКБ, и тем самым запускаются процессы восстановления. То есть батарея восполняет утраченный заряд.
Но если процесс заряда происходит в условиях повышенного напряжения, превосходящего отметку в 20 В, и это происходит достаточно долго, решётки электродов в аккумуляторе начинают сильно нагреваться. Вода внутри АКБ постепенно испаряется и кипит. Параллельно, из-за испарения воды, увеличивается концентрация серной кислоты. Её плотность повышается. Вода при кипении распадается на 2 составляющие. Это водород и кислород. Избыток газа не успевает выйти из АКБ. В этот момент перезаряд несёт в себе наибольшую угрозу, поскольку корпус АКБ может деформироваться и даже разорваться.
В основном такая проблема характерна для старых иномарок и подержанных отечественных автомобилей. Перезаряд на более современных и сравнительно новых авто маловероятен. Но и его исключать нельзя.
Не последнюю роль играет качество самой АКБ. Потому выбирать аккумулятор следует тщательно и согласно рекомендациям автопроизводителя.
Поскольку перезаряд несёт в себе потенциальную угрозу, следует узнать его характерные признаки и способы, позволяющие избежать подобных ситуаций.
Признаки перезаряда
Логично начать с вопроса о том, в чём состоит причина, из-за которой идёт активный перезаряд аккумулятора, и как можно определить неисправность. Ведь ещё недавно функционировал нормально и не создавал автовладельцу никаких проблем.
Поскольку зарядный ток на АКБ идёт от генератора, во многом именно последний зачастую провоцирует перезаряд.
Поставить точный диагноз о наличии перезаряда, когда на АКБ идёт больший ток, чем требуется, можно с помощью обычного мультиметра.
Определить факт перезаряда можно и по внешним симптомам. Это следы подтекающего электролита на корпусе батареи, окислившиеся клеммы. Также может помочь информация от штатного бортового компьютера.
Одним из характерных признаков перезаряда является чрезмерная яркость работы подсветки приборной панели и салона.
Заметив подобные признаки, стоит предпринять соответствующие меры по их устранению.
Последствия частого перезаряда
Автомобилисту стоит задуматься о возможных последствиях постоянного перезаряда аккумулятора, поскольку здесь речь идёт не только о тратах на замену АКБ, но и о риске столкнуться с неисправностями электросистемы машины.
Потому обязательно изучите список того, чем потенциально опасен частый или постоянный перезаряд автомобильного аккумулятора.
Да, на начальных этапах опасность не такая серьёзная. Но игнорирование симптомов перезаряда может спровоцировать опасные и порой катастрофические последствия.
Наиболее чувствительными в отношении перезаряда считаются AGM аккумуляторы.
Связано это с тем, что электроды здесь разделяются с помощью сепараторов из стекло-матового материала. При нагреве электролит испаряется, пластины высыхают. Активная смесь может осыпаться, и АКБ под замену.
Но и к гелевыми ситуация не лучше. При такой проблеме оседает гель, оголяется верх пластин, и они замыкаются. Только замена АКБ поможет в такой ситуации.
В чём причины и как их устранить
Теперь остаётся только разобраться с причинами перезаряда аккумулятора и их устранением. Делать это своими руками либо обращаться за помощью к специалистам, каждый решает для себя сам.
Некоторые автомобилисты, чтобы реанимировать старую батарею, пытаются специально повысить заряд путём преднамеренного увеличения плотности используемого электролита. Но это может губительно сказаться на АКБ.
Меры по защите от перезаряда
Чтобы предотвратить заряд, изобретать велосипед не нужно. Сами автопроизводители делают всё возможное для защиты от подобных явлений.
Наглядным примером является функционал современных бортовых компьютеров. Они могут в режиме реального времени отображать рабочие параметры АКБ, а электроника будет следить за состоянием и регулировать корректность функционирования.
Поскольку некоторые автомобили долгое время стоят без дела, восполнять заряд за счёт генератора не всегда получается. Приходится снимать АКБ и использовать зарядное устройство. Рекомендуется обзавестись недорогим, но хорошим зарядным девайсом с автоматической регулировкой напряжения.
Зарядка полной батареи
Напоследок стоит ответить ещё на один вопрос. Связан он с тем, можно ли выполнять зарядку автомобильного аккумулятора, если в нём наблюдается перезаряд.
Если перезаряд связан с генератором, то до его ремонта или замены позволяют генератору взаимодействовать с аккумулятором не стоит.
Если заряд у АКБ полный, то ставить его на зарядку можно исключительно при использовании исправного зарядного устройства с автоматической регулировкой напряжения.
При этом прибор должен отображать текущие параметры. Если же ЗУ будет неправильно регулировать напряжение в процессе восполнения АКБ, то в случае подключения к устройству заряженной АКБ начнётся активное вскипание электролита. Одновременно упадёт показатель ёмкости АКБ.
Если и проводить подобные манипуляции, то только тогда, когда АКБ разрядится хотя бы до 60-70%.
В каждом случае есть определённая причина, которая провоцирует такое изменение нормального состояния аккумулятора. Её нужно найти, устранить и только после этого продолжать эксплуатацию своего автомобиля.
Возможно ли устроить телефону перезаряд?
Перезаряд аккумулятора Li-ion или Li-Polymer в телефоне — это когда при максимальном напряжении 4,2 В на ячейку вы пытаетесь зарядить её до 4,35 В, например. Это опасно и вредно для батареи и электронного устройства. Но насколько точно?
Вот, как выглядит перезаряд Li-ion/Li-Polymer
Вы заряжаете смартфон, ион Li+ разряжается на поверхности анода. В случае смартфона анод графитовый — его структура в виде кристаллической решётки. При зарядке ион становится нейтральным атомом лития, который легко проникает в слои графита (процесс поглощения). На поверхности образуется графитид лития.
Ток заряда ближе к концу зарядки приближается к пределам возможности поглощения графитом лития. Запускается процесс образования металлического лития на аноде (металлическая фаза). В результате графит теряет активную поверхность. При полной зарядке ток заряда должен быть отключён электрической схемой.
Узнайте, как инженеры определяют момент, когда показывать заряд 100% и запускать отсечку зарядки аккумулятора?
Если продолжить непрерывный капельный заряд, то дальнейшее образование металлического лития на аноде поставит под угрозу безопасность. Чтобы свести к минимуму нагрузку, инженер должен разработать схему, при которой литий-ионный аккумулятор на максимальном значении напряжения будет находиться как можно меньше.
Исправные телефоны, смартфоны, плееры, планшеты, ноутбуки и другие электронные устройства с литий-ионным аккумулятором (и литий-полимерным) можно оставлять на зарядке столько, сколько хотите, и даже заряжать ночью.
ВАЖНО! Главное не оставляйте на зарядке без присмотра мобильные устройства, которые подключены к дешёвым или низкокачественным (непроверенным) адаптерам питания или с плохим кабелем питания — много случаев перегрева из-за брака в электронных модулях.
Используйте оригинальные зарядные устройства или одобренные производителем аналоги, чтобы не беспокоиться о перегреве, браке и пожароопасности процесса.
Перезаряд для смартфона не грозит, если:
Нормальное напряжение для зарядных устройств в мобильных телефонах составляет 5 В, а в ноутбуках — 20-25 В.
Что говорят о перезаряде телефона профессионалы и инженеры?
Апурв Шалиграм — бывший руководитель группы Ather Energy (2015-2017) подробно описал эту проблему и то, каким способом сегодня она решена.
Процесс зарядки аккумулятора состоит из двух частей:
Когда аккумулятор находится в режиме зарядки постоянным током, напряжение постепенно увеличивается до максимального значения (от 4,2В на ячейку и выше в зависимости от инженерного решения в батарее) в пределах допусков схемы зарядного устройства/устройства (обычно не более 4,35-4,4В, но есть исключения). Ток при этом поддерживается постоянным (смотреть на значение выходного тока, записанное на зарядном устройстве).
Как только элемент достигает максимального напряжения (отсечки), зарядное устройство удерживает это значение. Напряжение начинает уменьшаться только в момент, когда поляризация через ячейку начинает уменьшаться.
Это также называется потоковой зарядкой (простыми словами, капельной дозарядкой).
Контроль заряда
Чтобы не допустить перезаряда телефона (и любого Li-ion-аккумулятора), контроллер должен уметь определять момент неудачи. То есть момент, когда способность удержания ёмкости ячейки падает ниже 80% от номинального значения.
Обычно «неудача» — это постепенная потеря мощности. Но, кроме того, должны быть учтены и внезапные аварийные отказы (возможные причины), чтобы всё работало безопасно для здоровья пользователя и его имущества.
Повреждения возможны в плохо сконструированных ячейках или из-за скачков зарядного тока, которые цепь не может выдержать.
Перезаряд телефона невозможен, если вы просто оставляете его подключенным к зарядному устройству. Внутри аккумулятора не происходит ничего плохого, за исключением вероятного ускорения износа из-за микроциклов.
Негативное воздействие микроциклов зависит от материалов, используемых для создания ячейки, а также от уже израсходованных циклов (отработанного срока службы самой ячейки). Иногда обывательски называют это «перезарядом Li-ion». Но микроциклы не вызывают повреждений аккумулятора — просто формируют условия для ускорения износа и старения.
Что будет, если отключить контроль и просто заряжать?
Если процесс зарядки никак не контролировать, то происходит деградация материалов. При перезаряде Li-ion-аккумулятора из-за превышения напряжения в конце зарядки химические реакции вызывают его опасное разложение.
Благодаря контроллеру аккумулятор не проводит слишком много времени в зоне высокого напряжения, поэтому доля паразитической реакции очень мала.
Хорошие зарядные устройства всегда используют полевой транзистор MOSFET. Он призван ограничить величину финального этапа подзарядки. Но всё зависит от качества адаптера и честных намерений производителя.
Вам знакома ситуация, когда телефон получил перезаряд и вышел из строя? Напишите о вашем случае в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu, чтобы об этом узнало как можно больше людей.
Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Руководство по перезаряжаемым литиевым аккумуляторам для начинающих
Когда-то аккумуляторы были тяжёлыми и неуклюжими предметами, выдававшими смехотворно мало энергии для своего размера и веса. К счастью, со временем технологии улучшаются, и в 2020 году у нас есть прекрасные мощные литий-полимерные аккумуляторы, выдающие столько энергии, сколько может понадобиться вашему мобильному проекту. Однако при их использовании нужно учесть некоторые моменты – поэтому предлагаю вам прочесть руководство для начинающих о том, как правильно использовать LiPo в своём проекте.
Так много типов!
Первые коммерческие литий-ионные аккумуляторы вышли на рынок в 1991 году, и за прошедшие с тех пор почти 30 лет мы наблюдали быстрый их прогресс. В итоге у нас появилось множество различных технологий и типов аккумуляторов, делящихся по типу конструкции и используемых материалов. Чтобы правильно обращаться с аккумуляторами, важно знать, какой именно тип попал к вам в руки, и очень важно обратить на это внимание.
Литий-ионные элементы форм-фактора 18650 из ноутбука. Подобные наборы обычно соединяются точечной сваркой никелевых полосок.
Обычно литий-ионными, или Li-ion аккумуляторами называют всю технологию перезаряжаемых литиевых батареек целиком, однако часто так называют традиционные элементы с цилиндрическим металлическим корпусом. Один из вариантов – многоуважаемые 18650, однако вообще их существует множество вариантов и размеров. Их крепкие корпуса сделали их популярными для использования в средствах передвижения, так как последние испытывают значительные физические нагрузки.
Литий-полимерными, или Li-Po называют литий-ионные батарейки, использующие полимерный электролит вместо жидкого. Благодаря этому их можно делать в виде ёмкостей различной формы. Такая гибкость делает их полезными для таких применений, как смартфоны и планшеты, где требуется аккумулятор большой ёмкости и плоской формы. Также их часто используют в радиоуправляемых моделях, поскольку их небольшой вес даёт существенное преимущество летающим аппаратам.
Литий-полимерные пакетные аккумуляторы для использования в радиоуправляемых моделях.
Lithium-HV, или литиевые аккумуляторы высокого напряжения – это литий-полимерные батарейки, использующие специальную кремний-графеновую добавку на плюсовой клемме, благодаря которой она не повреждается высоким напряжением. Если заряжать большинство литиевых аккумуляторов до напряжения выше 4,2 В, они значительно потеряют в ёмкости, а их срок службы будет заметно уменьшаться. Используя эту добавку, можно заряжать элементы до 4,32 В без подобных негативных последствий. Повышение напряжения даёт примерно 10% прибавку к плотности энергии по сравнению с обычными литий-полимерными аккумуляторами.
Уважайте границы
Ошибка может привести к неприятным результатам
По сравнению с большинством типов аккумуляторов, литиевые элементы плохо переносят неправильное обращение. Разряд ниже нижнего предела приводит к формированию медных дендритов, из-за чего у них уменьшается ёмкость и может произойти короткое замыкание. Перезаряд может привести к повреждению анода отложениями лития, из-за чего могут образоваться литиевые дендриты, что часто приводит к короткому замыканию или самоподдерживающейся реакции с выделением тепла – аккумулятор начинает дымиться и гореть. Также каждый элемент в группе нужно поддерживать на том же уровне напряжения, что и все его соседи, чтобы элементы не слишком быстро деградировали.
При выходе за указанные пределы в лучшем случае вы просто убьёте аккумулятор, в худшем случае он загорится и взорвётся. Кроме того, эти элементы подвержены раздуванию, выделению газа, да и вообще кажутся не очень удобными в работе. Может показаться, что иметь с ними дело чересчур сложно. К счастью, современная электроника научилась справляться с их проблемами. Правильное оборудование и меры предосторожности дают возможность использовать литиевые аккумуляторы безопасно и эффективно. Однако все, кто работает с ними, должны уяснить себе потенциальные опасности. Боб Бэддели в прошлом ноябре опубликовал отличную статью на эту тему.
Работа с аккумуляторами
В случае использования отдельных элементов или их групп, к примеру, при использовании LiPo аккумуляторов в радиоуправляемых моделях, достаточно просто использовать специальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов. При зарядке нужно подключать провода для проверки балансировки [позволяют измерять напряжение на каждом из элементов по отдельности / прим. перев.], особенно если батарея разрядилась полностью. Наибольшей эффективности в работе батарей можно добиться при использовании умных зарядных устройств (особенно в случаях с LiFePO4 и элементами высокого напряжения). Убедитесь, что у вас есть способ остановить разрядку батарей в случае слишком сильного понижения напряжения – будь то предупреждающий световой индикатор, звуковой сигнал или просто автоматическое отключение.
Подобные модули отлично подходят для интеграции литиевых аккумуляторов в прототип
Если вашему устройству требуется интегрированный аккумулятор, вам подойдут специальные платы защиты и заряда. Существуют готовые модули и интегральные схемы, позволяющие без проблем контролировать работу литий-ионных батарей. В принципе их множество – от тех, которые просто разрывают контур при понижении напряжения, до комплексных решений по зарядке и защите. Такие компании, как Adafruit, продают модули, которые отлично подойдут для начинающих любителей электроники, желающих интегрировать удобное решение по заряду и контролю аккумуляторов без необходимости проектировать платы самостоятельно. Однако существуют открытые решения, которые будет легко интегрировать в собственную плату в будущем.
Система управления батареей (BMS) для аккумуляторов из 12 элементов, способного выдавать до 60 А.
Для более крупных проектов с самостоятельно собранными батареями хорошо подойдут системы управления батареей (BMS). BMS, по сути, не сильно отличается от микросхемы защиты, она просто разработана для более крупных задач. BMS обычно используется для аккумуляторов, состоящих из десятка или более элементов, и часто в таких проектах, как электровелосипеды и другие средства передвижения. BMS паяется непосредственно к аккумуляторам, и подсоединяется к каждому элементу в отдельности [к группе элементов, соединённых параллельно / прим. перев.]. Её задача – балансировка элементов, ограничение тока разрядки для безопасности, управление процессом зарядки. Опытные сборщики батарей часто интегрируют BMS в корпус или кожух самого аккумулятора, оставляя снаружи только коннектор. Это позволяет пользователю просто добавить готовый аккумулятор в свой проект, не беспокоясь о защите.
Если вашему проекту необходима особая устойчивость к воздействию окружающей среды, вам также придётся отслеживать температуру аккумулятора. Отслеживать температуру ячеек, в особенности во время зарядки – отличный способ защитить аккумулятор от повреждения. У лучших чипов и BMS есть функция отслеживания температуры. На таком уровне сборки вы уже будете делать батарею самостоятельно, внедряя термопары в нужные места во время сборки. Для аккумуляторов, выдающих большие токи, температуры нужно отслеживать в обязательном порядке. Практически во всех электровелосипедах и электромобилях есть оборудование для отслеживания температуры аккумуляторов и управляющих систем.
Литий-ионные батарейки могут быть опасными, но при правильном использовании они достаточно безопасны для большинства проектов. Главное – использовать правильное оборудование, чтобы убедиться, что вы не выйдете за пределы диапазонов напряжения и температуры, иначе может случиться беда. Надеюсь, что данная инструкция поможет вам в поисках информации по включению литиевых аккумуляторов в свой проект.