Литиевые аккумуляторы 18650 — особенности эксплуатации, напряжение и методы зарядки
Сложно найти область, где нет приборов, работающих на электрической энергии. Мобильные источники представляют аккумуляторы и одноразовые батарейки, питающие потребителя за счет превращения химической энергии в электрическую. Литий-ионные аккумуляторы представляют электронные пары с активными компонентами, содержащими соли лития. По форме аккумулятор напоминает одноразовую пальчиковую батарейку, но несколько большего размера, имеет сотни циклов зарядки, относится Li-ion аккумуляторам 18650.
Содержание
- 1 Устройство li-ion аккумулятора 18650
- 2 Контроллер заряда li-ion аккумулятора 18650
- 3 Маркировка литиевых аккумуляторов18650
- 4 Как проверить литиевый аккумулятор 18650
- 5 Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650
- 6 Каким током заряжать li-ion аккумулятор 18650
- 7 Восстановление li-ion аккумулятора 18650
- 8 Какие литиевые аккумуляторы 18650 лучше на Али Экспресс
Устройство li-ion аккумулятора 18650
Производство литий-ионных аккумуляторов основано на площадках компаний Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB.
Другие фирмы покупают элементы, переупаковывают их, выдавая за собственную продукцию. Они еще и пишут на термоусадочной пленке недостоверную информацию об изделии. В настоящий момент нет литий-ионных аккумуляторов 18650 емкостью выше 3600 мА-ч.
Основное отличие аккумуляторов от батарей в возможности многократной перезарядки. Все батарейки рассчитаны на напряжение 1,5 В, у изделия li-ion на выходе 3,7 В. Форм фактор 18650 означает, литиевый аккумулятор длиной 65 мм, диаметром 18 мм.
Характеристики рабочего режима литиевого аккумулятора 18650:
- Максимальное напряжение 4,2 В, причем даже незначительная перезарядка значительно сокращает срок службы.
- Минимальное напряжение 2,75 В. При достижении 2,5 В требуются особые условия восстановления емкости, При напряжении на клеммах2,0 В заряд не восстанавливается.
- Минимальная рабочая температура -20 0 С. Зарядка при минусовой температуре не возможна.
- Максимальная температура +60 0 С.
При более высокой температуре можно ожидать взрыва или загорания. - Емкость измеряется Ампер/часах. Полностью заряженный аккумулятор емкостью 1 А/ч может выдать 1А тока в течение часа, 2 А продолжительностью 30 минут или 15 А на протяжении 4 минут.
При более высокой температуре можно ожидать взрыва или загорания.Контроллер заряда li-ion аккумулятора 18650
Основные производители выпускают стандартные литиевые аккумуляторы 18650 без защитной платы. Этот контроллер, выполненный в виде электронной схемы, устанавливают сверху на корпус, несколько удлиняя его. Плата располагается перед отрицательной клеммой, защищает АКБ от КЗ, перезаряда, переразряда. Собирается защита в Китае. Есть приборы хорошего качества, встречается откровенное надувательство – недостоверная информация, емкость 9 000А/ч. После установки защиты корпус помещается в термоусадочную пленку с надписями. За счет дополнительной конструкции корпус становится длиннее и толще, может не поместиться в предназначенное гнездо. Типоразмер его может быть 18700, увеличиться за счет дополнительных действий.
Если аккумулятор 18650 используется для создания батареи в 12 В, в которой предусмотрен общий контроллер заряда, прерыватели на отдельных Li -ion элементах не нужны.
Целью защиты является обеспечение работы источника энергии в заданных параметрах. При зарядке простым ЗУ защита не допустит перезаряда и вовремя отключит питание, если литиевый аккумулятор 18650 сел до напряжения 2,7 В.
Маркировка литиевых аккумуляторов18650
На поверхности корпуса аккумулятора нанесена маркировка. Здесь можно найти полную информацию о технических свойствах. Кроме даты изготовления, срока годности и бренда производителя, зашифровано устройство литиевых аккумуляторов 18650, и связанные с этим аспектом потребительские качества.
- ICR – катод литий-кобальтовый. Аккумулятор обладает высокой емкостью, но рассчитан на небольшие токи потребления. Используют в ноутбуках, видеокамерах и подобной длительно работающей технике с небольшим потреблением энергии.
- IMR – катод литий-марганцевый. Обладает способностью выдавать большие токи, выдерживает разрядку до 2,5 а/ч.
- INR – катод из никелатов. Обеспечивает высокие токи, выдерживают разряд до 2,5 В.
- NCR – специфическая маркировка компании Panasonic. По свойствам аккумулятор идентичен IMR. Используются никелаты, соли кобальта, окись алюминия.
Позиции 2,3,4 называют «высокотоковыми», их используют для фонарей, биноклей, фотоаппаратов.
Литий-феррофосфатные аккумуляторы обладают способностью работать при глубоком минусе, восстанавливаются при глубоком разряде. Недооценены на рынке.
По маркировке можно определить, это литиевый заряжаемый аккумулятор буквы – I R. Если есть буквы C/M/F – известен материал катода. Будет указана емкость, обозначенная mA/h. Дата выпуска и срок годности расположены в разных местах.
Следует знать, нет у производителей литиевых многозарядных батарей изделий емкостью больше 3 600 мА/ч.
Для того чтобы отремонтировать батарею ноутбука или собрать новую нужно приобретать аккумуляторы без защиты. Для использования в единичном экземпляре нужно покупать элементы с защитой.
Как проверить литиевый аккумулятор 18650
Если покупая дорогой прибор, вы сомневаетесь в правдивости информации на корпусе, есть способы проверки. Кроме специальных измерителей можно использовать подручные средства.
- У вас есть зарядное устройство, можно засечь время полной зарядки определенной силой тока. Произведение времени на силу тока выявит приблизительную емкость li-ion аккумулятора.
- Вам поможет интеллектуальное зарядное устройство. Оно покажет и напряжение, и емкость, но стоит прибор дорого.
- Подключите фонарик, замерьте силу тока, и ждите, когда светоч потухнет. Произведение времени на силу тока дает емкость тока в А/ч.
Определить мощность аккумулятора можно по весу: литиевый аккумулятор 18650 емкостью 2000мА/ч должен весить 40 г. Чем выше емкость, тем больше вес.
Но бракоделы научились подсыпать песок в корпус, для тяжести.
Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650
Литиевые аккумуляторы требовательны к параметрам напряжения на клеммах. Предельное напряжение 4,2 В, минимальное – 2,7 В. поэтому зарядное устройство работает как стабилизатор напряжения, создавая на выходе 5 В.
Определяющими показателями является ток зарядки и количество элементов в батарее, выставляемые своими руками. Каждый элемент (банка) должен получить полный заряд. Распределяется энергия с использованием схемы балансира для литиевых аккумуляторов 18650. Балансир может быть встроенным или контроль ведется вручную. Хорошее ЗУ стоит дорого. Сделать зарядку своими руками для li-ion может каждый, кто разбирается в электрических схемах и умеет паять.
Предлагаемая схема зарядного устройства, выполненного своими руками для литиевых аккумуляторов 18650, проста, будет отключать потребителя после зарядки самостоятельно. Стоимость комплектующих около 4 долларов, не дефицит.
Приспособление надежное, не перегреется и не загорится.
Схема зарядного устройства для литиевых аккумуляторов 18650
В зарядном, сделанном своими руками, ток в цепи регулируется резистором R4. Сопротивление подбирают таким, чтобы первоначальный ток зависит от емкости литиевого аккумулятора 18650.Каким током заряжать li-ion аккумулятор, если его емкость 2 000 мА/ч? 0,5 – 1,0 С составит 1-2 ампера. Это и есть ток зарядки.
Каким током заряжать li-ion аккумулятор 18650
Есть порядок восстановления работоспособности литиевого аккумулятора 18650 после падения напряжения до рабочего. Мы восстанавливаем емкость, измеряемую в ампер-часах. Поэтому вначале подключаем Li-ion аккумулятор форм-фактор 18650 к ЗУ, потом своими руками устанавливаем ток зарядки. Напряжение изменяется по времени, начальное 0,5 В. Как стабилизатор, ЗУ рассчитан на 5 В. Для сохранения работоспособности, благоприятными считают параметры 40-80 % от емкости.
Схема зарядки li-ion аккумулятора 18650 предполагает 2 этапа.
Вначале нужно поднять напряжение на полюсах до 4,2 В, далее постепенным снижением силы тока стабилизировать емкость. Заряд считается полным, если сила тока снизилась до значения 5-7 мА, когда питание отключится. Весь цикл зарядки не должен превышать 3 часа.
Самая простая одногнездная китайская зарядка для li-ion аккумуляторов 18650 рассчитана на зарядный ток в 1 А. Но следить за процессом придется самостоятельно, переключать своими руками. Универсальные зарядные устройства дороги, но имеют дисплей и самостоятельно ведут процесс.
Как правильно зарядить Li-ion аккумулятор 18650 в ноутбуке? Подключение комплекта источников энергии в гаджете через Pover Bank. Батарея может заряжаться от сети, но важно отключать питание, как только блок набрал емкость.
Восстановление li-ion аккумулятора 18650
Если АКБ отказывается работать, это может проявиться так:
- Источник энергии быстро разряжается.
- Аккумулятор сел и не заряжается вообще.
Быстро разрядиться может любой источник, если емкость пропала.
Именно этим страшен перезаряд и глубокий разряд, от которых ставится защита. Но нет спасения от естественного старения, когда хранение на складе ежегодно снижает емкость банок. Способов регенерации нет, только замена.
Что делать, если аккумулятор не заряжается после глубокого разряда? Как восстановить li-ion 18650? После отключения аккумулятора контроллером, в нем еще есть запас энергии, способный выдать 2.8-2.4 В напряжения на полюсах. Но зарядное устройство не распознает заряд до 3,0В, ему все, что ниже, то и ноль. Можно ли разбудить аккумулятор, запустить химическую реакцию вновь? Что нужно сделать, чтобы поднять заряд li-ion 18650 до 3,1 -3,3В? Нужно использовать способ «толкнуть» аккумулятор, дать ему необходимый заряд.
Не вдаваясь в расчеты, используйте предложенную схему, смонтировав ее с резистором 62 Ом (0,5Вт). Здесь использован блок питания на 5 В.
Если резистор греется, на литиевом аккумуляторе ноль, значит, есть КЗ или неисправен модуль защиты.
Как восстановить литиевый аккумулятор 18650, используя универсальное ЗУ? Выставить ток заряда 10 мА, и выполнить предзарядку, как написано в инструкции к прибору.
Какие литиевые аккумуляторы 18650 лучше на Али Экспресс
Если для вас важна стоимость и качество литиевого аккумулятора 18650, воспользуйтесь ресурсом AliExpress. Здесь много товара, от разных производителей. Искомый аккумулятор пользуется спросом, его любят подделывать. Поэтому необходимо знать основные отличия хорошей модели от реплики.
Критично отнеситесь к указанной емкости. Только лучшие производители добились 3 600 А/ч, средние имеют показатель 3000-3200 А/ч. Защищенный аккумулятор больше на 2-3 мм в длину и чуть толще незащищенного. Но если вы собираете батарею, защита не нужна, не переплачивайте.
Добротные изделия и здесь стоят дороже. Учтите, что Ultrafire обещает 9000 мА/ч, но на деле оказывается в 5-10 раз ниже. Лучше использовать товар от проверенного производителя, стараться покупать всегда одну и ту же марку аккумулятора.
Видео
Предлагаем посмотреть порядок восстановления литиевого аккумулятора 18650
youtube.com/embed/N_A8GFDiK8k?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Литиевые аккумуляторы 18650
Делаем 4S 18650 LI-ION сборку для дальнолетов
@smmaxim
Простая сборка
У LI-ION аккумуляторов более высокая емкость, чем у LiPo (большая емкость мАч при том же весе), они отлично подходят для полетов на большие расстояния, в этой статье покажу вам, как собрать свой литий-ионный аккумулятор 4S 18650.
Вот тут советы по полету на большие расстояния. (англ. версия)
Отказ от ответственности: пайка аккумулятора опасна, если вы решите следовать инструкциям из этой статьи, Вы делаете это на свой страх и риск.
Вы также можете купить готовые сборки, я попробую протестировать некоторые и посмотреть, стоит ли их рекомендовать. А пока делаю одну из сборок, которой доверяю 🙂
Плюсы и минусы литий-ионного аккумулятора для полетаЛитий-ионный аккумулятор имеет большую ёмкость, чем LiPo для схожего веса.
4S 18650 3400 мАч, который я собрал, весит всего 203 г, тогда как LiPo 4S 1600 мАч весит почти столько же. Таким образом мы получаем вдвое больше полетного времени!
Токоотдача литий-ионного аккумулятора ниже чем у литий-полимерного аккумулятора, поэтому он не популярен среди дронов FPV.
Для самолетов большой дальности, которые не требуют большого тока, с эффективной системой питания, литий-ионные элементы вполне подходят.
Фактически, литий-ионные батареи чаще всего используют в крыльях, поскольку у них только один мотор. Кроме того, можно использовать на высокоэффективных квадрокоптерах. В настоящее время тестирую квадрокоптер на дальние дистанции, который весит менее 250 г. Благодаря литий-ионной батарее 4S 18650, можно летать почти полчаса 🙂 Это очень здорово!
Список комплектующихНа следующем фото представлена схема литий-ионных элементов с XT60 и балансировочным разъемом.
Вы можете использовать другие литий-ионные элементы, но 18650 самые распространенные и доступны на просторах интернета.
Sony VTC5A (US18650VTC5A) и VTC6 (US18650VTC6) являются популярным моделями и рассчитаны на 2600 мАч и 3000 мАч соответственно. Я думаю, что VTC5A имеет более высокую силу тока, но немного меньше времени полета. Сам я использую Panasonic NCR18650B в этой сборке, так как у меня есть запасные, и они действительно работают хорошо для моей сборки.
Купить 18650 аккумуляторы здесь:
- Sony VTC5A
- Sony VTC6
- NCR18650B
Вам также понадобятся некоторые провода (я использую 16AWG для разрядного провода и 20AWG для балансира), а также 5-контактный балансировочный разъем, разъем XT30 или XT60. XT30 должен подойти, но XT60 может быть более удобным, если вы используете его в FPV дроне.
Купить XT30 здесь:
- GetFPV
- Amazon
- Banggood
Купить XT36
- GetFPV
- Amazon
- Banggood
- Gearbest
Купить 16 AWG кабель здесь:
- Amazon
- Banggood
- GetFPV
Купить балансировочный кабель тут:
- Banggood: http://bit. ly/2NOtWwi
- Amazon: https://amzn.to/2AlClFK
- GetFPV (4S): http://bit.ly/2K01jtT
ly/2NOtWwiКупить термоусадку здесь:
- Transparent Heatshrink (get the 86mm)
Припаяйте провода к разъемам, обычно использую длинные провода, это больше чем мне нужно, но я могу просто обрезать их до нужной длины позже.
Припаиваем провода к ячейкам 18650 согласно схеме. Вам обязательно нужно ознакомиться с моим руководством о том, как безопасно паять батареи 18650.
Верхняя сторона.
Нижняя сторона.
Нужно заизолировать все паяные соединения изолентой, а затем завернуть ее в термоусадочную пленку. Скорее всего, Вы сможете использовать более короткий разрядный провод, чтобы сэкономить пару граммов, я специально сделал его длиннее.
Получилось меньше по размеру, чем мой LiPo-аккумулятор 4S 1500 мАч.
Батарея 4S 18650 весит 203 г, и это около 30 минут полетного времени на моем Flywoo Explorer LR 4 ″: https://oscarliang.
com/flywoo-explorer-lr/
Данная статья переведена с английского языка, первоисточником является oscarliang.com
переводбатарейкаoscarliangliion
Популярное
Безопасная пайка литий-ионных аккумуляторов без каких-либо тепловых повреждений – [En]
Пайка литий-ионных аккумуляторов представляет собой большую проблему даже для более опытных специалистов.
Многие пытаются паять литий-ионные аккумуляторы или аккумуляторы телефонов. Производители аккумуляторов не рекомендуют нагревать их независимо от причины.
При нагревании литий-ионных элементов можно повредить пластиковый сепаратор, защиту от давления или даже основные внутренние литиевые слои.
Есть способы спаять их без нагрева, но для этого нужны специальные инструменты, которых у обычных людей нет.
Поэтому я объясню вам, как на самом деле это сделать с помощью стандартных инструментов.
Да, можно, но нужно иметь опыт пайки и знать физику.
Говоря о физике… для передачи тепла требуется время.
Да, величина термического повреждения довольно сильно зависит от материалов, но ключом к тому, чтобы не перегревать компоненты или, в данном случае, литий-ионные аккумуляторы, является ограниченное время воздействия тепла.
Я не буду показывать вам сложные графики кривых теплопередачи, я перейду к практическому моменту.
Вот что вам нужно:
– канифоль и припой или припой с сердечником из канифоли
– спирт (этиловый ацетилен или аналогичный)
– мощный паяльник (рекомендуется, но не обязательно)
– металлические провода или что вы хотите припаять к ячейка
Примечание: если ваш паяльник нагревается довольно долго (30 секунд +), снимите его жало и замените его на более тонкое. Наконечник проволоки диаметром 1 мм нагревается значительно быстрее, чем наконечник проволоки диаметром 2 мм. Однако не преувеличивайте. Если он будет слишком тонким, он растает.
Теперь вот процедура:
1. Очистите контакты литий-ионного элемента спиртом. То же самое для зажима или провода.
2. Нагрейте паяльник и расплавьте немного канифоли. Нанесите немного канифоли на клетку. Не контактируйте с ним дольше секунды. Сделайте то же самое для проводов или зажимов, которые вы хотите прикрепить.
3. После того, как вы нанесли немного канифоли на зажим/провод и ячейку, пришло время проверить пайку. Для этого воспользуемся зажимом. Примечание: если у вас есть только канифольный припой, вы можете немного расплавить его, чтобы вышла канифоль.
4. Хорошо разогрейте утюг. Если он не достигает температуры, необходимой для плавления припоя за несколько секунд, значит, он недостаточно мощный, но его все же можно использовать. Вам просто нужно определить время, необходимое для достижения точки плавления припоя. После того, как вы это узнаете, продолжайте нагревать его 1/3 этого времени. поэтому, если он плавится за 10 секунд, нагрейте его в течение 15 секунд, прежде чем использовать.
Теперь расплавьте немного припоя (он должен расплавиться мгновенно) и коснитесь зажима/провода менее чем на секунду.
Если зажим или проволока были очищены правильно, припой прилипнет к ним и обволакивает проволоку или растекается по поверхности, на которой есть канифоль.
Зажим или провод не нужно выигрывать от этой процедуры, но лучше протестировать это на нем. После того, как вы нанесли припой на зажим или провод, не позволяйте ничему остыть. Держите утюг горячим.
5. Возьмите зажим или проволоку и снова расплавьте припой на ней паяльником. При необходимости в смесь можно добавить больше припоя. Когда все это расплавится, держите на нем утюг и положите все на контакт ячейки.
Уберите утюг как можно быстрее (достаточно полсекунды). Для соединения с поверхностью ячейки требуется меньше секунды, поэтому ячейка не получит термического повреждения. После того, как вы удалите утюг, оставьте контакт (зажим/провод) на несколько секунд, чтобы припой затвердел.
На самом деле он затвердевает примерно за секунду или около того, если он хорошего качества (совет: меньше свинца в припое, выше качество).
Еще одна вещь, которую вы можете сделать, чтобы иметь еще меньшую теплопередачу: сразу после того, как пройдет первая секунда, положите большой кусок металла (рекомендуется алюминий) на припаянный контакт, чтобы он мгновенно передал большую часть тепла большому металлическому куску, вместо того, чтобы медленно охлаждаться и позволять части тепла попадать в ячейку. Например, вы можете использовать плоскую сторону алюминиевого кулера процессора. Сковорода тоже может подойти, если она теперь слишком вощеная.
Если вы недостаточно опытны в этом, потребуется некоторое тестирование. Вы можете тестировать на мертвых клетках или на чем-то похожем на них по размеру контактной поверхности.
При использовании этой процедуры часть ячейки рядом с контактами никогда не приблизится даже к рекомендованным пределам безопасности.
Итак, это самый важный аспект, который следует помнить: вы должны добиться минимально возможного времени контакта между ячейкой и нагретыми частями.
Эффективной пайки!
Нравится:
Нравится Загрузка…
Эта запись была опубликована в рубрике Исследования и расчленение с метками пайка, литий-ион, литий-ионное тепло, литий, канифоль, безопасная пайка, пайка, паяльник, паяльник ион. Добавьте постоянную ссылку в закладки.
|
К сожалению, поверхность большинства батарей CR2032 выдерживает нагрев только до 125 градусов по Цельсию. Вот почему вам нужно быть предельно осторожным, чтобы не касаться жалом паяльника поверхности батареи.
