Объясните разницу между литий-ионным аккумулятором и литиево-полимерным аккумулятором-industry-news

• Лучший литиевый аккумулятор 18650

• Цилиндрическая литий-ионная батарея

• Лучшее руководство по литиево-ионной батарее

• Лучшее руководство по LiPo батареям

• Лучшее руководство по батарее Lifepo4

• Руководство по литиевой батарее 12 В

• Литий-ионный аккумулятор 48 В

• Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

• Лучшая литий-ионная батарея 26650

Jan 05, 2019   Вид страницы：380

Когда мы выбираем мобильную мощность, она часто указывается на упаковке продукта или в брошюре. Есть литий-ионные и литий-полимерные батареи двух разных типов. Какие отличия? Для некоторых потребителей литий-полимерный аккумулятор лучше литий-ионного? В этой статье мы расскажем об этих двух батареях по цене, производительности и безопасности.

Прежде всего, из структуры, литий-полимерный аккумулятор должен быть полным названием литий-ионного полимерного аккумулятора, кажется, литий-полимерный аккумулятор также является разновидностью литий-ионных аккумуляторов. Самая большая разница в том, что оба электролита различаются, внутреннее использование литий-ионного аккумулятора представляет собой жидкий электролит, а полимерные литий-ионные аккумуляторы с твердым полимерным электролитом в качестве замены, полимер может быть твердым, также может быть полу- твердый (гель).

Цилиндрический литий-ионный аккумулятор

Во-вторых, судя по внешнему виду, в настоящее время большинство мобильных блоков питания, которые продаются на рынке, представляют собой использование цилиндрических (18650) литий-ионных аккумуляторов или двух блоков литий-полимерных аккумуляторов.

Поэтому, когда мы выбираем мобильную мощность, если на внешней упаковке продукта не указан тип батарей, поэтому вы можете просто по толщине самого продукта или его внутренней тип батареи для общего понимания.

Является улучшенным продуктом литий-ионных аккумуляторов, литий-ионных аккумуляторов из-за химического состава лития, очень живого, поэтому ранние литиевые батареи при частом использовании, горении и так далее и т. Д. Чтобы предотвратить активные химические свойства металлического лития, люди через материал анода в литий-ионных батареях с кобальтом, марганцем и другими металлическими материалами значительно повышают коэффициент безопасности ранних литиевых батарей.

Литий-ионный аккумулятор встроенный и встроенный

Зарядка и разрядка ионно-литиевых аккумуляторов могут быть встроены путем внедрения и снятия двух процессов для завершения во время разряда удаления ионов лития из материалов положительного электрода и электролита, опять же, как вода в губке, в материалы анода, процесс, называемый встроенный.

С другой стороны, в состоянии зарядки этот процесс вызывается встроенным. Левая литиевая батарея во встроенном процессе, а левая правая — для снятия встроенного процесса.

Самый распространенный аккумулятор 18650

Можно сказать, что после многих лет разработки технология литий-ионных аккумуляторов является относительно зрелой, массовое производство сделало стоимость производства очень низкой. Таким образом, литий-ионный аккумулятор имеет большее ценовое преимущество, чем литий-полимерные аккумуляторы. Вот почему большинство современных устройств, таких как портативные компьютеры, будут использовать эту батарею.

18650 структура батареи

Из-за использования жидкого электролита литий-ионный ион в случае перезаряда (перезаряда) сделает его внутренний скачок давления, поэтому, чтобы избежать взрыва герметичной металлической оболочки, обычно этот тип батареи будет в верхней части 18650 оснащен с предохранительным клапаном, когда внутреннее давление аккумулятора слишком велико, верхний предохранительный клапан автоматически поднимается, создавая эффект декомпрессии.

Но когда облегчение после всплывающего окна, внутренняя утечка литий-ионных аккумуляторов из-за контакта с кислородом в воздухе, все же может возникнуть ситуация пожара.

Таким образом, чтобы использовать этот вид литий-ионных аккумуляторов, электронные продукты, на его внутреннюю защиту от заряда и разряда IC предъявляются очень высокие требования. Но с многолетней разработкой литий-ионной батареи, независимо от того, является ли конструкция самой батареи или другой технологии защиты IC очень зрелой, до тех пор, пока в повседневном использовании мы можем сделать это правильно, и избежать явления ячейки было сложно проткнули, аккумуляторы 18650 очень безопасны, иначе на рынке большая часть ноутбуков не будет использовать батарею.

По сравнению с использованием жидкого электролита для литий-ионных батарей, использование твердого полимерного электролита литий-полимерной батареи в форме имеет характеристику ультратонкости, теоретическую минимальную толщину 0,5 мм и характеристики произвольной формы и произвольной площади.

Значительно улучшены характеристики гибкости модели батареи, благодаря чему можно сделать любую лучшую форму и емкость литиевых батарей нового поколения.

Литий-полимерный аккумулятор

Кроме того, использование твердого полимерного электролита для литий-ионных аккумуляторов литий-полимерных аккумуляторов по сравнению с обычными имеет более высокую плотность энергии, то есть при том же объеме, литий-полимерные аккумуляторы с меньшим весом и большей емкостью и т. Д. .

Литий-полимерный аккумулятор более легкомысленный

Если в строгом смысле, литий-полимерный аккумулятор в аноде, катоде и электролите и принцип работы и использование жидкого электролита литий-ионного аккумулятора одинаковы, единственная разница заключается в диафрагме и другом упаковочном материале, поэтому, по сути, литий полимерный аккумулятор также является разновидностью ионно-литиевых аккумуляторов.

Итак, для всевозможных упаковок разного формата литий-ионные аккумуляторы обладают следующими характеристиками:

Взятый стальной корпус литий-ионного аккумулятора:

Обычный стальной корпус аккумулятора 18650, для использования с высоким коэффициентом безопасности, технология производства была очень зрелой, и по сравнению с полимерным аккумулятором дешевле, большая часть доли рынка литиевых аккумуляторов, наиболее распространенных в аккумуляторах для ноутбуков.

В мягкой упаковке литий-ионный аккумулятор, полимерный аккумулятор:

Благодаря более высокой плотности энергии, лучшей производительности и характеристикам безопасности произвольной формы, стали наиболее популярным выбором для цифровых продуктов батареи, литий-ионные батареи, но по сравнению с ценой на стальной корпус по-прежнему высоки.

Резюме: действительно, литий-ионные батареи со стальным корпусом и мягким корпусом обладают хорошими показателями безопасности. В конце концов, нынешняя технология производства литий-ионных аккумуляторов уже очень развита. Если при повседневном использовании избежать высокой температуры, короткого замыкания и перезаряда, пробивания и т. Д., Он может избежать того, что мы называем «взрывом», возникновения несчастных случаев, таких как пожар. Мы часто обращаемся к литиево-ионному аккумулятору и литиево-полимерному аккумулятору. Оба они имеют свои достоинства и недостатки. Если вы больше заботитесь о цене продукта, вы можете выбрать аккумулятор 18650.

Если вы больше заботитесь о внешнем виде мобильного телефона, мощности и объеме, вам стоит купить дорогой литий-полимерный аккумулятор.

Страница содержит содержимое машинного перевода.

• Предыдущая статья： Технические характеристики и размеры силовых литий-ионных аккумуляторов
• Следующая статья： Что лучше, литий-ионный аккумулятор или литий-железо-фосфатный аккумулятор?

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

• Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

• Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

• Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы

Зачем прибор оснащать компонентом защиты, если в литий-ионный/полимерный аккумулятор/батарею вы все равно встраиваете плату защиты?

При эксплуатации литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов и батарей из них, в обязательном порядке, необходимо обеспечивать их отключение от нагрузки и заряда по достижении определённого напряжения : при разряде 3 В, при заряде 4,2 В на один аккумулятор.

Эта обязанность лежит на приборе, который питает батарея.

Т.е., разрабатывая прибор, необходимо обеспечить следующее:

• прекращение его работы  при снижении напряжения на батарее до 3-х В на аккумулятор;
• прекращение заряда в случае роста зарядного напряжения свыше 4, 2 В на один аккумулятор.

Плата защиты, встроенная в аккумулятор/батарею обеспечивает его аварийное отключение от нагрузки при напряжении 2,35 В и при заряде, при напряжении 4,35 В. Тем самым она защищает аккумулятор/батарею от необратимых последствий перезаряда или глубокого разряда.

Почему вы не рекомендуете использование литий-полимерных аккумуляторов?

Литий-полимерный аккумулятор, зачастую, производится для конкретного устройства: фотоаппарата, плеера, телефона и т.д. Прекращение выпуска такого устройства приводит к прекращению выпуска аккумулятора. Он остается в каталогах производителя, но есть одна сложность — к закупке он доступен только в количестве нескольких тысяч штук и делаться будет только под заказ. Что будет через год или два? Возможно ли будет закупить снова эти аккумуляторы? Прогнозу не поддается.
Применение литий-полимерных аккумуляторов, на наш взгляд, оправдано в нескольких случаях:

• необходима большая партия однотипных аккумуляторов в течении долгого времени;

• номинальное напряжение батареи не должно превышать 7,2 В.

Какую выбрать электрохимическую схему батареи?

На выбор электрохимической схемы батареи влияет множество факторов:

• необходимые электрохимические показатели;
• требования к массе батареи;
• требования к габаритам батареи;
• рабочий диапазон температур;
• стоимость батареи.

Последний фактор в нашем списке часто является определяющим при выборе батареи. Но в реальности, первоначальные затраты на более дорогую батарею оправдывают себя в будущем.

Остальные факторы следует рассматривать отдельно для каждого конкретного случая. Вы можете ознакомиться с некоторыми сравнениями электрохимических схем на нашем сайте в разделе «Сравнение аккумуляторов».

Какую выбрать внешнюю оболочку?

Мы можем предложить несколько видов внешнего исполнения батареи: корпусное и безкорпусное. Мы используем готовые покупные корпуса как пластмассовые, так и металлические (алюминиевые или стальные) с различными степенями защиты IP. Корпуса подбираются в соответствии с требованиями потребителя к размерам батареи .

Безкорпусное исполнение батарей предполагает два вида исполнения:

• все конструктивные элементы батареи склеены между собой и дополнительно укреплены липкой армированной лентой;
• наиболее распространённым исполнением внешней оболочки батареи является термоусадочная трубка, обеспечивающая надёжное соединение и защиту, входящих в батарею аккумуляторов и радиоэлементов. В соответствии с запросом, может использоваться как тонкостенная трубка, с толщиной стенки до 250 микрометров, так и толстостенная до 1,5 мм.

Как решить проблему фиксации батареи в нашем изделии?

При всём разнообразии батарейных отсеков, а соответственно и способ крепления в них аккумуляторных батарей выделим два:

• для фиксации батареи в отсеке мы советуем использовать липкую ленту TESA;
• более сложным, но достаточно часто используемым решением является установка на батарею площадки из текстолита. Она жёстко закреплена на батарее и имеет отверстия для крепления батареи на плате или в батарейном отсеке. Т.е. мы имеем батарею, как бы, с крылышками из текстолита.

Каким образом осуществляется доставка батарей?

Возможны несколько вариантов, как по цене, так и по способу доставки.

Доставка по  Москве:

• при весе груза до 5 кг курьером ООО «ТИСТАН» — бесплатно;
• при большем весе самовывоз или экспресс-почта за счёт Заказчика.

Доставка  в регионы:

• при весе груза до 5 кг Почтой России – бесплатно;
• при большем весе самовывоз или экспресс-почта за счёт Заказчика.

Литий-ионные VS Литий-полимерные батареи

Литий-полимерный аккумулятор относится к литий-ионному аккумулятору, в котором электролитом является твердое или гелеобразное состояние. Как правило, в качестве упаковочного материала используется композитная алюминиево-пластиковая пленка. В настоящее время в мире существует только два настоящих бренда литий-полимерных аккумуляторов: одна — японская SONY, а две другие — китайские ATL и Grepow. Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор, что лучше?

Какой из них безопаснее?

Литиевая батарея обычно относится к батарее с алюминиевой оболочкой, электролит находится в жидком состоянии, а внешний упаковочный материал представляет собой алюминиевую оболочку, а литий-полимерная батарея безопаснее, чем литиевая батарея. Литий-полимерный аккумулятор — это модернизированный продукт литий-ионных аккумуляторов. Это безопаснее (без взрыва), чем популярная в настоящее время литий-ионная батарея. жидкий корпус будет более подвержен взрывам по сравнению с корпусом из алюминия. Однако из-за времени, необходимого для замены всей отраслевой цепочки, его стоимость по-прежнему относительно высока, и он используется только в цифровых продуктах высокого класса (ультратонкие ноутбуки, БПЛА и т. д.). Литий-полимерный аккумулятор не имеет проблем с утечкой, внутри аккумулятора не содержится жидкий электролит, а используется твердое коллоидное вещество.

 

Какая разница в форме?

Полимерно-литиевая батарея — это новый тип батареи, он отличается большей миниатюризацией, ультратонкостью, легкостью, а также высокой безопасностью и низкой стоимостью, а также имеет другие очевидные преимущества. По форме литий-полимерный аккумулятор имеет ультратонкие характеристики, может сочетаться с любым типом продукта, имеет любую форму и емкость аккумулятора. Литий-полимерные батареи Grepow могут иметь толщину всего 0,4 мм и изгибаться под углом 170 градусов. если это емкость 3,6 В 400 мАч, Grepow может сделать для вас тонкую батарею. Литий-полимерные батареи могут иметь различную форму. Если вы хотите купить литий-полимерный аккумулятор у производителя, вы можете легко запросить аккумулятор особой формы и размера, подходящий для вашей ситуации. Аккумуляторы могут деформироваться при изгибе, максимальный изгиб полимерного аккумулятора около 90 °.

Какая разница в напряжении?

Литий-полимерный аккумулятор можно превратить в один высоковольтный элемент: аккумулятор с жидким электролитом может состоять только из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, чтобы получить высокое напряжение. и сама полимерная батарея, поскольку в ней нет жидкости, могут быть выполнены в виде единой многослойной комбинации для достижения высокого напряжения. Литий-ионно-полимерные (LiPo) аккумуляторные батареи с нормальным напряжением полностью заряжаются при напряжении 4,2 В, в то время как литий-ионные высоковольтные (LiHv) аккумуляторы Grepow позволяют заряжать аккумуляторы до более высокого предельного зарядного напряжения при 4,35 В. 4,4 В или 4,45 В. Здесь вы можете увидеть, как высоковольтная батарея 4,4 В (отмечена зеленым) имеет платформу с более высокой скоростью разряда и более высокую разрядную емкость.

 Какая разница в емкости?

Литий-полимерный аккумулятор имеет высокую плотность энергии и может удерживать в два раза больше энергии, чем литий-ионный аккумулятор того же размера. Прогнозируется, что в ближайшие 5-10 лет полимерно-литиевые аккумуляторы заменят существующие литий-ионные аккумуляторы! На самом деле, уровень проникновения литий-полимерных аккумуляторов в таких странах, как Япония и Южная Корея, которые относительно развиты в электронной промышленности, достиг определенного уровня, но Китай все еще относительно отстал в этом отношении. Технология производства литий-полимерных аккумуляторов Grepow созрела, рынок растет, а популярность литий-полимерных аккумуляторов в Китае не за горами! Если вы заинтересованы в наших продуктах, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время! Электронная почта: info@grepow. com Веб-сайт Grepow: https://www.grepow.com/

Lander Lab #5: Литий-полимерные батареи

Колонка о технологиях, стратегиях и использовании океанских посадочных модулей

Литий-полимерные батареи представляют собой безопасный и надежный вариант портативного источника электроэнергии. По мере накопления опыта параметры приложения уточнялись, определялись и улучшались. Хотя они широко распространены в повседневной жизни, их принятие не совсем обогнало беспокойное прошлое.
LiPo теперь летали на космическом корабле Space-X с экипажем и установлены на Международной космической станции. Мировая автомобильная промышленность претерпевает кардинальные изменения благодаря новым разработкам аккумуляторов, которые следуют за индустрией персональных компьютеров и сотовых телефонов. Tesla Powerwall, в котором используется стек LiPo, позволяет домам отключаться от сети, когда сеть выходит из строя. Подводные лодки DSV ALVIN компании WHOI, DSV DEEP SEA CHALLENGER компании James Cameron и TRITON 36,000/2 (ограничивающий фактор DSV) компании Triton Submarine питаются от аккумуляторных модулей LiPo с компенсацией давления. В 2019 годуа в 2020 году Япония спустила на воду две новые дизель-электрические подводные лодки «Тайгей» («Великий кит») и «Торю» («Боевой дракон»), оснащенные литий-ионными батареями, благодаря чему подводные лодки способны дольше бесшумно плавать под водой.

Как и другие животные в зоопарке Сан-Диего, важно понимать, что LiPo просто отличаются от свинцово-кислотных или щелочных батарей. У них есть свои отличительные особенности поведения. Я признаюсь, что испытывал некоторые опасения, когда начал учиться, а затем учиться на практике с LiPos. Я начал с аккумуляторов LiPo внутри огнеупорного зарядного мешка на бетонном полу в небольшом бункере из шлакоблоков в 6 футах от всего остального. Я перешел к большому глиняному садовому горшку с глиняным поддоном вместо крышки. Следил за температурой и напряжением. Я прочитал все, что мог. Я следил за многообещающими зацепками. Это была книга DreamWorks «Как приручить дракона». Мне нужно было знать. Безопасность оставалась превыше всего, так как я начал разбираться в технологии, которую уже использовали многие другие.

Я уже несколько лет использую LiPo аккумуляторы в различных морских условиях. Чем больше вы узнаете, тем больше у вас будет успехов и тем больше возможностей откроется. Я уважаю их плотность энергии, но также и их готовность выполнять работу.
Существует большое количество работ, описывающих основы аккумуляторов LiPo и их применение. В этой статье будут приведены некоторые из них.

Короче говоря, всегда относитесь к LiPo с уважением, которого они заслуживают. Крайне важно оставаться в пределах рекомендуемых отраслевых рабочих параметров. Ужасные рассказы энтузиастов RC на выходных можно частично обвинить в том, что конечные пользователи отклоняются от установленных границ, чтобы выиграть еще несколько минут полета, или пытаются совершить еще один полет, быстро заряжая сверх рекомендуемой максимальной скорости. Иногда это паршивая батарея, которую они получили по дешевой цене. Иногда у них нет подходящих устройств для защиты и обслуживания батарей, как это должно быть.

Некоторые основные сведения о литий-ионных и литий-полимерных батареях

Литий-ионные и литий-полимерные батареи представляют собой перезаряжаемые вторичные элементы со схожим химическим составом. Их можно использовать для тех же самых мощных приложений. Их отличают разные электролиты и упаковка.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы полностью отличаются от первичных неперезаряжаемых литиевых элементов. Во-первых, полимеры лития используют для своих электродов интеркалированное соединение лития, а не металлический литий, и поэтому они более стабильны. Они также не опасны при контакте с водой.
Литий-ионные элементы используют жидкий электролит и заключены в цилиндрический корпус из нержавеющей стали. Примером может служить хорошо известная ячейка 18650.

В литий-полимерных (LiPo) элементах используется гелеобразный электролит, и они упакованы под вакуумом в мягкий пластиковый пакет. Это известно как «призматическая ячейка». Существует несколько химических составов LiPo, но наиболее распространенным для призматических аккумуляторов является оксид лития-кобальта. Химический состав указан в паспорте безопасности для этой батареи. Пакет призматических ячеек может быть связан вместе с помощью термоусадочной пленки для легких приложений или внутри корпуса из твердого пластика, полученного литьем под давлением, для обеспечения устойчивости к проколу.

По сравнению с щелочными элементами, LiPo имеют меньший вес, большую емкость, более высокую скорость разряда и меньше подвержены влиянию низких температур, которые могут быть обнаружены глубоко. Срок службы может составлять 100 секунд, прежде чем емкость батареи уменьшится до ¾ от ее первоначальной емкости.
Конфигурация LiPo определяется количеством призматических ячеек и тем, как они соединены, то есть количеством последовательно и параллельно соединенных ячеек. «6S1P» означает, что имеется 6 последовательно соединенных ячеек и только 1 стек без параллельных. Практически все призматические батареи соединены последовательно, поэтому конфигурация называется просто «6S», под которой понимается «1P».

О напряжениях: Номинальное напряжение батареи равно количеству ячеек x 3,7 В/ячейка, среднему напряжению батареи. Батарея 6S описывается как 6 ячеек x 3,7 В на ячейку = 22,2 В, хотя полная зарядка составляет 25,2 В.

Аккумуляторы LiPo имеют четыре основных значения напряжения, которые необходимо знать:

• Максимальное напряжение: 4,2 В/элемент (6S x 4,2 В/элемент = 25,2 В постоянного тока)
  • (Управляется BMS, см. % полного заряда): 3,85 В/элемент (6S x 3,85 В/элемент = 23,1 В постоянного тока)
    • (Зарядите аккумулятор, затем разрядите с помощью CBA IV Pro до этого значения. Объяснение ниже.)
  • Напряжение при транспортировке (30% полного заряда): 3,71 В/элемент (6S x 3,71 В/элемент = 22,26 В постоянного тока)
    • (Зарядите аккумулятор, затем разрядите с помощью CBA IV Pro до этого значения. Объяснение ниже.)
  • Минимальное напряжение (абсолютное): 2,9 В/элемент (6S x 2,9 В/элемент = 17,4 В постоянного тока)
    • (Управляется BMS, поясняется ниже)

  0003

  Используя 10-дюймовую полиамидную сферу, я изготовил аккумуляторную батарею 22 В/20 Ач (номинал 440 Втч) с положительной плавучестью. Это автомобильный аккумулятор, который плавает.

  Качество LiPo аккумуляторов потребительского и коммерческого класса различается. Аккумуляторы коммерческого класса производятся с вниманием к качеству на каждом этапе, включая выбор элементов, которые соответствуют характеристикам других в стеке. Аккумуляторы потребительского класса производятся с учетом стоимости. Разница такая же, как при покупке батареек у Duracell по сравнению с Harbour Freight. Я обычно использую два коммерческих бренда: Gens Ace Tattu и Turnigy Graphene. Один список ведущих производителей LiPo можно найти по адресу html>.

  Рис. 4. Аккумулятор Gens Ace Tattu LiPo. Показаны характеристики батареи LiPo по напряжению, емкости, конфигурации и максимальному номинальному току. Дополнительную справочную информацию о батареях GensAce/Tattu LiPo можно найти по адресу . (фото предоставлено Gens Ace)

  Поскольку призматические ячейки упакованы в мягкий пластиковый пакет под вакуумом, они устойчивы к давлению. Внутри нет сжимаемых материалов, поэтому скорость химической реакции не зависит от давления. Соответствующая схема защиты BMS также состоит из устойчивых к давлению компонентов (см. следующий раздел). Я погрузил оба в мешки, наполненные минеральным маслом, и проверил их на давление 18 000 фунтов на квадратный дюйм. Держались нормально.

  Размещение литий-полимерной батареи с компенсацией давления вне корпуса означает, что вы вычитаете только вес воды из запаса плавучести, а не вес воздуха, когда он находится внутри корпуса. Просто SWAG, но при той же плавучести корабль может нести на 25% больше мощности.
  Дополнительные сведения о LiPo см. в Battery University ; «Руководство по изучению аккумуляторов LiPo» ; и «Уход и питание аккумуляторов LiPo» .
  Следуй своему любопытству, и ты найдешь других.
  
  Схема защиты LiPo

  Здесь я отклоняюсь от обычной практики RC.

  Очень важно сбалансировать заряд LiPo аккумулятора. Это связано с тем, что некоторые элементы имеют немного более высокое внутреннее сопротивление, чем другие, что позволяет одним перезаряжаться, а другим недозаряжаться, если не регулируется. Вы найдете множество «зарядных устройств баланса», которые отлично работают. НО также важно сбалансировать разрядку, чтобы одна ячейка не разряжалась быстрее остальных по тем же причинам и не опускалась слишком низко. Предохранителя по низкому напряжению недостаточно, так как он измеряет общее напряжение батареи. Одна ячейка, скрывающаяся в общем напряжении аккумуляторной батареи, может быть истощена до полного разрушения, унося с собой всю батарею. Когда в следующий раз эта батарея будет помещена на балансировочное зарядное устройство, она найдет ту, которая неисправна, и отменит зарядку.

  Решением является BMS: система управления батареями, плата, предназначенная для защиты каждой ячейки в вашем аккумуляторе LiPo, удерживая его в безопасных рабочих зонах. В дополнение к функции балансировки заряда/разряда, BMS имеет защиту от перезарядки (отключение по высокому напряжению), защиту от переразряда (отключение по низкому напряжению), защиту от короткого замыкания (отключение нагрузки) и защиту от перегрузки по току (по выбору 20 А). , 30А, 40А). Лучшие конструкции BMS потребляют менее 200 мкА.

  Рисунок 5. Схема защиты LiPo «Система управления батареями» (BMS) защищает отдельные элементы в аккумуляторе LiPo во время зарядки и разрядки. Показана батарея 5S LiPo. (Фото: QSKJ Power Module Experts)

  Еще одним большим преимуществом BMS является то, что несколько идентичных батарей, каждая со своей собственной BMS, могут быть связаны вместе, плюс к плюсу, минус к минусу, в так называемую «шину напряжения». Параллельное расположение обеспечивает номинальное выходное напряжение батареи, одновременно добавляя емкость в ампер-часах. BMS также позволяет заряжать аккумулятор от одного порта питания, не открывая корпус. Если под рукой есть второй аккумулятор для развернутого посадочного модуля, его можно заряжать медленно, что продлит срок службы элементов.

  Посмотрите внимательно на компоненты поверхностного монтажа, используемые при сборке платы BMS. Скорее всего, все они устойчивы к давлению. Хорошие новости, это означает, что LiPo с компенсацией давления может иметь свою боковую BMS для поездки.

  Безопасность:  Полиамидная сфера запаивается вакуумом. В маловероятном случае образования газа сфера просто развалится. При погружении в воду соленая вода разряжает батарею, но не вступает в реакцию с полимером. При использовании стеклянной сферы от Nautilus Marine Service (Vitrovex): Снимите колпачок с самозакрывающегося продувочного отверстия. Обратный клапан будет удерживать внутренний вакуум, но выскакивает при наличии внутреннего избыточного давления. Не забудьте закрыть колпачок порта продувки, когда закончите. Если в цилиндре, мера безопасности для дегазации состоит в том, чтобы удалить винты, крепящие торцевую крышку к корпусу. Внутренний вакуум будет удерживать торцевую заглушку, а внутреннее избыточное давление вытолкнет ее. Если он оснащен самоуплотняющимся портом продувки, снимите крышку. Внутренний обратный клапан удерживает внутренний вакуум, но выскакивает при наличии внутреннего избыточного давления. Не забудьте закрыть колпачок порта продувки, когда закончите. В качестве альтернативы можно использовать клапан сброса давления (PRV), подобный тем, что производятся Deep Sea Power & Light или Prevco. PRV следует размещать на дне герметичного корпуса, подобно входному люку в подводную среду обитания. Когда PRV открыт, он открыт прямо в море. У предохранительных клапанов есть давление открытия и повторного запечатывания, при котором вода может капать внутрь, если предохранительный клапан направлен вверх. Еще одно напоминание для инженеров: будьте осторожны с коррозией разнородных материалов между PRV и торцевой крышкой. Мы обсудим жилье более подробно в следующем выпуске.

  Зарядные устройства
  Поскольку каждая батарея имеет свою собственную BMS для балансировки заряда отдельных элементов, необходимо интеллектуальное несбалансированное зарядное устройство, предназначенное для LiPos. Они примечательны тем, что у них нет разъема балансировочного штекера LiPo.
  Рис. 6. Несбалансированное интеллектуальное зарядное устройство LiPo. Универсальный вход позволяет использовать его в любой стране или на удобном корабле. (Иллюстрация предоставлена ​​AA Portable Power Corp.)

  Интеллектуальное несбалансированное зарядное устройство LiPo обеспечивает защиту LiPo от пониженного напряжения, так что, если напряжение LiPo батареи ниже 15,12 В, зарядное устройство не будет заряжать батарею, так как один или несколько элементов могут быть повреждены. поврежден. Он также предлагает второй уровень защиты BMS для защиты от короткого замыкания на выходе, защиты от перегрева, защиты от перенапряжения и защиты от обратной полярности. Интеллектуальное несбалансированное зарядное устройство LiPo обеспечивает цикл зарядки постоянным током/постоянным напряжением.

  Рис. 7. Несбалансированное интеллектуальное зарядное устройство LiPo сначала обеспечивает постоянный ток (CC), а затем переключается на постоянное напряжение (CV) для завершения зарядки. (Иллюстрация предоставлена ​​Витольдом Марандой, доктором философии, Лодзинский технологический университет, Польша) Важные инструменты, которые нужно иметь

  1. Конечно, DVM, тогда становится интересно.

  2. Измеритель ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) LiPo Mark II.

  Следующий по значимости инструмент для диагностики LiPo, который должен быть в ящике с инструментами.

  Внутреннее сопротивление (IR) является лучшим индикатором состояния батареи. IR измеряется в миллиомах (мОм). Чем ниже сопротивление, тем меньше ограничение протекания тока. Высокое сопротивление вызывает нагрев батареи и падение напряжения на клеммах под нагрузкой.
  Измеритель ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) LiPo Mark II — лучший измеритель на рынке для оценки качества литиевых батарей.

  Рис. 8. Измеритель ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) Mark II. (Фото предоставлено Progressive RC)

  Измеритель ESR обеспечивает внутреннее сопротивление отдельных элементов при извлечении их из батареи или комплексное измерение всей батареи, включая BMS. BMS добавляет фиксированное смещение к IR батареи. ESR обеспечивает прямое считывание внутреннего сопротивления и максимального тока, который батарея может обеспечить в момент измерения.

  Рис. 9. Внутреннее сопротивление (ВВЕРХУ) и максимальный ток (НИЖЕ) можно измерить и записать для новой батареи. На этих фотографиях показано измерение состояния полной батареи с BMS. Если расчетная нагрузка ниже 40 А, с этой батареей все в порядке. Нет необходимости подключаться к балансировочным штекерам батареи LiPo, чтобы сделать общую оценку, хотя предполагается, что BMS выполняет свою работу по балансировке каждой ячейки. Если чистое значение IR со временем увеличится по сравнению с первоначальным измерением, может потребоваться замена батареи. (Фото Кевина Харди)

  Производитель рекомендует проводить измерения при одной и той же температуре. ($150, Progressive RC)

  3. Компьютеризированный анализатор аккумуляторов V Pro (CBA V Pro)

  Я бы тоже обязательно купил этот. Он используется для проверки емкости аккумулятора, а также для точного и автоматического разряда аккумулятора до определенного напряжения для хранения или транспортировки.
  Рис. 10. Компьютеризированный анализатор батарей V Pro (фото предоставлено West Mountain Radio)

  Напряжения при хранении и доставке получаются путем первой зарядки батареи, а затем ее разрядки до указанного напряжения с помощью анализатора батарей CBA V Pro. Укажите конечное напряжение, и CBA автоматически остановится, когда достигнет этого напряжения.

  CBA (компьютерный анализатор аккумуляторов) V также может определять фактическую емкость аккумулятора при различных скоростях разряда. Он также может тестировать функцию отключения по низкому напряжению (LVCO) BMS.

  Рис. 11.  CBA показывает точную кривую разряда и емкость вашей батареи. Здесь зеленая горизонтальная линия на уровне 18,00 В — это заданный предел отключения разряда батареи 6S (3,0 В на ячейку). Вместо этого низковольтный выключатель BMS (LVCO) сработал при 19,20 В (3,2 В на ячейку). (Фото Кевина Харди)

  Чтобы проверить емкость аккумулятора при низкой температуре, поместите его в холодильник и протяните провода к CBA V. Температура измеряется комнатным/наружным термометром. (229 долларов США, от West Mountain Radio )
  4. Измеритель ячеек 5-в-1 для проверки напряжения ячейки:

  Рисунок 12. Измеритель ячеек Tenergy 5-в-1 (Фото любезно предоставлено Tenergy Power)

  Этот измеритель измеряет напряжение отдельных элементов и общее напряжение батареи через балансировочный штекер. Измеритель элементов Tenergy 5-в-1 может отображать расчетную оставшуюся емкость на основе напряжения на ненагруженных клеммах для аккумуляторных батарей LiPo. Используйте этот измеритель, чтобы быстро проверить, требуется ли зарядка аккумулятора перед использованием. Он также может отображать напряжение каждой отдельной ячейки, подтверждая состояние баланса.

  Для аккумуляторных батарей LiPo и Li-ion этот измеритель ячеек отображает внутреннее сопротивление каждой отдельной ячейки, обеспечивая быструю оценку состояния батареи. Я бы использовал этот измеритель для проверки ESR, но доверился бы ESR как лучшему инструменту для этой важной задачи. (19 долларов США в Tenergy Power)

  UNOLS по безопасности LiPo на борту

  Четыре системы университетов и национальных океанографических лабораторий (UNOLS), документы WHOI и USN можно найти на https://www.unols.org/documents/batteries.

  Институт океанографии Скриппса имеет аналогичный документ по адресу https://scripps.ucsd.edu/sites/scripps.ucsd.edu/files/basic-page-ships/field_attachment/2015/SIO.ShipboardLithiumBatteryGuidelines.Nov-2014.pdf.

  Доставка:

  Применяются ограничения IATA UN 38. 3. Хороший совет: ни в коем случае не модифицируйте литий-полимерные батареи, и документ о сертификации испытаний UN 38.3, который производитель использовал для их отправки, по-прежнему действует. Они обязаны дать вам копию, если вы попросите. FedEx и UPS публикуют свои рекомендации, основанные на правилах IATA. Если вы отправляете LiPo внутри корпуса, они могут перевозиться в соответствии с UN3481, что является менее ограничительным. Это связано с тем, что корпус защищает аккумулятор от случайного прокола. Для получения дополнительной информации о правилах IATA см. раздел Battery University и выполните поиск «BU-704a: Доставка литиевых аккумуляторов по воздуху».
  Если вы обнаружите, что доставка IATA слишком ограничительна, не беспокойтесь: вы разработали немодифицированные батареи для своего аккумуляторного блока! Вытащите батареи и отправьте корпуса пустыми. Закажите новый комплект LiPos для доставки вашему агенту в иностранном порту операции. Откройте и снова соберите батарейный блок.

  Коммерческие фирмы, предлагающие подводные LiPo аккумуляторы:

  • Southwest Electronic Energy Corp предлагает литий-ионные аккумуляторы с компенсацией давления SeaSafe II для подводных транспортных средств, систем управления и океанографического оборудования. Они также размещают на своем веб-сайте очень хорошую коллекцию презентаций с конференций.
  • SubC Imaging предлагает литий-полимерную аккумуляторную сферу с защитой BMS как часть автономной системы камер.
  • Подводная лодка Ictineu (Барселона, Испания) предлагает широкий выбор устойчивых к давлению LiPo аккумуляторов. (Представитель в США: HydroSpaceGroup.com)
  • Develogic (Германия) предлагает многоразовые аккумуляторные контейнеры с защитой от давления, которые подходят для боковых композитных, алюминиевых или титановых баллонов. Варианты батарей включают щелочные, литий-ионные и первичные литиевые.
  • SubCTech (Киль, Германия) предлагает линейку литий-ионных аккумуляторов с защитой от давления для подводного применения.
  • General Dynamics предлагает «LiPo аккумулятор Bluefin Robotics 1,5 кВт⋅ч»

  Вывод:

  Я не пробовал заряжать LiPo аккумуляторы под давлением, как можно было бы с сетью кабель-берег, но я подозреваю, что они будут выполнять нормально.

  Я надеюсь, что это было полезно, и вы узнаете, какие интересные вещи LiPo могут сделать для вас.

  Другие ресурсы, Книги

  «Батарейки в портативном мире», Исидор Бухманн, 2016 г. (ISBN 978-0-9682118-4-7)

  «Литиевые батареи своими руками», Micah Toll, 2017, 978-0-9899067-0-8)

  Future

  IEEE Spectrum (октябрь 2022 г.) сообщил о прототипе седана Vision EQXX Mercedes-Benz. Он будет оснащен «анодом батареи с высоким содержанием силикона… который может выжать большую дальность действия из батарей, <и> широко ожидается, что он будет популярен в течение следующего десятилетия». Морские технологии часто выигрывают от перекрестных технологий, разработка которых была оплачена более крупными рынками. Через десятилетие, кто знает?

  Other Shop Talk

  Журнал Make Magazine, том 83, только что вышел, содержит «Руководство по платам 2022 года», включая их ежегодный обзор Make: Guide to Boards, в котором сравниваются 79 самых популярных микроконтроллеров, одноплатных компьютеров и ПЛИС — с акцент на тех, которые вы действительно можете получить в свои руки.

  Благодарности

  Выражаем благодарность Дугласу Олдену, инженеру по исследованиям и разработкам 5, и доктору Патерно Кастильо, Океанографический институт Скриппса, за вовлечение более широкого сообщества Скриппса в обсуждение литиевых батарей на Техническом форуме Скриппса в кампусе. Спасибо также Чаду Коллетту и Бренту Лэки, SubC Imaging (Кларенвилль, Нидерланды, Канада), за их интерес и продолжающийся разговор о подводной конструкции LiPo. Автор выражает признательность доктору Питеру Вустеру из Института геофизики и физики планет (IGPP) в Скриппсе, признавая его ненасытное любопытство, поддержку, доверие к своей команде и готовность пробовать новые способы продвижения своей науки.