Источники питания и зарядные устройства

Li-ion аккумуляторные батареи имеют повышенный срок службы при небольших размерах, малом весе и более высокую по сравнению с батареями других типов энергетическую плотность, что ставит Li-ion батареи вне конкуренции.

К недостаткам Li-ion аккумуляторов следует отнести чувствительность к перезарядам и переразрядам, из-за этого они должны иметь ограничители заряда и разряда.

Устройства защиты Li-ion аккумуляторных батарей

Li-ion аккумуляторные батареи коммерческого назначения имеют наиболее совершенную защиту среди всех типов батарей. Как правило в схеме защиты Li-ion батарей используется ключ на полевом транзисторе, который при достижении на элементе батареи напряжения 4,30 В открывается и тем самым прерывает процесс заряда. Кроме того, имеющийся термопредохранитель при нагреве батареи до 90 °С отсоединяет цепь ее нагрузки, обеспечивая таким образом ее термальную защиту. Есть и схема защиты от глубокого разряда, которая следит за напряжением аккумуляторной батареи и разрывает цепь нагрузки, если напряжение снизится до уровня 2,5 В на элемент.

Защита в типичном цилиндрическом аккумуляторе типоразмера 18650 призвана защитить от перезаряда свыше 4,2В, переразряда ниже 2,75 и короткого замыкания. Эта защита реализована на небольшой плате, расположенной в нижней части батареи, на ее катоде. Иногда эта плата по тем или иным причинам выходит из строя, что не позволяет нормально использовать аккумулятор. В этом случае можно просто удалить ее, превратив аккумулятор в незащищенный.

Проведем "вскрытие"

Под оболочкой мы видим проводник, ведущий от "плюса" к плате защиты

А уже она соединена с "минусом". Таким образом, в случае срабатывания защита разрывает цепь аккумулятора

Отделяем плату защиты. Она подсоединена точечной сваркой:

Обрезаем снизу "лишние" пару миллиметров внутренней оболочки:

Иногда "голый" аккумулятор после полного удаления защитного контура выглядит вот так:

Теперь возьмем пленку "Oracal". Можно использовать хоть скотч, но пленка должна быть тонкой, износостойкой и неэлектропроводной. Да, и еще желательно красивой :) как например красная:

Вырезаем нужный кусок и аккуратно оборачиваем аккумулятор пленкой:

Получившийся аккумулятор на долю миллиметра меньше стандартной длины…

…и вполне пригоден к эксплуатации, хотя до "обрезания" напряжение было "0"

Так можно дать неисправному аккумулятору вторую жизнь.

P.S. При отрывании плоского проводника, идущего вдоль аккумулятора, от "+" контакта аккумулятора и от платы защиты, важно ни в коем случае не замкнуть полюса аккумулятора, т.к. находятся они очень близко. В случае КЗ токи достигают десятков ампер, аккумулятор может взорваться или запросто приварить кусачки к корпусу. Пальцы обжечь тоже очень просто.

Типоразмеры гальванических элементов

Цилиндрические элементы

В эту группу входят цилиндрические литий-ионные аккумуляторы, выдающие напряжение 3,7 В. По конструкции и размерам элементы такого типа похожи на гальванические элементы марганцево-цинковой системы:

Li-Fe аккумуляторы

Современная электроника предъявляет все более высокие требования к мощности и емкости источников энергии. В то время как никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы вплотную приблизились к своему теоретическому пределу, литий-ионные технологии находятся только в начале пути

Li-Fe (литий фосфатные) аккумуляторы отличаются не только большой емкостью, но и быстротой зарядки. Всего за 15 минут можно полностью зарядить аккумулятор. К тому же такие аккумуляторы допускают в 10 раз больше циклов зарядки-разрядки, чем обычные модели. Идея Li-Fe аккумулятора заключается в активизации литиево-ионного обмена между электродами. С помощью наночастиц удалось развить обменную поверхность электродов и получить более интенсивный ионный поток. Чтобы исключить слишком сильное нагревание и возможный взрыв электродов, авторы разработки применили в катодах вместо лития/оксида кобальта литий/фосфат железа. Недостаточная электропроводность нового материала компенсируется введением наночастиц алюминия, марганца или титана.

Для заряда Li-Fe аккумуляторов должно применяться специальное зарядное устройство с маркировкой, на которой написано, что данный тип зарядного устройства способен работать с Li-Fe аккумуляторами, в противном случае вы погубите аккумулятор!

Достоинства

Безопасный прочный корпус, в отличие от оболочек Li-Po аккумуляторов

Сверхбыстрый заряд (при токе 7А полный заряд за 15 мин !!!)

Очень большой ток отдачи 60А – рабочий режим; 132А – кратковременный режим (до 10-ти секунд)

Саморазряд 3% за 3 года

Работают на холоде (до -30 гр. С) без потери рабочих свойств

Наработка на отказ 1000 циклов (в трое больше, чем у никелевых аккумуляторов)

Недостатки

Требуют специального зарядного устройства (не совместимы с LiPo зарядниками)

Тяжелее, чем Li-Po

Немного истории