li ion аккумуляторы как правильно заряжать

Зарядить литий-ионных (li-ion) аккумуляторы можно зарядными устройствами или самостоятельно. Не будем рассматривать устройство  li-ion  и полимерных (li-pol)  аккумуляторов, а сразу перейдем к практике. Оба типа аккумулятора заряжаются одинаково поэтому далее будем говорить о li-ion.

Выводы

Существует несколько способов заряда Li-ion аккумуляторов, но все они отражают сущность двухэтапного процесса: заряд постоянным и падающим током при постоянном напряжении. При заряде аккумуляторов или батарей током 0,5–1 Сн и более фаза падающего тока обязательна для увеличения принятой аккумулятором зарядной емкости. При заряде током 0,1–0,3 Сн фазой падающего тока можно пренебречь, так как за 3,5–10 ч заряда аккумулятор и так зарядится почти на всю емкость.

Литература

  1. Рыкованов А. С. Системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей // Силовая электроника. 2009. № 1.
  2. Рыкованов А. С. Элементная база систем обеспечения функционирования Li-ion аккумуляторов // Компоненты и технологии. 2012. № 8.
  3. Рыкованов А. С. Способы балансирования портативных железо-фосфатных Li-ion аккумуляторных батарей // Компоненты и технологии. 2012. № 10.

Зависимость количества циклов разряда от глубины

  1. Осуществляйте профилактическую разрядку раз в 3 месяца.

Из-за нестабильного процесса подзарядки max и min значения зарядов сбиваются. В связи с чем, устройство начинает получать некорректную информацию об уровне заряда. Для устранения данного момента и необходима полная разрядка батареи, при ней показатели min значения зарядов обнуляются. А затем следует зарядить аккумулятор на 100% и продержать его на подзарядки еще 8-12 часов, что обновит max значение заряда.

Ставьте устройство заряжаться, когда на батарее остается 10-20%

Сообщение типа «Пожалуйста, подключите зарядное устройство», появляется при достижении заряда отметки в 10-20% не просто так. Следуйте рекомендациям производителей и подключайте зарядное устройство.

Ставьте устройство заряжаться, когда на батарее остается 10-20%
Ставьте устройство заряжаться, когда на батарее остается 10-20%

Но не обязательно дожидаться такого падения. Если есть возможность поставить телефон или ноутбук на зарядку, сделайте это. Регулярная подзарядка не является панацеей, но чем чаще вы заряжаете Li-Ion, тем дольше он будет работать.

Ставьте устройство заряжаться, когда на батарее остается 10-20%

Строение литий-ионного аккумулятора

Помимо оксида лития, элементы содержат также электролит и графит. В графите связь между слоями гораздо слабее, чем между атомами внутри слоев, поэтому графит имеет слоистую структуру.

Строение литий-ионного аккумулятора

строение литий-ионного аккумулятора

Читайте также:  Root права. Зачем нужны и как получить root права на android

Электролит, помещенный между оксидом лития и графитом, служит барьером, пропускающим сквозь себя только ионы лития. Электроны же не могут проникать сквозь электролит и отскакивают от него, как теннисный мячик об стенку. В качестве электролита используется органическая соль лития, которая наносится на слой разделителя (о разделителе ниже в статье).

Строение литий-ионного аккумулятора

электролит пропускает ионы и не пропускает электроны

Преимущества и недостатки

В последнее время литий-ионные аккумуляторы заняли свою весомую нишу в сфере независимых источников питания и продолжают вытеснять другие модели. Такой успех объясняется рядом весомых преимуществ:

  • Обладают высокой энергетической плотностью, в сравнении с щелочными, кислотными, никель-кадмиевыми и никель-металлогидридными.
  • В сравнении с другими видами, один элемент характеризуется куда большей величиной напряжения, которую тот способен выдать.
  • Характеризуются довольно большим количеством циклов заряда и разряда, благодаря чему могут похвастаться более длительным сроком эксплуатации.
  • Может функционировать в достаточно широком температурном диапазоне.
  • В сравнении с другими типами аккумуляторов, не содержит веществ, представляющих угрозу экологии.

Однако, на ряду с преимуществами, литий-ионные аккумуляторы характеризуются и некоторыми недостатками. Так, в случае несоблюдения основных режимов заряда или эксплуатации  батарея может не только выйти со строя, но и загореться. В случае понижения температуры менее допустимого предела, емкость аккумулятора может снизиться до 20%. При избыточном заряде литий-ионный быстро выходит со строя.

Принцип работы батареи

Чтобы понимать, как правильно заряжать Li-Ion аккумулятор (новый или бывший в употреблении), необходимо рассмотреть принцип его работы. Это позволит оценить необходимость контролировать уровень разряда и заряда устройства.

Ионы лития в аккумуляторе представленного типа перемещаются от одного электрода к другому. В этом случае появляется электрический ток. Электроды могут быть изготовлены из разных материалов. Этот показатель в меньшей степени влияет на эксплуатационные характеристики прибора.

Принцип работы батареи

Ионы лития нарастают на кристаллической решетке электродов. Последние, в свою очередь, меняют свой объем и состав. Когда батарея заряжена или разряжена, на одном из электродов ионов становится больше. Чем выше нагрузка на металлические элементы конструкции, которую оказывает литий, тем короче будет срок эксплуатации прибора. Поэтому лучше не допускать высокого процента оседания ионов на одном или другом электроде.

Читайте также:  6 приложений для создания скриншотов экрана на Android

Как избежать ошибок при использовании и зарядке литий-ионного АКБ

  1. В том случае, если вы решили подзаряжать литий-ионный аккумулятор при помощи магазинной зарядки, придется проследить, чтобы она не была произведена в Китае. Обычно подобные устройства собираются из самых дешевых материалов, и нужная технология в них соблюдена не всегда. В результате это может привести к очень печальным последствиям: возгорание и взрыв.
  2. Если есть желание самостоятельно собрать устройство, то использовать для зарядки аккумулятора нужно ток, который составляет 10% от емкости аккумулятора. Процент может быть и выше, но не превышать 20%.
  3. Используя ионные элементы питания, не нарушайте правила хранения и эксплуатации, в противном случае возможен перегрев, возгорание и взрыв.
  4. Если соблюдать все правила эксплуатации, а также верные условия хранения, то срок службы батареи получится продлить.

Слой разделителя в литий-ионном аккумуляторе

Если внутренняя температура элемента по какой-то причине начнет расти, жидкий электролит высохнет, и произойдет короткое замыкание между анодом и катодом. В результате элемент может загореться или даже взорваться.

Слой разделителя в литий-ионном аккумуляторе

Чтобы этого не произошло, между электродами помещается дополнительный изолирующий слой, называемый разделителем. Разделитель проницаем для ионов лития благодаря наличию микропор. Электроны он не пропускает.

Слой разделителя в литий-ионном аккумуляторе

разделитель в литий-ионном аккумуляторе

Особенности аккумуляторов Li-pol

Литий – легчайший металл с высоким электрохимическим потенциалом и плотностью энергии.

Аккумуляторы на его основе превосходят по эффективности предшественников, содержащих никель и кадмий. При высокой ёмкости и расчёте на большее количество циклов зарядки, по габаритам они значительно компактнее.

Самые миниатюрные среди литиевых батарей – полимерные типа Li-pol, созданные на основе тонкой пластинки, пропитанной электролитами. Толщина источника питания в 1 мм позволяет создавать лёгкие и тонкие устройства с продолжительным временем автономной работы.

Особенность литий-полимерных аккумуляторов – долгий срок службы и замедленный процесс выхода из строя и саморазряда.

Читайте также:  Как полностью удалить программу с компьютера Wise Program Uninstaller

Без правильного ухода батарея быстро теряет ёмкость и выходит из строя. Основное правило эксплуатации литий-полимерных батарей – защита от перепада температур. Сильный нагрев может стать причиной возгорания, а при переохлаждении полимерный источник энергии попросту перестаёт функционировать, поскольку замедляются химические реакции электролитов.

Особенности аккумуляторов Li-pol

Литий-полимерные батареи чувствительны к разрядам, поэтому важно следить за уровнем заряда батареи. В последних моделях смартфонов и планшетов установлен контроллер, защищающий устройство от перезаряда полной разрядки.

Принцип действия основан на сохранении баланса энергии внутри АКБ. При полном заряде контроллер прекращает подпитку гаджета, даже если кабель зарядки подключён к устройству.

При разрядке батареи смартфона контроллер отключает её заранее, чтобы оставалось немного мощности, которая поддерживает рабочее состояние аккумулятора, но не позволяет пользоваться устройством.

Однако раз в полгода полезно делать калибровку – разряжать АКБ до самоотключения устройства, затем заряжать до 100 %.

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.

Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.

Глубина разряда, % Количество циклов заряда
100 500
50 1500
25 2500
10 4 700
Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 0 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 0 может.

Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.