Как правильно заряжать литий полимерные аккумуляторы на смартфонах

Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы на смартфонах?

Большинство мобильных устройств сегодня работают на литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторах, которые постепенно заменяют литий-ионные (Li-ion) образцы. Их основными особенностями стали компактные габариты, низкий уровень саморазряда, высокая плотность батареи, а также отсутствие эффекта памяти. Несмотря на довольно внушительный список преимуществ, срок службы у Li-Pol аккумуляторов все же ограничен.

Чтобы надолго сохранить изначальное время автономной работы смартфонов, рекомендуем соблюдать несколько простых правил по зарядке полимерного аккумулятора.

Заряжать качественным блоком питания

Ввиду особенностей двухфазного процесса подзарядки у литий-полимерных АКБ выполнять данную процедуру можно лишь с помощью подходящего по техническим параметрам устройства. Если оригинальное устройство вышло из строя или по каким-либо причинам недоступно, нужно подобрать качественный аналог .

Чтобы сделать это правильно, необходимо ознакомиться с допустимым для Li-Pol батареи уровнем входного напряжения. Само оборудование должно быть исправным, ведь поврежденная вилка или шнур способны привести к внезапному самовозгоранию.

Не доводить до максимальной разрядки

Чтобы со временем эксплуатации литий-полимерная батарея не теряла емкость слишком быстро, рекомендуем не разряжать ее полностью . Пользуясь телефоном, лучше всего удерживать запас его АКБ в пределах 30-80%. С одной стороны, это позволит предотвратить вредоносное истощение батареи, с другой — не даст ей получать избыточное количество энергии.

По этой причине часто рекомендуется не оставлять подключенный к розетке смартфон на ночь, хотя на самом деле в этом нет ничего страшного . Бояться слишком частых подзарядок не стоит, так как они никак не влияют на жизненный цикл Li-Pol батареи.

Поддерживать подходящую температуру

Литий-полимерные аккумуляторы довольно чувствительны к условиям окружающей среды, особенно в процессе зарядки. Действие как слишком низких, так и очень высоких температур негативно сказывается на «здоровье» АКБ. Важно не нагружать заряжающийся смартфон слишком тяжелыми задачами, предотвращая тем самым излишний нагрев батареи. Также не следует оставлять телефон около источников дополнительного тепла или под прямыми солнечными лучами. Если по причине плотного чехла телефон перегревается во время зарядки, его лучше снять.

Это были базовые рекомендации, позволяющие значительно продлить срок службы Li-Pol батареи. Несмотря на то, что обычно аккумулятор смартфона рассчитан только на 2-3 года безотказной работы, соблюдение вышеописанных правил и этих советов позволит заметно увеличить данный период, а также предотвратит раннее снижение общей емкости АКБ.

Источник

Зарядные устройства литиево полимерных батарей

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.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы , или LiFePO₄, используют немного изменённую химию, благодаря чему они могут выносить больше циклов заряда/разряда за счёт немного меньшей энергетической ёмкости. Лучше всего они работают в диапазоне от 3,0 В до 3,65 В, а не в типичном для стандартной химии литий-ионов диапазоне 3,0-4,2. Благодаря этому и очень плоской кривой разряда делает их идеальными для замены 12 В свинцовых батарей во многих случаях, а вместо оригинальных шести элементов используются четыре. Обычно они более стабильными, меньше подвержены саморазряду и потере ёмкости со временем.

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.

Важно не заряжать литиевые элементы слишком быстро. Также на эффективность работы аккумуляторов сильно влияет окружающая температура. Литиевые аккумуляторы не любят температур ниже нуля, особенно при полном заряде. Их нельзя заряжать при отрицательной температуре. Поскольку металлический литий может отложиться на минусовом электроде, что может повредить элемент или вызвать короткое замыкание. В принципе, их можно заряжать при температуре до -5°C, однако это нужно делать очень медленно. Кроме того, аккумуляторы могут повредиться, если заряжать их при температурах выше 45°C.

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.

Источник

Литий-полимерный аккумулятор: как правильно заряжать

Современная техника и электроника беспрерывно совершенствуется – устройства становятся все легче, компактнее, долговечнее, безопаснее и при этом мощнее. Соответственно растут требования к перезаряжаемым источникам тока. На смену батареям на основе никеля и кадмия пришли литий-полимерные аккумуляторы. Источники питания нового типа быстро завоевывают рынок – ими комплектуют портативную цифровую технику, аккумуляторный строительный инструмент, радиоуправляемые игрушки и модели летательных аппаратов, электровелосипеды и электроскутеры.

Li-polymer аккумулятор: что это

Легчайший металл литий обладает наибольшей способностью отдавать электроны и характеризуется значительной плотностью энергии. Эти свойства натолкнули на создание АКБ с электродами из металлического лития. Но такие батареи быстро выходили из строя и были небезопасны в эксплуатации.

Лучших результатов добились разработчики аккумуляторов, предложившие заменить металлический литий ионами Li. Это позволило повысить плотность электролита и емкость батарей. Модернизированные источники питания рассчитаны на использование при более высоком напряжении, отличаются минимальным саморазрядом. Литий-ионные аккумуляторы просты в обслуживании благодаря отсутствию эффекта памяти. Это означает, что нет необходимости жестко регламентировать режим зарядки с целью избежать обратимой потери емкости источника питания.

Однако литий-ионные батареи имеют ряд недостатков, главный из которых – низкий уровень безопасности. При разработке АКБ нового типа на основе лития обычный жидкий электролит заменили полимерной пленкой толщиной 1 мм, пропитанной гелеобразным литий-проводящим электролитом. Пленочный элемент не мешает обмену заряженными частицами, и при этом не проводит электрический ток. Это позволило избавиться от сепаратора (пористой перегородки между электродами), за счет чего значительно уменьшились габариты и вес аккумулятора.

За счет использования гелеобразного электролита повышена безопасность – Li-pol аккумуляторы не воспламеняются. Применение пленочных элементов также дало возможность создавать легкие и компактные АКБ разнообразных форм и размеров. Это в первую очередь оценили производители портативной техники и электроники.

Однако литий-полимерные батареи обладают невысокой электропроводностью. Увеличить ее можно путем нагрева, но перегрев АКБ опасен, поэтому в таких случаях должна присутствовать система охлаждения. Еще один недостаток li-pol аккумуляторов – высокий уровень сопротивления. Это усложняет получение тока требуемой величины.

Li-polymer или li-ion: что лучше

При выборе между литий-ионной и литий-полимерной АКБ принимают во внимание специфику использования (назначение устройства, требующего электропитания), соотношение емкости и веса, уровень безопасности, температурный режим эксплуатации. Также учитывается стоимость источника тока.

Литий-ионная батарея состоит из следующих элементов:

медный анод с графитовым покрытием;
катодная основа из алюминиевой фольги с покрытием из оксида лития;
пористый сепаратор, разделяющий электроды (пропитан электролитом);
жидкий электролит (органическая соль лития).

При зарядке аккумулятора положительные электроны из оксида лития перемещаются через источник питания и накапливаются в слоях графита. Одновременно происходит перемещение положительно заряженных ионов лития, которые проходят через электролит и также накапливаются в графите. Батарея оказывается заряженной. Если к ней подключить нагрузку, начнется обратный процесс. Ионы вернутся на место через электролит, а электроны – через подключенное устройство, обеспечивая электропитание.

Литий-ионная батарея нередко оснащается электронным контроллером для регулировки мощности и потока разряда. Это значительно снижает риск перегрева и взрыва батареи, но удорожает изделие.

Усовершенствованный литий-полимерный аккумулятор работает по тому же принципу, что и литий-ионная батарея. Разница заключается в замене сепаратора с жидким электролитом на тонкие полимерные пластинки с электролитом в виде геля. В результате батарея стала гибкой. Вместо жесткого внешнего корпуса обычно используется полимерно-алюминиевая оболочка. За счет этого удалось снизить вес батареи на 20% и производить источники питания практически любой формы.

Li-Pol аккумуляторы нуждаются в защите от перегрева и перезаряда. По этой причине в конструкцию батареи включены механизм ограничения тока и стабилизирующая система. Из-за защитных элементов повышается стоимость устройств.

Оба вида АКБ на основе лития имеют свои достоинства и недостатки. Сравнение основных параметров поможет выбрать оптимальный вариант под конкретные потребности.

В список достоинств Li-ion АКБ входит:

Небольшой саморазряд – до 6% в первый месяц, затем ниже. В течение месяца защитный контур расходует около 3% заряда.
Высокие показатели плотности энергии и разрядных токов.
Более высокое напряжении ячеек (3,6 В) в сравнении с элементами на основе NiMH и NiCd.
Отсутствие «эффекта памяти».
Значительный эксплуатационный ресурс.
Компактность и небольшой вес.
Отсутствие особых требований по обслуживания (исключая правила подзарядки).

Перечень недостатков литий-ионных аккумуляторов включает:

необходимость интеграции защитной платы для безопасной эксплуатации АКБ;
значительное падение емкости при низких температурах – на морозе батарея не может полноценно функционировать;
относительно высокая цена, если сравнивать с классическими АКБ на основе никеля.

К плюсам Li-polymer аккумуляторов относят:

Сочетание небольшого веса и компактности с высокой емкостью.
Возможность создавать АКБ произвольных размеров и форм, включая ультратонкие.
Высокую скорость подзарядки.
Отсутствие «эффекта памяти».
Безопасность в эксплуатации и высокую надежность.
Невысокие показатели саморазряда – до 5% в месяц.

Литий-полимерные АКБ не лишены и недостатков:

нуждаются в соблюдении особого режима подзарядки;
требуют балансировки ячеек;
чувствительны к низким температурам, перезаряду, глубокому разряду;
имеют высокую стоимость.

У аккумуляторов на основе лития конечное число полных циклов зарядки – далее они становятся непригодными к использованию. Важно знать, что Li-ion и Li-Pol склонны постепенно стареть – рабочий ресурс батареи плавно снижается, даже если она лежит без использования. Через 2-3 года АКБ может из строя, даже если ей пользовались от случая к случаю.

💡 При покупке гаджета или литиевой батареи к нему обязательно проверяйте дату изготовления АКБ, чтобы не нарваться на устройство, долго лежавшее на складе и потерявшее заметную часть рабочего ресурса.

Li-ion и Li-Pol аккумуляторы также схожи по основным рабочим параметрам, в том числе по температурному диапазону эксплуатации. Использовать оба вида АКБ можно при температуре от -20°С до +60°С. Однако литий-ионный элемент стареет ускоренными темпами, когда работает при пограничных значениях.

Характеристики	Li-ion	Li-Pol
Плотность энергии на единицу массы (Втч/кг)	100-190 (зависит от материала катода)	130-200
Эксплуатационный ресурс (количество циклов заряд-разряд)	500-2000 (в зависимости от материала катода)	800-1000
Номинальное напряжение (В)	3,6	3,7
Граничное напряжение разряда (В)	2,8	3
Ток нагрузки: оптимальный и пиковый	Первую зарядку АКБ выполняют по следующей схеме:

эксплуатируют устройство до тех пор, пока батарея не разрядится;
заряжают до 100%;
повторяют цикл 2-3 раза.

💡 Если расконсервацию не выполнить, с каждой последующей зарядкой у батареи будет снижаться емкость и сокращаться срок службы.

Раскачка деактивирует химические вещества, введенные для консервации электролита. При дальнейшей эксплуатации не рекомендуется постоянно разряжать и заряжать АКБ до предела, это сокращает ее рабочий ресурс. Пограничные состояния, когда ионы лития максимально внедрены в кристаллическую решетку анода или катода, вредны батарее. Срок службы сокращается, даже если она непродолжительное время находится в 100% заряженном или разряженном состоянии.

Правила эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов

Li-Pol АКБ прослужит долго, если соблюдать ряд простых правил. Важно понимать, что несоблюдение рекомендаций может причинить непоправимый вред батарее.

Защищайте литий-полимерный элемент питания от перегрева, переохлаждения, перепадов температур. При сильном нагреве батарея может воспламениться, при низких температурах замедляются химические реакции и АКБ перестает работать. Чтобы пользоваться телефоном зимой на улице, держите его во внутреннем кармане одежды. При совершении звонка он не успеет остыть даже в мороз.

Сохраняйте баланс энергии — поддерживайте заряд литий-полимерного аккумулятора в диапазоне 10-90%. Емкость АКБ при этом немного теряется (емкостью называют количество запасенной энергии), но зато вы получает выигрыш в виде максимально продленного срока службы батареи.

💡 Новые модели планшетов и смартфонов оснащены контроллером, который помогает поддерживать баланс энергии в батарее. Он не допускает разрядку до нуля и прерывает зарядку до достижения 100%.

Раз в 3-6 месяцев полезно проводить калибровку – разрядите батарею до самоотключения устройства, а затем зарядите до 100%. В отличие от никелевых батарей, литий-полимерные не имеют эффекта памяти и не нуждаются в тренировке зарядом-разрядом.

В обычном режиме эксплуатации гаджета не допускайте его отключения – ставьте на подзарядку, увидев предупреждающий сигнал. Самоотключение в полностью разряженном состоянии сокращает емкость и работоспособность батареи.

Проводите подзарядку при каждом удобном случае, даже если АКБ заряжена до 60-70%. Но внимательно следите за уровнем заряда при коротких подпитках, он не должен дойти до 100%.

Идеальный диапазон заряда Li-Pol батареи составляет 30-80%. Если его постоянно поддерживать, аккумулятор будет максимально защищен от износа и прослужит предельно долго.

Не оставляйте заряженный АКБ включенным в розетку. Встроенный контроллер защищает батарею от перезарядки, но не спасает от перегрева – при контакте с током химические реакции в электролите продолжаются. Это оборачивается резким сокращением срока службы элемента питания и даже может привести к взрыву.

💡 Если литий-полимерную батарею оставить включенной в розетку, даже исправный контроллер может не спасти от перезарядки. Аккумулятор нагревается, и вместе с ростом температуры повышается уровень заряда. Это сокращает рабочий ресурс батареи.

Используйте только оригинальное зарядное устройство, которое входит в комплект поставки гаджета. Такой блок питания откалиброван под особенности АКБ данной модели и обеспечивает оптимальный режим зарядки. Если «родное» ЗУ вышло из строя, его следует заменить зарядным устройством, сертифицированным производителем.

Перед длительным хранением гаджета зарядите батарею до 50-60%. Устройство следует отключить. При включении заряд окажется ниже – в неактивном состоянии Li-Pol аккумулятор продолжает работать и стареть.

Не заряжайте гаджет, если АКБ нагрелся при активной работе устройства. Контакт с током повысит температуру батареи, что легко может привести к взрыву или возгоранию.

Старайтесь снизить нагрузку на устройство, если эксплуатируете его во время зарядки. К примеру, можно отключить Bluetooth, GPS, соединение с интернетом, ограничить прием смс и звонков. В идеале на зарядку надо ставить выключенный гаджет.

АКБ следует беречь от механических повреждений, ударов, контактов с металлическими предметами.

Зарядное устройство для литий полимерных аккумуляторов

Для зарядки LiPo аккумуляторов используются специальные зарядные устройства, универсальные ЗУ для этой задачи не подходят. Это связано с тем, что процесс зарядки имеет две фазы:

На первой стадии растет напряжение на всех банках батареи, пока не достигнет 4,2 В. К этому моменту АКБ успевает зарядиться на 95%.
На второй стадии ток снижается, чтобы избежать перезарядки. Кроме того, при напряжении свыше 4,25 В появляется риск самовозгорания батареи.

Важно, чтобы банки разряжались и разряжались равномерно. Напряжение на каждой из банок не должно падать ниже 3 В (это случается при полной разрядке батареи). В противном случае АКБ может вздуться, необратимо потеряв около 50% емкости.

Для щадящей подпитки АКБ с контролем уровня напряжения каждой банки подходит зарядное устройство со встроенным балансиром. Альтернативой служит использование отдельного балансира при подключении ЗУ к сети.

Хранение и утилизация

Соблюдение правил хранения расконсервированного («раскачанного») литий-полимерного аккумулятора снизит темпы его старения. Рекомендуется:

хранить батарею отдельно от устройства в сухом помещении, при комнатной температуре, вне досягаемости прямых солнечных лучей, вдали от источников тепла;
зарядить батарею перед хранением до 40-60%;
после длительного хранения осмотреть батарею – вздутые и поврежденные элементы использовать нельзя.

Полимерные АКБ не содержат вещества, способные нанести вред окружающей среде. Но компоненты батареи устойчивы к биологическому разложению, поэтому вышедшие из строя аккумуляторы положено сдавать на утилизацию в соответствующие организации.

Заключение

Достоинства Li-Pol АКБ вполне компенсируют некоторые недостатки. Если соблюдать рекомендации, использовать «родное» ЗУ и всегда иметь под рукой розетку, пауэр-банк, автомобиль с прикуривателем или другой источник тока для кратковременных подзарядок, батарея прослужит верой и правдой весь эксплуатационный срок, обозначенный производителем.

Источник

Руководство по перезаряжаемым литиевым аккумуляторам для начинающих

Так много типов!

Литий-полимерные пакетные аккумуляторы для использования в радиоуправляемых моделях.

Уважайте границы

Ошибка может привести к неприятным результатам

Работа с аккумуляторами

Подобные модули отлично подходят для интеграции литиевых аккумуляторов в прототип

Система управления батареей (BMS) для аккумуляторов из 12 элементов, способного выдавать до 60 А.

Источник

Как правильно заряжать литий полимерные аккумуляторы на смартфонах

Как заряжать и правильно эксплуатировать литий─полимерный аккумулятор?

В современных гаджетах используется всё больше литий─полимерных аккумуляторов. Этот тип батарей появился не так давно. Их конструкция и используемые материалы постепенно совершенствуются. Li─Pol аккумуляторы можно встретить в планшетах, некоторых моделях смартфонов и ноутбуков. Также они широко используются в игрушках и моделях на радиоуправлении. К нам приходит довольно много вопросов о том, как заряжать такие аккумуляторы. Об этом уже упоминалось в некоторых статьях. Поскольку эта тема пользуется большим спросом, мы решили вынести её в отдельную заметку.

Особенности литий─полимерных аккумуляторов

Этот вид литиевых батарей был разработан в результате совершенствования конструкции и функционирования литий─ионных АКБ. В последних используется жидкий электролит, из-за чего возникает ряд проблем при их эксплуатации. В результате специалисты разработали литий─полимерные аккумуляторы, которые имеют аналогичный принцип действия, но несколько иную конструкцию и другой электролит.

Литий─полимерный аккумулятор В Li─Pol аккумуляторах был использован сухой электролит, представляющий собой твёрдый полимера. Выглядит он как пластиковая плёнка. Структура полимера такова, что ток он не проводит. Однако не мешает обмену ионами, подразумевающему передвижение через него заряженных ионов. То есть, этот полимерный материал выступает как в роли электролита, так и непроводящего тока сепаратора между электродами. Кроме того, в современных образцах литий─полимерных аккумуляторах добавлен гелеобразный электролит с ионами лития.

Источник

Литий полимер аккумуляторы как заряжать

Статья обновлена: 2020-12-17

Литий-полимерные аккумуляторы отличаются высокой плотностью энергии – они позволяют получить большой запас емкости при минимальном весе и размерах. Поэтому чаще всего такие накопители энергии используются для оснащения квадрокоптеров, радиоуправляемых вертолетов, самолетов и других непилотируемых летающих устройств.

Основными преимуществами аккумуляторов типа LiPo являются:

высокая удельная емкость;
малый саморазряд;
толщина от 1 мм;
возможность получения гибких форм.

Ресурс Li — Pol элементов составляет порядка 500 циклов заряд-разряд. Чтобы продлить срок службы аккумуляторов, нужно соблюдать правила их эксплуатации.

Правила зарядки Li — Pol аккумуляторов

Заряжать LiPo аккумуляторы нужно специальным зарядным устройством (можно универсальным «умным»), обеспечивающим 2-фазный процесс подзарядки по методу CC — CV . Уровень заряда восполняется в 2 этапа:

С постоянным током величиной 0,5С–1С и ростом напряжения до значения 4,2 В. Уровень заряда к этому моменту достигает 95%.
С постоянным напряжением и снижением тока – для недопущения перезаряда.

Заряжать литий-полимерные элементы нужно, не дожидаясь их полной разрядки, – при уровне заряда 10–20% или выше. Это правило актуально и для батарей типа Li — ion . Если постоянно по максимуму разряжать литиевый аккумулятор, это негативно отразится на его ресурсе. Напряжение на каждой ячейке аккумуляторной батареи не должно падать ниже 3 В, иначе накопитель энергии может вздуться и необратимо потерять более половины емкости. В таком случае АКБ придется утилизировать.

Использование балансира в LiPo батареях

В аккумуляторных батареях все ячейки должны иметь одинаковый уровень заряда. При большом разбросе значений одни ячейки недозаряжаются, другие – перезаряжаются. Из-за этого возрастает риск вздутия батареи, ее выхода из строя и самовозгорания. Чтобы не допустить таких последствий, нужно заряжать LiPo батареи с применением балансира, отслеживающего напряжение на каждом элементе, или использовать зарядное устройство со встроенным балансиром.

Особенности первой зарядки

Несмотря на распространенное мнение, литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы не нужно разряжать «в ноль» перед зарядкой. Это касается и первой зарядки, и всех последующих. Литиевые элементы питания, в отличие от никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аналогов, не имеют эффекта памяти. Это значит, что их можно и нужно заряжать, не дожидаясь полностью разряженного состояния.

Но многие производители и технические специалисты при ответе на вопрос, как заряжать новый литий-полимерный аккумулятор, рекомендуют вначале выполнить его «раскачку» или «калибровку». Ее суть заключается в полном разряде и последующем заряде АКБ. Такую «раскачку» рекомендуется делать 2–4 раза в начале эксплуатации батареи и далее с периодичностью раз в полгода с целью максимального использования емкости. В остальное время заряжать литиевые элементы питания можно при любом уровне остаточного заряда.

Опасные ситуации, и как их избежать

Главными факторами риска при использовании Li — Pol элементов выступают:

перезаряд до напряжения выше 4,2 В на ячейку;
нагрев выше 60 °С;
разрядные токи выше нагрузочной способности элементов;
глубокий разряд до напряжения ниже 3 В на элемент;
хранение в разряженном состоянии;
разгерметизация – попадание внутрь элемента воздуха из-за механического повреждения, перегрева или по другой причине.

Эти нарушения приводят к падению доступной емкости и могут спровоцировать самовозгорание элементов. Поэтому использовать современные аккумуляторы на основе лития нужно корректно, с учетом рекомендаций производителей.

Во избежание пожара важно применять подходящее зарядное устройство и правильно выставлять на нем количество заряжаемых ячеек. Также нужно проверять, не перегревается ли батарея при зарядке, и вовремя заряжать севшие элементы.

Источник

Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы и что они из себя представляют

Во многих приборах нового поколения установлены литий-полимерные аккумуляторы, которые появились на рынке недавно и продолжают совершенствоваться. Их устанавливают в смартфоны, ноутбуки, планшеты и строительную технику, например шуруповёрты. Детские игрушки также в большинстве своём оснащены батареями такого типа. Чтобы техника радовала продолжительностью работы, необходимо понимать, что же такое литий-полимерные аккумуляторы и как правильно заряжать их.

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.

В вопросе безопасности полимерные аккумуляторы также оставляют конкурентов далеко позади: совершенная конструкция снижает риск перезаряда и практически исключает возможность утечки электролитов.

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

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.

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.

Необходимо избегать крайних состояний батареи, поддерживая заряд в пределах 10–90 %.

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

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор

Эксплуатация lipo-аккумулятора включает ряд правил, соблюдение которых поможет сохранить его в рабочем состоянии и обеспечить продолжительный жизненный цикл устройства.

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Не допускать отключения гаджета. Как говорилось выше, заряжать устройство нужно сразу после сигнала о низком заряде батареи, каждое отключение при полной разрядке снижает работоспособность АКБ и сокращает её ёмкость.
Проводить подзарядки. Если под рукой есть розетка, прикуриватель автомобиля или ПК, смартфон стоит подзаряжать, даже когда процент ещё высок. Главное, не допускать полного заряда при таких коротких подпитках.
Поддерживать оптимальный уровень заряда. Идеальный уровень заряда батареи литий-полимерного типа составляет 50 %, конечно, добиться постоянной цифры в современном ритме жизни сложно. Однако реально обеспечить диапазон в 30–80 %, это поддержит аккумулятор в хорошем состоянии и защитит от износа.
Вовремя отключать питание от сети. При длительном контакте с током, батарея будет защищена контроллером от перезарядки, но не от перегрева, поскольку химические реакции внутри АКБ продолжаются. Такое сверхпитание резко сокращает срок эксплуатации батареи, а в некоторых случаях приводит к взрыву.
Пользоваться оригинальным зарядным устройством. В комплекте с любым гаджетом, будь то смартфон или ноутбук, поставляется блок питания и кабель зарядки. Именно оригинальное ЗУ откалибровано под особенности конкретной модели и позволяет осуществлять правильный заряд батареи. Если комплект для зарядки вышел из строя, следует приобрести ЗУ, сертифицированное производителем.
Хранить устройство со средним процентом заряда. Если смартфон или другой гаджет длительное время не будет использоваться, следует хранить его в выключенном состоянии, предварительно зарядив батарею до уровня 50–60 %. Особенность липо-аккумуляторов – работа в неактивном состоянии, поэтому неудивительно, что после включения заряд будет ниже, чем при отключении.
Исключать зарядку при нагреве АКБ. Активное использование устройства может привести к нагреву батареи, если крышка устройства стала горячей и смартфон или планшет некомфортно держать в руках, заряжать его категорически запрещено. И без того высокая температура при контакте с током только возрастёт, что приведёт к возгоранию или взрыву устройства.
Ограничить эксплуатацию во время зарядки. Идеальным для зарядки смартфона или другого гаджета считается выключенное состояние. Батарея при этом безопасно подпитывается, нагреваясь минимально. Конечно, выключить устройство на несколько часов не всегда возможно. В таком случае необходимо максимально оптимизировать работу – отключить соединение с сетью Интернет, модуль GPS и Bluetooth, ограничить использование смартфона для звонков, смс или иных целей.

Правильно эксплуатировать литий-полимерный аккумулятор смартфона помогут советы специалистов канала «Отвёртка», в видео они поведают секреты долговечности и высокой ёмкости АКБ.

Как зарядить литий-полимерный аккумулятор смартфона в 1 раз после покупки

Гаджет из коробки обычно показывает уровень заряда в 30–40 %. Это результат консервации батареи на этапе производства: специальный состав тормозит действие электролитов. Такой способ сохраняет ёмкость АКБ и её свойства на пути к покупателю.

Консервирующий состав сразу после покупки необходимо деактивировать, разморозив аккумулятор и подготовив его к эксплуатации, такая процедура называется раскачкой. Чтобы её провести, нужно разрядить смартфон до уровня 10–15 %, затем подключить устройство к сети до полного заряда. Цикл повторить 2–3 раза, после чего использовать короткие подзарядки, не допуская крайних состояний.

Если расконсервация батареи перед первым использованием не выполнена, ёмкость и срок службы уменьшается с каждым зарядом.

Итак, чтобы продлить срок службы литий-полимерного аккумулятора и пользоваться мобильным устройством долгое время, нужно беречь его от воздействия высоких и низких температур, сократить контакт его с металлическими предметами, исключить удары и повреждения батареи.

Источник

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерные зарядные устройства заслужили внимание как производительные, емкие и наиболее безопасные типы батарей. При бережном использовании они не подвержены самовозгораниям, не взрывоопасны и долговечны.

Правильная зарядка Li-pol аккумуляторов снижает риск порчи накопителя и продлевает ему жизнь.

Зарядка Li-pol аккумуляторов — краткое описание

Литий-полимерный аккумулятор — это более усовершенствованная модель литий-ионных батарей. Основное отличие от предшественников в наличии полимера, который используется в качестве электролита.

Главные преимущества Li-pol накопителей:

плотность энергии на единицу массы;
низкий саморазряд;
отсутствие «эффекта памяти»;
толщина от 1 мм;
использование пластичного материала, что дает возможность получать различные формы;
большой диапазон рабочих температур (от -20°С до +40°С);
относительно безопасны.

Несмотря на преимущества перед другими устройствами, литий-полимерные блоки питания отличаются высокой стоимостью, требуют бережного отношения и соблюдения строгих правил при использовании.

Применение данного типа батарей решает 2 задачи:

увеличение время работы устройства;
снижение веса изделия.

Li-pol накопители находят широкое применение при эксплуатации радиомоделей, электронных устройств, автомобилей.

Аккумуляторы применяются в вертолетах маленького размера, беспилотных летательных аппаратах. Такие устройства способны летать в течение 30 минут и более.

Литий-полимерные АКБ подходят для электронных устройств, которые потребляют сравнительно небольшой ток: ноутбуки, планшеты, смартфоны.

Быстроразрядные батареи применяются в устройствах, где необходимо высокое токопотребление. Подобные изделия используются в современных гибридных автомобилях, портативных электрических инструментах и радиоуправляемых устройствах.

Условия эксплуатации

Несмотря на ряд преимуществ, литий-полимерная АКБ требовательна к условиям использования.

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор и рекомендации по безопасной эксплуатации:

не подавать заряд, напряжение которого превышает на 4.20 вольт (если накопитель состоит из нескольких банок, то напряжение считается для каждой из них);
избегать короткого замыкания;
не допускать нагрузку, нагревающую батарею на 60°С и выше или перегрузку токами;
не допускать разряд ниже напряжения 3.00 вольт;
избегать нагревания выше 60°С во время эксплуатации или хранения;
не хранить в разряженном состоянии;
не нарушать целостность оболочки аккумулятора, не допускать разгерметизации.

Превышение допустимой температуры, перегрузка аккумулятора или короткое замыкание могут спровоцировать возгорание или взрыв батареи. Неправильные условия хранения, эксплуатация при слишком низких температурах, пренебрежение рекомендациями по зарядке устройства могут привести к снижению емкости накопителя и более быстрому выходу из строя.

Важно. Не рекомендуется использовать устройства, снабженные литий-полимерными аккумуляторами, при минусовых температурах. Но при необходимости нужно поддерживать оптимальный температурный режим батареи.

Телефон на морозе рекомендуется носить в наиболее теплом месте. Так разряд батареи будет удерживаться максимально долго. Если необходимо запустить радиоуправляемую модель в минусовую температуру, перед эксплуатацией необходимо нагреть накопитель до комнатной температуры (15—20°С), предварительно подержав некоторое время в машине или в теплом помещении.

Как правильно зарядить новый Li-pol аккумулятор

С прилавка магазина покупатель получает устройство с уровнем заряда батареи равным 30—40%. Такой заряд устанавливается на заводе-изготовителе. На производстве в источник питания вводится специальный раствор, который приостанавливает химические реакции. Этот процесс называется консервация. Она нужна для того, чтобы аккумулятор не терял свою емкость.

Источник