چرا باتری‌های لیتیوم یون زود می‌میرند؟ انواع باتری های لیتیومی مدرن

بازار مصرف باتری های لیتیوم یون (Li-ion) عظیم است، حدود 10 میلیارد دلار، و نسبتاً انعطاف پذیر است و تنها 2 درصد در سال رشد می کند. اما می‌پرسید در مورد خودروهای برقی چطور؟ در واقع، در سال‌های آینده، با توجه به توسعه خودروهای الکتریکی، نرخ رشد سالانه باتری‌های لیتیوم یونی 10 درصد پیش‌بینی می‌شود. با کمال تعجب، بزرگترین حوزه رشد برای بازار باتری‌های لیتیوم یونی هنوز «هر چیز دیگری» است، از تلفن‌های همراه تا لیفتراک.

کاربردهای "سایر" باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً یک چیز مشترک دارند - آنها دستگاه‌هایی هستند که توسط باتری‌های اسید سرب مهر و موم شده (SLA) تغذیه می‌شوند. باتری های سرب اسیدی نزدیک به 200 سال است که در بازار الکترونیک حرف اول را می زند، اما چندین سال است که توسط باتری های لیتیوم یون از بازار خارج شده اند. از آنجایی که در بسیاری از موارد باتری‌های لیتیوم یونی جایگزین باتری‌های سرب اسیدی (انباشته‌کننده) شده‌اند، ارزش مقایسه این دو نوع دستگاه ذخیره‌سازی انرژی را دارد و بر ویژگی‌های فنی اصلی و امکان اقتصادی استفاده از Li-ion به جای دستگاه‌های SLA سنتی تأکید می‌شود. .

تاریخچه کاربردهای باتری

باتری سرب اسید اولین باتری قابل شارژی بود که برای استفاده تجاری در دهه 1850 ساخته شد. با وجود سن نسبتا مناسب بیش از 150 سال، آنها هنوز به طور فعال در دستگاه های مدرن استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها به طور فعال در برنامه هایی استفاده می شوند که به نظر می رسد با فناوری های مدرن کاملاً امکان پذیر است. برخی از دستگاه‌های رایج از SSCها استفاده زیادی می‌کنند، مانند منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، چرخ دستی‌های گلف یا لیفتراک. با کمال تعجب، بازار باتری‌های سرب اسیدی هنوز برای پروژه‌ها و سوله‌ها در حال رشد است.

اولین نوآوری قابل توجه در فناوری سرب-اسید در دهه 1970 با اختراع SBC های مهر و موم شده یا SBC های بدون نیاز به تعمیر و نگهداری رخ داد. این مدرن سازی شامل ظهور دریچه های ویژه برای گازهای خون ریزی هنگام شارژ / تخلیه باتری ها بود. علاوه بر این، استفاده از جداکننده مرطوب، کارکرد باتری را در موقعیت شیبدار بدون نشت الکترولیت ممکن می‌سازد.

SKB یا انگلیسی. SLA ها اغلب بر اساس نوع یا کاربرد طبقه بندی می شوند. در حال حاضر، دو نوع رایج‌تر هستند: ژل، همچنین به عنوان اسید سرب تنظیم‌شده با شیر (VRLA) و تشک شیشه‌ای جاذب (AGM) شناخته می‌شود. باتری‌های AGM برای UPS‌های کوچک، چراغ‌های اضطراری و صندلی‌های چرخدار استفاده می‌شوند، در حالی که VRLA برای کاربردهای بزرگ‌تری مانند برق پشتیبان برای برج‌های سلولی، مراکز اینترنتی و لیفتراک‌ها استفاده می‌شود. باتری های سرب اسیدی را نیز می توان بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی کرد: خودرو (استارت یا SLI - راه اندازی، روشنایی، احتراق). کشش (کشش یا چرخه عمیق)؛ ثابت (منبع تغذیه بدون وقفه). نقطه ضعف اصلی SLA ها در همه این برنامه ها چرخه عمر است - اگر به طور مکرر تخلیه شوند، به شدت آسیب می بینند.

با کمال تعجب، باتری‌های اسید سرب برای چندین دهه، تا زمان ظهور باتری‌های لیتیوم یونی در دهه 1980، رهبران بلامنازع در بازار باتری بودند. باتری لیتیوم یونی یک سلول قابل شارژ است که در آن یون های لیتیوم از الکترود منفی در هنگام تخلیه به سمت مثبت حرکت می کنند و در هنگام شارژ برعکس. باتری‌های لیتیوم یونی از ترکیبات لیتیومی استفاده می‌کنند اما حاوی فلز لیتیوم نیستند که در باتری‌های یکبار مصرف استفاده می‌شود.

باتری لیتیوم یونی اولین بار در دهه 1970 اختراع شد. در دهه 1980، اولین نسخه تجاری باتری با کاتد اکسید کبالت به بازار عرضه شد. این نوع دستگاه در مقایسه با سیستم های مبتنی بر نیکل، وزن و ظرفیت به طور قابل توجهی بیشتری داشت. باتری های لیتیوم یون جدید به رشد عظیم بازار تلفن همراه و لپ تاپ کمک کرده اند. در ابتدا، به دلیل نگرانی‌های ایمنی، گزینه‌های ایمن‌تری معرفی شدند که شامل افزودنی‌های مبتنی بر نیکل و منگنز به مواد کاتد اکسید کبالت، علاوه بر نوآوری‌های ساختمان سلولی بود.

اولین سلول‌های لیتیوم یونی موجود در بازار در قوطی‌های آلومینیومی یا فولادی سفت و سخت بودند و معمولاً فقط در چند فاکتور استوانه‌ای یا منشوری (آجری شکل) تولید می‌شدند. با این حال، با گسترش دامنه کاربردهای فناوری لیتیوم یون، ابعاد کلی آنها نیز شروع به تغییر کرد.

برای مثال، نسخه‌های ارزان‌تر فناوری قدیمی‌تر در لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند. سلول‌های لیتیوم پلیمری مدرن در گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و دستگاه‌های پوشیدنی استفاده می‌شوند. در حال حاضر باتری‌های لیتیوم یونی در ابزارهای برقی، دوچرخه‌های برقی و سایر دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. این تغییر جایگزینی کامل دستگاه های اسید سرب را در کاربردهای جدیدتر و بیشتر با هدف بهبود عملکرد کلی و قدرت به تصویر می کشد.

ویژگی های شیمیایی

اصول شیمی سلولی به دستگاه‌های اسید سرب و لیتیوم یون ویژگی‌های خاصی و درجات مختلفی از عملکرد می‌دهد. در زیر برخی از مزایای باتری های سرب اسیدی که آن را به عنوان پایه اصلی برای چندین دهه تبدیل کرده است و معایبی که اکنون منجر به جایگزینی آن شده است، و همچنین جنبه های مشابه برای دستگاه های لیتیوم یون آورده شده است.

باتری سربی - اسیدی

• SKB ساده، قابل اعتماد و ارزان است. می توان از آن در محدوده دمایی وسیعی استفاده کرد.
• باتری ها باید در حالت شارژ دائمی (SoC) ذخیره شوند و قابلیت شارژ سریع ندارند.
• SKB وزن زیادی دارد. چگالی انرژی گرانشی آنها بسیار کم است.
• چرخه عمر معمولاً 200 تا 300 دشارژ/شارژ است که بسیار کوتاه است.
• منحنی شارژ/دشارژ به شما این امکان را می دهد که SOC را با کنترل ساده ولتاژ اندازه گیری کنید.

باتری لیتیوم یون

• از نظر اندازه و وزن بالاترین چگالی انرژی را دارند.
• چرخه زندگی معمولاً بین 300 تا 500 است، اما برای سلول های لیتیوم فسفات می توان هزاران نفر را اندازه گیری کرد.
• محدوده دمای عملیاتی بسیار کوچک؛
• اندازه های مختلف سلول، شکل ها و سایر امکانات موجود است.
• بدون نیاز به نگهداری. سطح خود تخلیه بسیار پایین است.
• اجرای طرح های ایمنی الزامی است. الگوریتم شارژ پیچیده
• اندازه گیری SoC به دلیل غیر خطی بودن منحنی ولتاژ نیاز به تصمیم گیری های دشواری دارد.

الکترونیک

درک تفاوت بین بسته باتری و باتری قابل شارژ بسیار مهم است. سلول عنصر اصلی تشکیل دهنده بسته است. علاوه بر این، بسته شامل لوازم الکترونیکی، کانکتور و یک کیس نیز می باشد. شکل بالا نمونه هایی از این دستگاه ها را نشان می دهد. یک باتری لیتیوم یونی باید حداقل دارای مدارهای حفاظتی و کنترل سلولی باشد و شارژر و سیستم اندازه گیری ولتاژ بسیار پیچیده تر از دستگاه های اسید سرب است.

هنگام استفاده از باتری های لیتیوم یون و سرب اسید، تفاوت های اصلی در الکترونیک به شرح زیر خواهد بود:

شارژر

تا زمانی که آستانه ولتاژ مشخصی رعایت شود، شارژ باتری سرب اسیدی بسیار ساده است. باتری های لیتیوم یون از الگوریتم پیچیده تری استفاده می کنند، به استثنای بسته های فسفات آهن. روش استاندارد شارژ برای چنین دستگاه هایی روش جریان ثابت/ولتاژ ثابت (CC/CV) است. این شامل یک فرآیند شارژ دو مرحله ای است. در مرحله اول، شارژ جریان ثابت رخ می دهد. این تا زمانی ادامه می یابد که ولتاژ سلول به آستانه مشخصی برسد، پس از آن ولتاژ ثابت می ماند و جریان به صورت تصاعدی کاهش می یابد تا زمانی که به مقدار قطع برسد.

شمارش شارژ و ارتباط

همانطور که قبلا ذکر شد، شارژ SCB را می توان با ابزارهای ساده اندازه گیری ولتاژ اندازه گیری کرد. هنگام استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی، کنترل سطح شارژ سلول‌ها ضروری است که این امر مستلزم اجرای الگوریتم‌های پیچیده و چرخه‌های یادگیری است.

I 2 C رایج ترین و مقرون به صرفه ترین پروتکل ارتباطی است که در باتری های لیتیوم یون استفاده می شود، اما از نظر ایمنی نویز، یکپارچگی سیگنال در فاصله و پهنای باند کل دارای محدودیت هایی است. SMBus (System Management Bus)، مشتق شده از I2C، در باتری های کوچکتر بسیار رایج است، اما در حال حاضر هیچ پشتیبانی موثری برای بسته های قدرتمند یا بزرگتر ندارد. CAN برای محیط‌هایی با نویز بالا یا جاهایی که به اجرای طولانی‌مدت نیاز است، مانند بسیاری از برنامه‌های SKB، عالی است، اما هزینه‌ای دارد.

جایگزین های مستقیم

باید تاکید کرد که در حال حاضر چندین فرمت استاندارد برای باتری های سرب اسیدی وجود دارد. یک مثال U1 است، یک فرم فاکتور استاندارد که در برنامه های کاربردی قدرت پشتیبان پزشکی استفاده می شود. باتری لیتیوم-آهن-فسفات جایگزین مناسبی برای سرب-اسید است. فسفات آهن دارای چرخه زندگی عالی، هدایت شارژ خوب، ایمنی بهبود یافته و امپدانس کم است. ولتاژ باتری لیتیوم فسفات آهن نیز به خوبی با ولتاژهای اسید سرب (12 ولت و 24 ولت) مطابقت دارد و امکان استفاده از شارژرهای مشابه را فراهم می کند. بسته‌های نرم‌افزاری نگهداری و مانیتورینگ باتری شامل ویژگی‌های هوشمندی مانند ردیابی شارژ، شمارنده چرخه شارژ/دشارژ و غیره است.

باتری‌های لیتیوم فسفات آهن 100 درصد ظرفیت خود را در انبار حفظ می‌کنند، برخلاف باتری‌های SKB که ظرف چند ماه ذخیره‌سازی ظرفیت خود را از دست می‌دهند. شکل بالا دو محصول و انواع پیشرفت های حاصل از انتقال از SKB به Li-ion را با هم مقایسه می کند.

نتیجه گیری

باتری های بسیار کمی وجود دارند که می توانند به اندازه اسید سرب انرژی ذخیره کنند و این نوع باتری را برای بسیاری از کاربردهای با توان بالا مقرون به صرفه می کند. فناوری لیتیوم یون به طور مداوم در حال کاهش قیمت است و بهبود مستمر ساختارهای شیمیایی و سیستم های ایمنی آنها را به رقیبی شایسته برای فناوری سرب-اسید تبدیل می کند. وسایل مورد استفاده آنها می تواند بسیار متفاوت باشد، از منبع تغذیه بدون وقفه گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و هواپیماهای بدون سرنشین.

باتری های لیتیومی

باتری های لیتیوم یا لیتیوم یون (Li-ion) عمدتاً در تلفن های همراه، لپ تاپ ها و دوربین های فیلمبرداری یافت می شوند. محصولات گران هستند، باتری‌ها نیز، بنابراین شما باید با صلاحیت بیشتری نسبت به سایر باتری‌ها از آنها استفاده کنید. پس قدرت لیتیوم یون چیست؟ احتمالاً شایعات و افسانه های بیشتری در اینجا وجود دارد. اولاً ، به خودی خود ظاهر می شود ، فقط به این دلیل که فروشندگان تجهیزات با باتری های لیتیوم یون کلمات جدایی خاصی نمی گویند و می گویند که باتری "هوشمند" است و همه چیز را به تنهایی انجام می دهد. اما نه به تنهایی. به هر حال، موارد بسیار زیادی وجود دارد که دارندگان لپ‌تاپ‌های جدید باتری را در یک ماه غیرقابل استفاده می‌کنند و سپس پول خوبی برای باتری جدید می‌پردازند. البته باتری های لیتیومی گران هستند زیرا با وسایل الکترونیکی پر شده اند، اما متأسفانه شما را از شر یک احمق نجات نمی دهد.

تخلیه مجدد

همانطور که در مورد باتری های نیکل، باتری های لیتیومی نیز از شارژ و دشارژ بیش از حد می ترسند. اما، از آنجایی که این باتری‌ها در دستگاه‌های هوشمند استفاده می‌شوند و به شارژرهای خود مجهز هستند، وسایل الکترونیکی آن‌ها اجازه شارژ بیش از حد را نمی‌دهند - بنابراین. نمی توانی از او بترسی اما کنترل بیش از حد شارژ دشوارتر است، به همین دلیل است که معمول ترین علت خرابی زودهنگام باتری است. البته در دستگاه های گران قیمت و پیچیده مانند لپ تاپ، خاموش شدن قبل از کاهش ولتاژ به یک مقدار بحرانی رخ می دهد. اما سوابق نشان می دهد که این خاموشی اضطراری بهتر است به عنوان یک اقدام اضطراری در نظر گرفته شود، که در صورت امکان، بهتر است آن را مطرح نکنید. این مهمترین قانون برای جلوگیری از تخلیه کامل است زیرا ولتاژ پایین می تواند مدار ایمنی را غیرفعال کند. این اتفاق می افتد که مردم باتری ها را "کشتند" که توسط آموزش برده می شوند. تمرین چیز خوبی است، اما برای باتری های لیتیومی، 2-3 چرخه کامل کافی است.

باتری های لیتیومی هیچ اثر حافظه ای ندارند، بنابراین می توان آن ها را در هر زمانی دوباره شارژ کرد، بنابراین بهتر است پس از تمرین، باتری آن تمام نشود. آستانه پایین توصیه شده 5-10٪ است. آستانه بحرانی پایین 3٪ است.

بسیاری از چرخه های ناقص یا یک چرخه کامل

باتری های لیتیومی تقریباً 300 چرخه عمر دارند. یک چرخه کامل، چرخه شارژ کامل و تخلیه کامل (یعنی تا حدود 3٪ ظرفیت) در نظر گرفته می شود یا برعکس. اگر باتری را تا 50٪ تخلیه کنید و سپس آن را شارژ کنید، آنگاه 1/2 چرخه خواهد بود، اگر تا 75٪ باشد و آن را شارژ کنید - 1/4 چرخه و غیره. بنابراین، برای تلفن ها و لپ تاپ ها، تفاوت مزایا بین چرخه کامل و ناقص متفاوت است. در اینترنت سرسختانه ادعا می شود که بسیاری از افراد گوشی خود را با تخلیه ناقص شارژ می کردند (یعنی هر روز گوشی را شارژ می کردند) و در نهایت آنها را خراب کردند. در عین حال، برای لپ‌تاپ‌ها، با اطمینان مشخص است که چرخه‌های کامل باتری را سریع‌تر از چرخه‌های ناقص فرسوده می‌کنند. وضعیت با بررسی دقیق باتری های لیتیوم یون دستگاه روشن تر می شود (مواد اضافی را ببینید). معلوم می شود که خیلی به کنترلر بستگی دارد. این اوست که جریان شارژ را کنترل می کند ، وضعیت باتری و غیره را نظارت می کند. بنابراین، در لپ‌تاپ‌ها، کنترلر در خود باتری قرار دارد و توسط ابزارهای سیستمی مانند کالیبراسیون تنظیم می‌شود. در تلفن های همراه کنترلر در خود گوشی قرار دارد و به راحتی قابل تنظیم نیست. اگرچه باتری های لیتیومی اثر حافظه ندارند، اما به اصطلاح اثر "حافظه دیجیتال" وجود دارد. واقعیت این است که الکترونیک کنترل شارژ-دشارژ که در خود باتری قرار دارد، مستقل از دستگاهی که از باتری استفاده می کند کار می کند. الکترونیک داخلی سطح ولتاژ سلول را نظارت می کند، با رسیدن به حداکثر مقدار تنظیم شده، شارژ را قطع می کند (با در نظر گرفتن تغییر ولتاژ به دلیل جریان شارژ و دمای باتری)، دشارژ را با رسیدن به مقدار بحرانی قطع می کند و این را گزارش می کند "بالا" ” (برای این اهداف، طیف وسیعی از ریزتراشه های تخصصی). سیستم مانیتورینگ باتری "طبقه بالا" سطح شارژ را بر اساس اطلاعات مربوط به لحظات خاموش شدن شارژ و تخلیه از باتری و خوانش های سیستم اندازه گیری فعلی محاسبه می کند. اما اگر شرایط کار به گونه‌ای باشد که قبل از خاموش شدن سخت‌افزار یا شارژ کامل، تخلیه کامل وجود نداشته باشد، ممکن است این محاسبات پس از چندین چرخه کاملاً صحیح نباشد - ظرفیت باتری با گذشت زمان کاهش می‌یابد و قرائت‌های کنتور فعلی ممکن است همیشه با واقعیت مطابقت نداشته باشند. . به طور معمول، انحرافات برای هر چرخه از یک درصد تجاوز نمی کند، مگر اینکه تغییرات جدی در حین کار رخ داده باشد، به عنوان مثال، با خرابی یکی از سلول های باتری. سیستم مانیتورینگ توانایی "یادگیری" یعنی محاسبه مجدد مقدار ظرفیت کل باتری را دارد، اما برای این کار لازم است حداقل یک چرخه شارژ-دشارژ کامل قبل از مدارهای سخت افزاری خود باتری انجام شود. فعال کردن بنابراین معلوم می شود که با چرخه های بسیار مکرر، کنترل کننده به بیراهه می رود، و بنابراین، شارژ باتری را به اشتباه محاسبه می کند و شارژ نادرست را انجام می دهد، در نتیجه باتری خراب می شود. برخلاف لپ تاپ، گوشی را نمی توان دوباره کالیبره کرد. تنها چیزی که در این مورد باقی می ماند انجام چند چرخه کامل برای مرتب کردن کنترلر است. من توصیه می کنم، در حالت ایده آل، ترکیب چرخه های کامل و جزئی را با رعایت اصل "میانگین طلایی" انجام دهید. من شخصاً این کار را با تلفن همراه خود انجام دادم - در نتیجه پس از 2 سال کار ، افت ظرفیت بیش از 40٪ نبود که یک هنجار است. تا حدی، زمان همچنین باتری های لیتیومی را ذخیره نمی کند - آنها با گذشت زمان، صرف نظر از عملکرد، فرسوده می شوند. سن آنها کوتاه است و تعویض باتری هر 2-3 سال یکبار منطقی است.

ذخیره سازی

زمانی که از باتری استفاده نمی شود، توصیه می شود آن را با ظرفیت 40 درصد در جای خنک نگهداری کنید. حد دمای پایین‌تر برای ذخیره‌سازی و کارکرد 00 درجه سانتی‌گراد است. به طور کلی، باتری‌های لیتیومی دوست دارند شارژ شوند، یعنی. آنها بهتر است برخلاف نیکل ها در حالت شارژ نگهداری شوند. اما با ذخیره طولانی مدت، حداکثر شارژ همچنان باتری را بیشتر فرسوده می کند، بنابراین 40 درصد شارژ حالت بهینه در نظر گرفته می شود.

احیای باتری

به طور کلی، اگر باتری تمام شده است، بهتر است یک باتری جدید بخرید، این منطقی ترین گزینه است، اگرچه گران است. من دستور العمل های قابل اعتمادی برای احیای باتری ها ندیده ام. افسانه های واقعی در اینجا وجود دارد، به خصوص در مورد لپ تاپ ها، که مردم باتری لپ تاپ خراب خود را دوباره زنده کردند و همه چیز با آنها خوب است. یکی از آنها اینگونه به نظر می رسد: "شما باید باتری را کاملاً خالی کنید، لپ تاپ را برای یک هفته بگذارید. سپس باتری را به طور کامل شارژ کنید و همچنین آن را به مدت یک هفته بگذارید. پس از دو ماه، ظرفیت باید بازسازی شود.

برای تلفن های همراه: چرخه های کامل و جزئی را (به نسبت "X3") ترکیب کنید.
برای لپ‌تاپ‌ها: تا حد امکان کمتر سیکل کامل (پس از تمرین).
برای همه: انجام چرخه های 80٪ توصیه می شود. اجازه تخلیه کامل (زیر 3 درصد) را ندهید.

وقتی در مورد باتری‌ها یا باتری‌های لیتیومی صحبت می‌شود، اغلب آنها حتی متوجه نمی‌شوند که تقریباً 12 مورد از آنها در چند سال گذشته ظاهر شده‌اند که هر یک از آنها لیتیوم هستند با افزودن‌های مختلف عناصر شیمیایی دیگر، که در نهایت به طور قابل‌توجهی با هر یک متفاوت است. دیگر.

بیایید به انواع آنها نگاه کنیم و با کلاسیک شروع کنیم:

باتری‌های لیتیوم یونی باتری‌های قابل شارژ کلاسیک هستند که در آن یون‌های لیتیوم در هنگام تخلیه از الکترود منفی به الکترود مثبت حرکت می‌کنند و در حین شارژ دوباره برمی‌گردند. باتری های لیتیوم یون به طور گسترده ای در لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شود. آنها یکی از محبوب ترین انواع باتری های قابل شارژ برای وسایل الکترونیکی قابل حمل هستند، با یکی از بهترین تراکم انرژی، بدون اثر حافظه و کاهش آهسته شارژ در هنگام عدم استفاده (خود تخلیه کم).

این سری اندازه باتری های استوانه ای و منشوری را پوشش می دهد. لیتیوم یون بالاترین چگالی توان را در بین باتری‌های قدیمی دارد. وزن بسیار سبک و عمر چرخه طولانی آن را به محصولی ایده آل برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند.

لیتیوم تیتانات (لیتیوم تیتانات) کلاس نسبتا جدیدی از باتری های لیتیوم یونی است - (بیشتر). با چرخه عمر بسیار طولانی مشخص می شود که در هزاران چرخه اندازه گیری می شود. لیتیوم سرب تیتانات نیز از این نظر بسیار ایمن و قابل مقایسه با فسفات آهن است. چگالی انرژی کمتر از سایر منابع انرژی لیتیوم یونی است و ولتاژ نامی آن 2.4 ولت است.

این فناوری دارای شارژ بسیار سریع، مقاومت داخلی کم، چرخه عمر بسیار بالا و استقامت عالی (همچنین ایمنی) است. LTO راه خود را عمدتاً در وسایل نقلیه الکتریکی و ساعت‌های مچی پیدا کرده است. اخیراً به دلیل امنیت بالا در دستگاه های پزشکی سیار کاربرد پیدا کرده است. یکی از ویژگی های این فناوری این است که به جای کربن از نانو کریستال ها در آند استفاده می کند که سطح بسیار کارآمدتری را فراهم می کند. متاسفانه این باتری نسبت به انواع دیگر باتری های لیتیومی ولتاژ کمتری دارد.

ویژگی ها:

• انرژی ویژه: حدود 30-110Wh/kg
• چگالی انرژی: 177W*H/L
• توان ویژه: 3000-5100 وات بر کیلوگرم
• راندمان تخلیه: حدود 85٪. راندمان شارژ بیش از 95٪
• قیمت انرژی: 0.5 وات / دلار
• ماندگاری:> 10 سال
• خود تخلیه: 2-5٪ در ماه
• دوام: 6000 چرخه تا 90 درصد ظرفیت
• ولتاژ نامی: 1.9 تا 2.4 ولت
• دما: -40 تا +55 درجه سانتیگراد
• روش شارژ: از جریان ثابت پایدار و سپس ولتاژ ثابت تا رسیدن به آستانه استفاده می کند.

فرمول شیمیایی: Li4Ti5O12 + 6LiCoO2< >Li7Ti5O12 + 6Li0.5CoO2(E=2.1 V)

لیتیوم پلیمر از نظر وزن چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم یونی دارد. در سلول های بسیار نازک (تا 5 میلی متر)، لیتیوم پلیمر چگالی انرژی حجمی بالایی را ارائه می دهد. پایداری عالی در نوسانات و دماهای بالا.

این سری از آکومولاتورها در محدوده 30 تا 23000 میلی آمپر بر ساعت، انواع بدنه منشوری و استوانه ای قابل تولید می باشد. باتری های لیتیوم پلیمری دارای چندین مزیت هستند: چگالی انرژی بیشتر بر حسب حجم، انعطاف پذیری در اندازه سلول و حاشیه ایمنی بیشتر، با پایداری ولتاژ عالی حتی در دماهای بالا. برنامه های اصلی: پخش کننده های قابل حمل، بلوتوث، دستگاه های بی سیم، PDA و دوربین های دیجیتال، دوچرخه های برقی، ناوبرهای GPS، لپ تاپ ها، کتابخوان های الکترونیکی.

ویژگی ها:

• ولتاژ نامی: 3.7 ولت
• ولتاژ شارژ: 0.05±4.2 ولت
• جریان شارژ، سرعت: 0.2-10S
• ولتاژ تخلیه محدود: 2.5 ولت
• سرعت تخلیه: تا 50 درجه سانتیگراد
• استقامت در چرخه: 400 سیکل

فسفات آهن لیتیوم دارای ویژگی های ایمنی خوب، عمر طولانی (تا 2000 سیکل) و هزینه تولید پایین است. باتری‌های LiFePO4 برای جریان‌های تخلیه بالا مانند تجهیزات نظامی، ابزارهای برقی، دوچرخه‌های برقی، رایانه‌های همراه، یو پی اس و سیستم‌های انرژی خورشیدی مناسب هستند.

lifepo4 به عنوان یک ماده آند جدید برای باتری های لیتیوم یونی برای اولین بار در سال 1997 معرفی شد و تاکنون به طور مداوم بهبود یافته است. به دلیل ایمنی قابل اعتماد، دوام، تاثیر کم محیطی در هنگام دفع و ویژگی های شارژ و دشارژ راحت، توجه کارشناسان را به خود جلب کرده است. بسیاری از کارشناسان استدلال می کنند که باتری های lifepo4 تا حد زیادی بهترین گزینه برای وسایل الکترونیکی خود تغذیه هستند.

لیتیوم سولفور دی اکسید (باتری Li و SO2) - این باتری ها دارای چگالی انرژی بالا و مقاومت خوبی در برابر تخلیه توان بالا هستند. چنین عناصری عمدتاً در ارتش، هواشناسی و فضانوردی استفاده می شوند.

باتری های مبتنی بر دی اکسید گوگرد لیتیوم با یک آند لیتیوم فلزی (سبک ترین فلزات) و یک کاتد مایع حاوی یک کلکتور جریان کربن متخلخل پر از دی اکسید گوگرد (SO2) ولتاژ 2.9 ولت را ارائه می دهند و شکل استوانه ای دارند.

ویژگی ها:

• ولتاژ عملیاتی بالا، پایدار برای بیشتر تخلیه
• خود تخلیه بسیار کم
• کار در شرایط سخت
• محدوده دمای عملیاتی گسترده (55- تا +65 درجه سانتیگراد)

دی اکسید منگنز لیتیوم (باتری Li-MnO2) - چنین باتری هایی دارای یک آند لیتیوم فلزی سبک و یک کاتد دی اکسید منگنز جامد هستند که در یک الکترولیت آلی غیر خورنده و غیر سمی غوطه ور شده است. این نوع باتری با استاندارد EU RoHS مطابقت دارد و با ظرفیت زیاد، ظرفیت تخلیه بالا و عمر طولانی مشخص می شود.

Li-MnO2 به طور گسترده در منابع تغذیه پشتیبان، چراغ های اضطراری، اعلام حریق، سیستم های کنترل دسترسی الکترونیکی، دوربین های دیجیتال، تجهیزات پزشکی استفاده می شود.

ویژگی ها:

• چگالی انرژی بالا
• ولتاژ تخلیه بسیار پایدار
• ماندگاری بیش از 10 سال
• دمای کارکرد: -40 تا +60 درجه سانتیگراد

باتری های لیتیوم تیونیل کلرید (لیتیوم-SOCl2) دارای یک آند فلزی لیتیوم سبک و یک کاتد مایع حاوی یک کلکتور جریان کربن متخلخل پر از تیونیل کلرید (SOCl2) هستند. باتری های Li-SOCL2 برای کاربردهای خودرو، پزشکی، نظامی و هوافضا ایده آل هستند. آنها وسیع ترین محدوده دمای عملیاتی را از -60 تا + 150 درجه سانتیگراد دارند.

ویژگی ها:

• چگالی انرژی بالا
• ماندگاری طولانی
• محدوده دمایی گسترده
• آب بندی خوب
• ولتاژ تخلیه پایدار

باتری های Li-FeS2

باتری ها و باتری های Li-FeS2 مخفف دی سولفید آهن لیتیوم هستند. اطلاعات مربوط به آنها بعدا اضافه خواهد شد.

ارزیابی ویژگی های یک شارژر خاص بدون درک چگونگی جریان شارژ نمونه یک باتری لیتیوم یون دشوار است. بنابراین، قبل از اینکه مستقیماً به مدارها برویم، اجازه دهید یک نظریه کوچک را یادآوری کنیم.

باتری های لیتیومی چیست؟

بسته به اینکه الکترود مثبت باتری لیتیومی از چه ماده ای ساخته شده است، انواع مختلفی از آنها وجود دارد:

• با کاتد لیتیوم کبالتات؛
• با کاتد مبتنی بر فسفات آهن لیتیه؛
• بر اساس نیکل-کبالت-آلومینیوم؛
• بر پایه نیکل- کبالت- منگنز.

همه این باتری ها ویژگی های خاص خود را دارند، اما از آنجایی که این تفاوت های ظریف برای مصرف کننده عمومی اهمیت اساسی ندارند، در این مقاله مورد توجه قرار نخواهند گرفت.

همچنین تمامی باتری های لیتیوم یونی در اندازه ها و فرم های مختلف تولید می شوند. آنها می توانند در نسخه کیس (مثلاً باتری های 18650 که امروزه محبوب هستند) یا در نسخه های چند لایه یا منشوری (باتری های ژل پلیمری) باشند. دومی کیسه های مهر و موم شده هرمتیک ساخته شده از یک فیلم خاص است که در آن الکترودها و جرم الکترود قرار دارند.

رایج ترین اندازه باتری های لیتیوم یون در جدول زیر نشان داده شده است (همه آنها دارای ولتاژ اسمی 3.7 ولت هستند):

فرآیندهای الکتروشیمیایی داخلی به همین ترتیب پیش می‌روند و به ضریب فرم و عملکرد باتری بستگی ندارند، بنابراین هر چیزی که در زیر گفته می‌شود به طور یکسان برای همه باتری‌های لیتیومی صدق می‌کند.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیوم یون

صحیح ترین روش شارژ باتری های لیتیومی شارژ در دو مرحله است. این روشی است که سونی در تمام شارژرهای خود استفاده می کند. با وجود کنترل‌کننده شارژ پیچیده‌تر، این باتری‌های لیتیوم یون را بدون کاهش عمر مفید، شارژ کامل‌تری ارائه می‌دهد.

در اینجا ما در مورد مشخصات شارژ دو مرحله ای باتری های لیتیومی صحبت می کنیم که به اختصار CC / CV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) نامیده می شود. گزینه هایی با جریان های پالسی و پلکانی نیز وجود دارد که در این مقاله به آنها توجه نشده است. می توانید در مورد شارژ با جریان پالسی بیشتر بخوانید.

بنابراین، اجازه دهید هر دو مرحله شارژ را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

1. در مرحله اولیک جریان شارژ ثابت باید ارائه شود. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. برای شارژ سریع، مجاز است جریان را تا 0.5-1.0C افزایش دهید (که در آن C ظرفیت باتری است).

به عنوان مثال، برای باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر، جریان شارژ اسمی در مرحله اول 600-1500 میلی آمپر است و جریان شارژ شتاب می تواند در محدوده 1.5-3A باشد.

برای اطمینان از جریان شارژ ثابت با مقدار معین، مدار شارژر (شارژر) باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد. در واقع، در مرحله اول، حافظه مانند یک تثبیت کننده جریان کلاسیک عمل می کند.

مهم:اگر قصد دارید باتری ها را با برد محافظ داخلی (PCB) شارژ کنید، پس هنگام طراحی مدار شارژر، باید مطمئن شوید که ولتاژ مدار باز مدار هرگز از 6-7 ولت تجاوز نکند. در غیر این صورت، برد محافظ ممکن است از کار بیفتد.

در لحظه ای که ولتاژ باتری به مقدار 4.2 ولت افزایش می یابد، باتری تقریباً 70-80٪ از ظرفیت خود را به دست می آورد (مقدار ظرفیت خاص به جریان شارژ بستگی دارد: با شارژ سریع کمی کمتر خواهد شد. ، با هزینه اسمی - کمی بیشتر). این لحظه پایان مرحله اول شارژ است و به عنوان سیگنالی برای انتقال به مرحله دوم (و آخرین) عمل می کند.

2. مرحله شارژ دوم- این شارژ باتری با یک ولتاژ ثابت است، اما به تدریج کاهش می یابد (افت) جریان.

در این مرحله شارژر ولتاژ 4.15-4.25 ولت را روی باتری حفظ کرده و مقدار جریان را کنترل می کند.

با افزایش ظرفیت، جریان شارژ کاهش می یابد. به محض کاهش مقدار آن به 0.05-0.01С، فرآیند شارژ کامل شده در نظر گرفته می شود.

نکته مهم در عملکرد شارژر صحیح، قطع کامل آن از باتری پس از اتمام شارژ است. این به این دلیل است که برای باتری های لیتیومی بسیار نامطلوب است که برای مدت طولانی تحت ولتاژ بالا قرار گیرند که معمولاً توسط شارژر (یعنی 4.18-4.24 ولت) ارائه می شود. این منجر به تخریب سریع ترکیب شیمیایی باتری و در نتیجه کاهش ظرفیت آن می شود. اقامت طولانی به معنای ده ها ساعت یا بیشتر است.

در مرحله دوم شارژ، باتری حدود 0.1 تا 0.15 بیشتر از ظرفیت خود را به دست می آورد. بنابراین کل شارژ باتری به 90-95٪ می رسد که یک شاخص عالی است.

ما دو مرحله اصلی شارژ را در نظر گرفته ایم. با این حال، پوشش موضوع شارژ باتری های لیتیومی ناقص خواهد بود اگر یک مرحله دیگر از شارژ ذکر نشده باشد - به اصطلاح. پیش شارژ

مرحله پیش شارژ (پیش شارژ)- این مرحله فقط برای باتری های با دشارژ عمیق (زیر 2.5 ولت) استفاده می شود تا آنها را به حالت عادی کار کند.

در این مرحله شارژ با جریان ثابت کاهش یافته تا زمانی که ولتاژ باتری به 2.8 ولت برسد تامین می شود.

مرحله مقدماتی برای جلوگیری از تورم و کاهش فشار (یا حتی انفجار با آتش) باتری های آسیب دیده، که مثلاً دارای یک اتصال کوتاه داخلی بین الکترودها هستند، ضروری است. اگر یک جریان شارژ زیاد بلافاصله از چنین باتری عبور کند، این امر به ناچار منجر به گرم شدن آن می شود و پس از آن چقدر خوش شانس است.

یکی دیگر از مزایای پیش شارژ، پیش گرم شدن باتری است که هنگام شارژ در دمای پایین محیط (در یک اتاق گرم نشده در فصل سرد) مهم است.

شارژ هوشمند باید بتواند ولتاژ باتری را در مرحله اولیه شارژ کنترل کند و در صورت عدم افزایش ولتاژ برای مدت طولانی، به این نتیجه برسد که باتری معیوب است.

تمام مراحل شارژ باتری لیتیوم یونی (از جمله مرحله پیش شارژ) به صورت شماتیک در این نمودار نشان داده شده است:

بیش از 0.15 ولت از ولتاژ شارژ نامی می تواند عمر باتری را به نصف کاهش دهد. کاهش ولتاژ شارژ به میزان 0.1 ولت، ظرفیت باتری شارژ شده را تا حدود 10 درصد کاهش می دهد، اما عمر آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. ولتاژ یک باتری کاملا شارژ شده پس از خارج کردن آن از شارژر 4.1-4.15 ولت است.

برای جمع‌بندی مطالب فوق، به تشریح پایان‌نامه‌های اصلی می‌پردازیم:

1. باتری لیتیوم یونی (مثلاً 18650 یا هر باتری دیگری) با چه جریانی شارژ شود؟

جریان به سرعتی که می خواهید آن را شارژ کنید بستگی دارد و می تواند از 0.2C تا 1C متغیر باشد.

به عنوان مثال، برای باتری 18650 با ظرفیت 3400 میلی آمپر، حداقل جریان شارژ 680 میلی آمپر و حداکثر آن 3400 میلی آمپر است.

2-چقدر طول میکشه که مثلا همون باطری های شارژی 18650 شارژ بشه؟

زمان شارژ مستقیماً به جریان شارژ بستگی دارد و با فرمول محاسبه می شود:

T \u003d C / شارژ می کنم.

به عنوان مثال زمان شارژ باتری ما با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعت با جریان 1 آمپر حدود 3.5 ساعت خواهد بود.

3. چگونه باتری لیتیوم پلیمری را به درستی شارژ کنیم؟

تمام باتری های لیتیومی به یک شکل شارژ می شوند. فرقی نمی کند لیتیوم پلیمر باشد یا یون لیتیوم. برای ما مصرف کنندگان هیچ تفاوتی وجود ندارد.

برد حفاظتی چیست؟

برد محافظ (یا PCB - برد کنترل قدرت) برای محافظت در برابر اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد باتری لیتیومی طراحی شده است. به عنوان یک قاعده، حفاظت از گرمای بیش از حد نیز در ماژول های حفاظتی تعبیه شده است.

به دلایل ایمنی، استفاده از باتری های لیتیومی در لوازم خانگی در صورت نداشتن برد محافظ داخلی ممنوع است. بنابراین، تمام باتری های تلفن همراه همیشه دارای یک برد PCB هستند. پایانه های خروجی باتری مستقیماً روی برد قرار دارند:

این بردها از کنترلر شارژ شش پایه روی میکروخ تخصصی (آنالوگ های JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 و غیره) استفاده می کنند. وظیفه این کنترلر این است که با تخلیه کامل باتری، باتری را از بار جدا کند و با رسیدن به 4.25 ولت باتری را از شارژ جدا کند.

به عنوان مثال، نموداری از برد محافظ باتری BP-6M که همراه با گوشی های قدیمی نوکیا عرضه شده است:

اگر در مورد 18650 صحبت کنیم، می توان آنها را هم با و هم بدون برد محافظ تولید کرد. ماژول حفاظتی در قسمت پایانه منفی باتری قرار دارد.

برد طول باتری را 2-3 میلی متر افزایش می دهد.

باتری‌های بدون ماژول PCB معمولاً با باتری‌هایی عرضه می‌شوند که مدارهای حفاظتی خود را دارند.

هر باتری دارای محافظ می تواند به راحتی با تخلیه آن به باتری محافظت نشده تبدیل شود.

حداکثر ظرفیت باتری 18650 تا به امروز 3400 میلی آمپر ساعت است. باتری های دارای محافظ باید دارای یک نام مربوطه بر روی کیس ("محافظت شده") باشند.

برد PCB را با ماژول PCM (PCM - ماژول شارژ برق) اشتباه نگیرید. اگر اولی فقط برای محافظت از باتری کار می کند، دومی برای کنترل فرآیند شارژ طراحی شده است - آنها جریان شارژ را در یک سطح معین محدود می کنند، دما را کنترل می کنند و به طور کلی از کل فرآیند اطمینان می دهند. برد PCM همان چیزی است که ما آن را کنترل کننده شارژ می نامیم.

امیدوارم الان سوالی باقی نماند، چگونه باتری 18650 یا هر باتری لیتیوم دیگری را شارژ کنیم؟ سپس به مجموعه کوچکی از راه حل های مدار آماده برای شارژرها (همان کنترل کننده های شارژ) می پردازیم.

طرح های شارژ باتری های لیتیوم یون

تمام مدارها برای شارژ هر باتری لیتیومی مناسب هستند، تنها تصمیم گیری در مورد جریان شارژ و پایه عنصر باقی می ماند.

LM317

طرح شارژر ساده بر اساس تراشه LM317 با نشانگر شارژ:

مدار ساده است، کل تنظیمات به تنظیم ولتاژ خروجی روی 4.2 ولت با استفاده از مقاومت تریمر R8 (بدون باتری متصل!) و تنظیم جریان شارژ با انتخاب مقاومت های R4، R6 خلاصه می شود. قدرت مقاومت R1 حداقل 1 وات است.

به محض خاموش شدن LED، فرآیند شارژ را می توان تکمیل شده در نظر گرفت (جریان شارژ هرگز به صفر نمی رسد). توصیه نمی شود که باتری را برای مدت طولانی پس از شارژ کامل در این شارژ نگه دارید.

تراشه lm317 به طور گسترده در تثبیت کننده های مختلف ولتاژ و جریان (بسته به مدار سوئیچینگ) استفاده می شود. در هر گوشه فروخته می شود و به طور کلی یک پنی قیمت دارد (شما می توانید 10 قطعه را فقط با 55 روبل بگیرید).

LM317 در موارد مختلف ارائه می شود:

تخصیص پین (pinout):

آنالوگ های تراشه LM317 عبارتند از: GL317، SG31، SG317، UC317T، ECG1900، LM31MDT، SP900، KR142EN12، KR1157EN1 (دو مورد آخر تولید داخلی هستند).

اگر به جای LM317 از LM350 استفاده کنید، جریان شارژ را می توان تا 3 آمپر افزایش داد. درست است ، گران تر خواهد بود - 11 روبل / قطعه.

برد مدار چاپی و مجموعه مدار در زیر نشان داده شده است:

ترانزیستور قدیمی شوروی KT361 را می توان با ترانزیستور مشابه p-n-p جایگزین کرد (به عنوان مثال، KT3107، KT3108 یا بورژوایی 2N5086، 2SA733، BC308A). در صورت عدم نیاز به نشانگر شارژ، می توان آن را به طور کلی حذف کرد.

عیب مدار: ولتاژ تغذیه باید در محدوده 8-12 ولت باشد. این به این دلیل است که برای عملکرد عادی ریز مدار LM317، اختلاف ولتاژ باتری و ولتاژ تغذیه باید حداقل 4.25 ولت باشد. بنابراین، تغذیه آن از درگاه USB امکان پذیر نخواهد بود.

MAX1555 یا MAX1551

MAX1551/MAX1555 شارژرهای تخصصی برای باتری های Li+ هستند که می توانند از طریق USB یا از یک آداپتور برق جداگانه (به عنوان مثال، شارژر تلفن) کار کنند.

تنها تفاوت بین این ریز مدارها این است که MAX1555 سیگنالی برای نشانگر پیشرفت شارژ می دهد و MAX1551 - سیگنالی مبنی بر روشن بودن برق. آن ها 1555 هنوز در بیشتر موارد ارجح است، بنابراین 1551 در حال حاضر به سختی در فروش یافت می شود.

شرح مفصل این تراشه ها از سازنده -.

حداکثر ولتاژ ورودی از آداپتور DC 7 ولت است، هنگامی که از USB تغذیه می شود 6 ولت است. هنگامی که ولتاژ تغذیه به 3.52 ولت کاهش می یابد، ریز مدار خاموش می شود و شارژ متوقف می شود.

خود ریز مدار تشخیص می دهد که ولتاژ تغذیه در کدام ورودی وجود دارد و به آن متصل می شود. اگر برق از طریق گذرگاه USB تامین شود، حداکثر جریان شارژ به 100 میلی آمپر محدود می شود - این به شما امکان می دهد بدون ترس از سوختن پل جنوبی شارژر را به پورت USB هر رایانه وصل کنید.

هنگامی که توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه می شود، جریان شارژ معمولی 280 میلی آمپر است.

تراشه ها دارای محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد هستند. اما حتی در این مورد، مدار به کار خود ادامه می دهد و جریان شارژ را به میزان 17 میلی آمپر برای هر درجه بالاتر از 110 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

یک عملکرد پیش شارژ وجود دارد (به بالا مراجعه کنید): تا زمانی که ولتاژ باتری کمتر از 3 ولت باشد، ریزمدار جریان شارژ را به 40 میلی آمپر محدود می کند.

میکرو مدار دارای 5 پین است. در اینجا یک نمودار سیم کشی معمولی وجود دارد:

اگر تضمینی وجود دارد که ولتاژ خروجی آداپتور شما تحت هیچ شرایطی نمی تواند از 7 ولت بیشتر شود، می توانید بدون تثبیت کننده 7805 این کار را انجام دهید.

گزینه شارژ USB را می توان به عنوان مثال روی این یکی مونتاژ کرد.

ریز مدار به هیچ دیود خارجی یا ترانزیستور خارجی نیاز ندارد. در کل البته شیک میکروهی! فقط آنها خیلی کوچک هستند، لحیم کاری ناخوشایند است. و آنها هنوز هم گران هستند ().

LP2951

تثبیت کننده LP2951 توسط National Semiconductors () تولید شده است. اجرای تابع محدود کننده جریان داخلی را فراهم می کند و به شما امکان می دهد سطح ولتاژ شارژ پایداری را برای باتری لیتیوم یون در خروجی مدار ایجاد کنید.

مقدار ولتاژ شارژ 4.08 - 4.26 ولت است و هنگام قطع باتری توسط مقاومت R3 تنظیم می شود. تنش بسیار دقیق است.

جریان شارژ 150 - 300 میلی آمپر است، این مقدار توسط مدارهای داخلی تراشه LP2951 (بسته به سازنده) محدود می شود.

از دیود با جریان معکوس کوچک استفاده کنید. به عنوان مثال، می تواند هر یک از سری 1N400X باشد که می توانید تهیه کنید. دیود به عنوان یک دیود مسدود کننده برای جلوگیری از جریان معکوس از باتری به تراشه LP2951 در هنگام خاموش شدن ولتاژ ورودی استفاده می شود.

این شارژر جریان شارژ نسبتاً کمی تولید می کند، بنابراین هر باتری 18650 را می توان در طول شب شارژ کرد.

ریزگرد را می توان هم در بسته DIP و هم در بسته SOIC خریداری کرد (هزینه هر قطعه حدود 10 روبل است).

MCP73831

این تراشه به شما امکان می دهد شارژرهای مناسب ایجاد کنید، علاوه بر این، ارزان تر از MAX1555 هایپ شده است.

یک مدار سوئیچینگ معمولی از:

مزیت مهم مدار عدم وجود مقاومت های قدرتمند با مقاومت کم است که جریان شارژ را محدود می کند. در اینجا، جریان توسط یک مقاومت متصل به خروجی 5 میکرو مدار تنظیم می شود. مقاومت آن باید در محدوده 2-10 کیلو اهم باشد.

مونتاژ شارژر به شکل زیر است:

ریز مدار در حین کار کاملاً خوب گرم می شود، اما به نظر نمی رسد که تداخلی با آن ایجاد کند. وظیفه خود را انجام می دهد.

در اینجا یک نوع PCB دیگر با smd led و کانکتور micro usb وجود دارد:

LTC4054 (STC4054)

خیلی ساده، ایده عالی! اجازه شارژ با جریان تا 800 میلی آمپر را می دهد (نگاه کنید به). درست است که بسیار گرم می شود، اما در این مورد، محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد جریان را کاهش می دهد.

مدار را می توان با بیرون انداختن یک یا حتی هر دو LED با یک ترانزیستور بسیار ساده کرد. سپس اینگونه به نظر می رسد (موافقم، هیچ جا ساده تر وجود ندارد: یک جفت مقاومت و یک کندر):

یکی از گزینه های PCB در دسترس است. این برد برای عناصر سایز 0805 طراحی شده است.

I=1000/R. شما نباید بلافاصله جریان زیادی را تنظیم کنید، ابتدا ببینید میکرو مدار چقدر گرم می شود. برای اهدافم، من یک مقاومت 2.7 کیلو اهم گرفتم، در حالی که جریان شارژ حدود 360 میلی آمپر بود.

بعید است که رادیاتور را بتوان با این ریزمدار تطبیق داد، و این یک واقعیت نیست که به دلیل مقاومت حرارتی بالای انتقال کریستال به کیس موثر باشد. سازنده توصیه می کند که هیت سینک را "از طریق سرنخ ها" بسازید - مسیرها را تا حد ممکن ضخیم کنید و فویل را در زیر محفظه ریز مدار بگذارید. و به طور کلی، هر چه فویل "زمین" بیشتری باقی بماند، بهتر است.

به هر حال، بیشتر گرما از طریق پایه سوم خارج می شود، بنابراین می توانید این مسیر را بسیار گسترده و ضخیم کنید (آن را با لحیم کاری اضافی پر کنید).

بسته تراشه LTC4054 ممکن است دارای برچسب LTH7 یا LTADY باشد.

LTH7 با LTADY تفاوت دارد زیرا اولی می تواند یک باتری بسیار مرده را بلند کند (که ولتاژ آن کمتر از 2.9 ولت است) در حالی که دومی نمی تواند (شما باید آن را جداگانه بچرخانید).

این تراشه بسیار موفق ظاهر شد، بنابراین دارای یک دسته آنالوگ است: STC4054، MCP73831، TB4054، QX4054، TP4054، SGM4054، ACE4054، LP4054، U4054، BL4054، WPM181PT، BL4054، WPM481PT، WPM481PT، , VS610 2, HX6001, LC6000، LN5060، CX9058، EC49016، CYT5026، Q7051. قبل از استفاده از هر یک از آنالوگ ها، برگه های داده را بررسی کنید.

TP4056

ریز مدار در بسته SOP-8 ساخته شده است (نگاه کنید به) ، روی شکم خود یک هیت سینک فلزی دارد که به مخاطبین متصل نیست ، که باعث می شود گرما را به طور موثرتر حذف کنید. به شما امکان می دهد باتری را با جریانی تا 1 آمپر شارژ کنید (جریان به مقاومت تنظیم کننده جریان بستگی دارد).

نمودار اتصال به حداقل پیوست نیاز دارد:

مدار فرآیند شارژ کلاسیک را اجرا می کند - ابتدا با جریان ثابت، سپس با ولتاژ ثابت و جریان نزولی شارژ می شود. همه چیز علمی است. اگر مرحله به مرحله شارژ را جدا کنید، می توانید چندین مرحله را تشخیص دهید:

1. نظارت بر ولتاژ باتری متصل (این همیشه اتفاق می افتد).
2. مرحله پیش شارژ (اگر باتری کمتر از 2.9 ولت تخلیه شود). جریان شارژ 1/10 از مقاومت R prog برنامه ریزی شده (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) تا سطح 2.9 ولت.
3. شارژ با حداکثر جریان ثابت (1000 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم).
4. هنگامی که باتری به 4.2 ولت می رسد، ولتاژ باتری در این سطح ثابت می شود. کاهش تدریجی جریان شارژ شروع می شود.
5. هنگامی که جریان به 1/10 R prog برنامه ریزی شده توسط مقاومت می رسد (100mA در R prog = 1.2 کیلو اهم)، شارژر خاموش می شود.
6. پس از اتمام شارژ، کنترل کننده به نظارت بر ولتاژ باتری ادامه می دهد (نقطه 1 را ببینید). جریان مصرفی مدار مانیتورینگ 2-3 μA است. پس از کاهش ولتاژ به 4.0 ولت، شارژ دوباره روشن می شود. و به همین ترتیب در یک دایره.

جریان شارژ (بر حسب آمپر) با فرمول محاسبه می شود I=1200/R prog. حداکثر مجاز 1000 میلی آمپر است.

آزمایش واقعی شارژ با باتری 18650 در 3400 میلی آمپر ساعت در نمودار نشان داده شده است:

مزیت میکرو مدار این است که جریان شارژ تنها توسط یک مقاومت تنظیم می شود. مقاومت کم مقاومت قوی لازم نیست. به علاوه، نشانگر فرآیند شارژ و همچنین نشانگر پایان شارژ وجود دارد. هنگامی که باتری وصل نیست، نشانگر هر چند ثانیه یک بار چشمک می زند.

ولتاژ تغذیه مدار باید در محدوده 4.5 ... 8 ولت باشد. هرچه به 4.5 ولت نزدیکتر باشد - بهتر است (بنابراین تراشه کمتر گرم می شود).

پایه اول برای اتصال سنسور دمای تعبیه شده به باتری لیتیوم یونی (معمولاً ترمینال میانی باتری تلفن همراه) استفاده می شود. اگر ولتاژ خروجی کمتر از 45 درصد یا بالاتر از 80 درصد ولتاژ منبع تغذیه باشد، شارژ به حالت تعلیق در می آید. اگر به کنترل دما نیاز ندارید، فقط آن پا را روی زمین بگذارید.

توجه! این مدار یک اشکال مهم دارد: عدم وجود مدار حفاظت معکوس باتری. در این حالت، کنترل کننده به دلیل تجاوز از حداکثر جریان، سوختگی تضمین می شود. در این حالت ولتاژ تغذیه مدار مستقیماً روی باتری می افتد که بسیار خطرناک است.

مهر و موم ساده است، در یک ساعت بر روی زانو انجام می شود. اگر زمان دچار مشکل شد، می توانید ماژول های آماده را سفارش دهید. برخی از تولید کنندگان ماژول های تمام شده محافظت در برابر جریان اضافی و تخلیه بیش از حد را اضافه می کنند (به عنوان مثال، شما می توانید انتخاب کنید به کدام برد نیاز دارید - با یا بدون حفاظت، و با کدام کانکتور).

شما همچنین می توانید تخته های آماده با یک کنتاکت سنسور دما را پیدا کنید. یا حتی یک ماژول شارژ با چندین تراشه TP4056 به صورت موازی برای افزایش جریان شارژ و با محافظت از قطبیت معکوس (به عنوان مثال).

LTC1734

همچنین طراحی بسیار ساده ای دارد. جریان شارژ توسط مقاومت R prog تنظیم می شود (به عنوان مثال، اگر یک مقاومت 3 کیلو اهم قرار دهید، جریان 500 میلی آمپر خواهد بود).

ریز مدارها معمولاً روی قاب علامت گذاری می شوند: LTRG (اغلب می توان آنها را در تلفن های قدیمی سامسونگ یافت).

ترانزیستور به طور کلی برای هر p-n-p مناسب است، نکته اصلی این است که برای جریان شارژ معین طراحی شده است.

در این نمودار نشانگر شارژ وجود ندارد، اما در LTC1734 گفته شده است که پین ​​"4" (Prog) دو عملکرد دارد - تنظیم جریان و نظارت بر پایان شارژ باتری. به عنوان مثال، مداری با کنترل پایان شارژ با استفاده از مقایسه کننده LT1716 نشان داده شده است.

مقایسه کننده LT1716 در این مورد می تواند با یک LM358 ارزان قیمت جایگزین شود.

TL431 + ترانزیستور

احتمالاً ایجاد مداری از اجزای در دسترس تر دشوار است. در اینجا دشوارترین کار یافتن منبع ولتاژ مرجع TL431 است. اما آنها آنقدر رایج هستند که تقریباً در همه جا یافت می شوند (به ندرت منبع تغذیه بدون این ریزمدار چه کاری انجام می دهد).

خوب، ترانزیستور TIP41 را می توان با هر ترانزیستور دیگری با جریان کلکتور مناسب جایگزین کرد. حتی KT819، KT805 شوروی قدیمی (یا KT815، KT817 کمتر قدرتمندتر) این کار را می کند.

راه اندازی مدار به تنظیم ولتاژ خروجی (بدون باتری !!!) با استفاده از یک صاف کننده در سطح 4.2 ولت خلاصه می شود. مقاومت R1 حداکثر مقدار جریان شارژ را تنظیم می کند.

این طرح به طور کامل فرآیند دو مرحله‌ای شارژ باتری‌های لیتیومی را اجرا می‌کند - ابتدا با جریان مستقیم شارژ می‌شود، سپس به فاز تثبیت ولتاژ و کاهش صاف جریان به تقریبا صفر می‌رسد. تنها ایراد آن تکرارپذیری ضعیف مدار است (در تنظیم و نیاز به قطعات مورد استفاده).

MCP73812

یک ریزتراشه نادیده گرفته دیگری از Microchip وجود دارد - MCP73812 (نگاه کنید به). بر اساس آن، یک گزینه شارژ بسیار مقرون به صرفه (و ارزان!) دریافت می کنید. کل کیت فقط یک مقاومت است!

به هر حال، ریز مدار در یک مورد مناسب برای لحیم کاری ساخته شده است - SOT23-5.

تنها نکته منفی این است که بسیار گرم می شود و هیچ نشانه شارژ وجود ندارد. همچنین اگر منبع تغذیه کم مصرف دارید (که باعث افت ولتاژ می شود) به نحوی چندان قابل اعتماد کار نمی کند.

به طور کلی، اگر نشانگر شارژ برای شما مهم نیست و جریان 500 میلی آمپر برای شما مناسب است، MCP73812 گزینه بسیار خوبی است.

NCP1835

یک راه حل کاملا یکپارچه ارائه شده است - NCP1835B که پایداری بالایی در ولتاژ شارژ (4.2 ± 0.05 V) ارائه می دهد.

شاید تنها ایراد این ریز مدار اندازه بسیار کوچک آن باشد (بسته DFN-10، اندازه 3x3 میلی متر). همه قادر به لحیم کاری با کیفیت بالا از چنین عناصر مینیاتوری نیستند.

از مزایای غیرقابل انکار، می خواهم به موارد زیر اشاره کنم:

1. حداقل تعداد قطعات بدنه کیت.
2. قابلیت شارژ باتری کاملاً دشارژ شده (جریان پیش شارژ 30 میلی آمپر);
3. تعریف پایان شارژ
4. جریان شارژ قابل برنامه ریزی - تا 1000 میلی آمپر.
5. نشانگر شارژ و خطا (قابلیت تشخیص باتری های غیرقابل شارژ و سیگنال دادن به آن).
6. حفاظت شارژ طولانی مدت (با تغییر ظرفیت خازن C t می توانید حداکثر زمان شارژ را از 6.6 تا 784 دقیقه تنظیم کنید).

هزینه ریز مدار آنقدر ارزان نیست، اما آنقدر بزرگ نیست (~ 1 دلار) که از استفاده از آن امتناع کند. اگر با آهن لحیم کاری دوست هستید، پیشنهاد می کنم این گزینه را انتخاب کنید.

توضیحات بیشتر در .

آیا می توان باتری لیتیوم یونی را بدون کنترلر شارژ کرد؟

بله، تو میتونی. با این حال، این به کنترل دقیق جریان و ولتاژ شارژ نیاز دارد.

در کل شارژ باتری مثلا 18650 ما بدون شارژر اصلا کار نمیکنه. شما هنوز باید به نحوی حداکثر جریان شارژ را محدود کنید، بنابراین حداقل ابتدایی ترین حافظه، اما همچنان مورد نیاز است.

ساده ترین شارژر برای هر باتری لیتیومی یک مقاومت سری با باتری است:

مقاومت و اتلاف توان مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه ای که برای شارژ استفاده می شود بستگی دارد.

بیایید، به عنوان مثال، یک مقاومت را برای یک منبع تغذیه 5 ولت محاسبه کنیم. ما یک باتری 18650 با ظرفیت 2400 میلی آمپر ساعت شارژ خواهیم کرد.

بنابراین، در همان ابتدای شارژ، افت ولتاژ در مقاومت به صورت زیر خواهد بود:

U r \u003d 5 - 2.8 \u003d 2.2 ولت

فرض کنید منبع تغذیه 5 ولت ما دارای حداکثر جریان 1 آمپر است. مدار بیشترین جریان را در همان ابتدای شارژ مصرف می کند، زمانی که ولتاژ باتری حداقل است و 2.7-2.8 ولت است.

توجه: در این محاسبات این احتمال که باتری می تواند بسیار عمیق تخلیه شود و ولتاژ روی آن می تواند بسیار کمتر و به صفر برسد را در نظر نمی گیرد.

بنابراین، مقاومت مقاومت مورد نیاز برای محدود کردن جریان در همان ابتدای شارژ در سطح 1 آمپر باید باشد:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 اهم

قدرت اتلاف مقاومت:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2.2 \u003d 2.2 W

در پایان شارژ باتری، زمانی که ولتاژ روی آن به 4.2 ولت نزدیک شود، جریان شارژ به صورت زیر خواهد بود:

شارژ می کنم \u003d (U un - 4.2) / R \u003d (5 - 4.2) / 2.2 \u003d 0.3 A

یعنی همانطور که می بینیم، همه مقادیر از حد مجاز برای یک باتری معین فراتر نمی روند: جریان اولیه از حداکثر جریان شارژ مجاز برای یک باتری معین (2.4 A) تجاوز نمی کند و جریان نهایی از مقدار مجاز بیشتر است. جریانی که در آن باتری دیگر ظرفیت پیدا نمی کند (0.24 A).

عیب اصلی چنین شارژی نیاز به نظارت مداوم بر ولتاژ باتری است. و به محض اینکه ولتاژ به 4.2 ولت رسید شارژ را به صورت دستی خاموش کنید. واقعیت این است که باتری های لیتیومی حتی یک اضافه ولتاژ کوتاه مدت را به خوبی تحمل نمی کنند - توده های الکترود به سرعت شروع به تخریب می کنند، که به ناچار منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. در عین حال، تمام پیش نیازها برای گرم شدن بیش از حد و کاهش فشار ایجاد می شود.

اگر باتری شما دارای برد محافظ داخلی است که کمی بالاتر در مورد آن صحبت شد، پس همه چیز ساده شده است. با رسیدن به ولتاژ مشخصی روی باتری، خود برد آن را از شارژر جدا می کند. با این حال، این روش شارژ دارای معایب قابل توجهی است که در مورد آن صحبت کردیم.

محافظ تعبیه شده در باتری به هیچ عنوان اجازه شارژ مجدد آن را نخواهد داد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که جریان شارژ را کنترل کنید تا از مقادیر مجاز برای این باتری تجاوز نکند (متاسفانه بردهای محافظ نمی توانند جریان شارژ را محدود کنند).

شارژ با منبع تغذیه آزمایشگاهی

اگر منبع تغذیه ای با حفاظت جریان (محدودیت) در اختیار دارید، پس نجات پیدا کرده اید! چنین منبع تغذیه در حال حاضر یک شارژر تمام عیار است که مشخصات شارژ صحیح را اجرا می کند که در بالا در مورد آن نوشتیم (CC / CV).

تنها کاری که برای شارژ li-ion باید انجام دهید این است که منبع تغذیه را روی 4.2 ولت تنظیم کرده و حد جریان مورد نظر را تنظیم کنید. و می توانید باتری را وصل کنید.

در ابتدا، زمانی که باتری هنوز خالی است، منبع تغذیه آزمایشگاه در حالت حفاظت جریان کار می کند (یعنی جریان خروجی را در یک سطح معین تثبیت می کند). سپس، هنگامی که ولتاژ روی بانک به 4.2 ولت تنظیم شده افزایش می یابد، منبع تغذیه به حالت تثبیت ولتاژ تغییر می کند و جریان شروع به کاهش می کند.

هنگامی که جریان به 0.05-0.1 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، باتری را می توان شارژ کامل در نظر گرفت.

همانطور که می بینید، PSU آزمایشگاهی یک شارژر تقریبا کامل است! تنها کاری که نمی تواند به صورت خودکار انجام دهد، تصمیم گیری برای شارژ کامل باتری و خاموش شدن آن است. اما این یک چیز کوچک است که حتی ارزش توجه به آن را ندارد.

چگونه باتری های لیتیومی را شارژ کنیم؟

و اگر ما در مورد باتری یکبار مصرف صحبت می کنیم که برای شارژ مجدد در نظر گرفته نشده است، پاسخ صحیح (و تنها صحیح) به این سوال خیر است.

واقعیت این است که هر باتری لیتیومی (به عنوان مثال، معمولی CR2032 به شکل یک قرص تخت) با وجود یک لایه غیرفعال داخلی که آند لیتیوم را می پوشاند مشخص می شود. این لایه از واکنش شیمیایی آند با الکترولیت جلوگیری می کند. و تامین جریان خارجی لایه محافظ فوق را از بین می برد و منجر به آسیب به باتری می شود.

به هر حال، اگر در مورد باتری غیر قابل شارژ CR2032 صحبت کنیم، یعنی LIR2032، که بسیار شبیه به آن است، در حال حاضر یک باتری تمام عیار است. می توان و باید شارژ شود. فقط ولتاژ او 3 نیست بلکه 3.6 ولت است.

نحوه شارژ باتری های لیتیومی (خواه باتری گوشی باشد، 18650 یا هر باتری لیتیوم یون دیگری) در ابتدای مقاله مورد بحث قرار گرفت.

چیپس از کجا بخریم؟

البته می توانید در Chip-Deep خرید کنید، اما در آنجا گران است. بنابراین، من همیشه آن را در یک فروشگاه بسیار مخفی می گیرم)) مهمترین چیز این است که فروشنده مناسب را انتخاب کنید، سپس سفارش سریع و مطمئن خواهد آمد.

برای راحتی شما، من مطمئن ترین فروشندگان را در یک جدول جمع آوری کرده ام، از آن برای سلامتی خود استفاده کنید:

باتری لیتیومی یک دستگاه ایمن و انرژی بر است. مزیت اصلی آن کار بدون شارژ برای مدت طولانی است. حتی در کمترین دما هم می تواند کار کند. باتری لیتیومی به دلیل قابلیت ذخیره انرژی نسبت به انواع دیگر برتری دارد. به همین دلیل هر سال تولید آنها افزایش می یابد. آنها می توانند به دو شکل باشند: استوانه ای و منشوری.

کاربرد

آنها به طور گسترده در رایانه، تلفن همراه و سایر فناوری ها استفاده می شوند. شارژرهای باتری لیتیومی دارای ولتاژ کاری 4 ولت هستند. مهمترین مزیت آن کارکرد در محدوده دمایی وسیع است که از 20- درجه سانتی گراد تا 60+ درجه سانتی گراد متغیر است. تا به امروز، باتری هایی وجود دارند که می توانند در دمای کمتر از -30 درجه سانتیگراد کار کنند. هر سال، توسعه دهندگان در تلاش هستند تا محدوده دمایی مثبت و منفی را افزایش دهند.

در ابتدا یک باتری لیتیومی حدود 5 درصد از ظرفیت خود را از دست می دهد و این رقم هر ماه افزایش می یابد. این شاخص بهتر از سایر نمایندگان باتری است. بسته به ولتاژ شارژ، آنها می توانند از 500 تا 1000 چرخه دوام بیاورند.

انواع باتری لیتیومی

انواع باتری های لیتیومی وجود دارد که در مناطق مختلف تاسیسات خانگی و صنعتی یافت می شوند:

• لیتیوم یون - برای منبع تغذیه اصلی یا پشتیبان، حمل و نقل، ابزار برق؛
• نیکل نمک - حمل و نقل جاده ای و ریلی؛
• نیکل کادمیوم - کشتی سازی و ساخت هواپیما؛
• آهن نیکل - منبع تغذیه؛
• نیکل هیدروژن - فضا؛
• نیکل روی - دوربین;
• نقره روی - صنایع نظامی و غیره

نوع اصلی باتری های لیتیوم یونی هستند. آنها در زمینه های منبع تغذیه، ابزار برق، تلفن و غیره استفاده می شوند. باتری ها می توانند در دمای -20 ºС تا +40º C کار کنند، اما توسعه برای افزایش این محدوده ها در حال انجام است.

با ولتاژ تنها 4 ولت، مقدار کافی گرمای ویژه تولید می شود.

آنها به زیرگروه های مختلفی تقسیم می شوند که در ترکیب کاتد با یکدیگر متفاوت هستند. با جایگزینی گرافیت یا افزودن مواد خاصی به آن تغییر می کند.

باتری های لیتیومی: دستگاه

به عنوان یک قاعده، چنین دستگاه هایی به شکل منشوری تولید می شوند، اما مدل هایی در یک جعبه استوانه ای نیز وجود دارد. قسمت داخلی از الکترود یا جداکننده تشکیل شده است. بدنه از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده است. مخاطبین روی درپوش باتری نمایش داده می شوند و باید جدا شوند. باتری های نوع منشوری حاوی تعداد مشخصی صفحه هستند. آنها روی هم چیده شده اند. برای تامین ایمنی بیشتر، باتری لیتیومی دارای دستگاه مخصوصی است. در داخل قرار دارد و برای کنترل گردش کار عمل می کند.

در صورت بروز شرایط خطرناک، دستگاه باتری را قطع می کند. علاوه بر این، تجهیزات با حفاظت خارجی ارائه می شود. کیس کاملاً آب بندی شده است، بنابراین هیچ نشتی الکترولیت و همچنین ورود آب وجود ندارد. بار الکتریکی به دلیل یون های لیتیوم ظاهر می شود که با شبکه کریستالی عناصر دیگر تعامل دارند.

پیچ گوشتی با باتری لیتیومی

سه نوع باتری را می توان در آن نصب کرد که در ترکیب کاتدی آنها متفاوت است:

• کبالت-لیتیوم؛
• لیتیوم فرو فسفات؛
• لیتیوم منگنز

پیچ گوشتی با باتری لیتیومی با سایر پیچ گوشتی ها با میزان کم خود تخلیه متفاوت است. مزیت مهم دیگر این است که نیازی به نگهداری ندارد. اگر باتری لیتیومی خراب شود، می توان آن را دور انداخت، زیرا به انسان و محیط زیست آسیب نمی رساند. تنها نکته منفی شارژ کم باتری های لیتیومی و همچنین الزامات ایمنی بالا است. شارژ آن در دمای پایین دشوار است.

ویژگی های اصلی

این به مشخصات فنی است که عملکرد پیچ ​​گوشتی، وضعیت قدرت آن و زمان عملیات احتمالی بستگی دارد. سایر شاخص های فنی عبارتند از:

• ولتاژ یک باتری در دستگاه می تواند در محدوده 3 تا 5 ولت باشد.
• شاخص حداکثر شدت انرژی به 400 وات ساعت در لیتر می رسد.
• از دست دادن شارژ خود 5٪ و در طول زمان 20٪.
• حالت شارژ پیچیده؛
• باتری در 2 ساعت به طور کامل شارژ می شود.
• مقاومت از 5 تا 15 میلی اهم / آه؛
• تعداد چرخه ها 1000 بار است.
• عمر مفید - از 3 تا 5 سال؛
• استفاده از انواع مختلف جریان برای ظرفیت های باتری خاص، به عنوان مثال، ظرفیت 65 ºС - جریان مستقیم استفاده می شود.

تولید

بیشتر سازندگان تلاش می کنند ابزارهای الکتریکی را پیشرفته تر و مطابق با تکنولوژی مدرن بسازند.

برای این کار لازم است باتری های خوبی در طراحی ارائه شود. محبوب ترین تولید کنندگان عبارتند از:

1. شرکت بوش. باتری لیتیومی با استفاده از فناوری جدید ECP ساخته شده است. این اوست که تخلیه دستگاه را کنترل می کند. یکی دیگر از خواص مفید آن محافظت در برابر گرمای بیش از حد است. در توان بالا، یک دستگاه مخصوص دما را کاهش می دهد. طراحی باتری سوراخ هایی را ایجاد می کند که به عنوان تهویه و خنک کننده باتری عمل می کنند. فناوری دیگر Charge است که به لطف آن شارژ بسیار سریعتر است. علاوه بر این، بوش باتری هایی برای ابزارهای الکتریکی مختلف تولید می کند. بسیاری از کاربران نظرات خوبی در مورد این شرکت می گذارند.
2. شرکت ماکیتا این ریزمدارهای خود را تولید می کند که تمام عملکرد و فرآیندهای باتری را کنترل می کند، به عنوان مثال، دما، محتوای شارژ. به لطف این، می توانید حالت شارژ و زمان اجرای آن را انتخاب کنید. چنین ریز مدارهایی عمر مفید را افزایش می دهند. باتری ها با بدنه به اندازه کافی قدرتمند ساخته شده اند، بنابراین تحت فشار مکانیکی قرار نمی گیرند.
3. شرکت هیتاچی به لطف آخرین فناوری آن، وزن و ابعاد کلی باتری کاهش می یابد. به همین دلیل است که ابزار الکتریکی سبک و متحرک می شود.

ویژگی های عملیات

هنگام استفاده از باتری، باید قوانین زیر را رعایت کنید:

1. بدون نیاز به استفاده از باتری لیتیومی برای سلول های بدون محافظت جداگانه و خرید قطعات ارزان قیمت چینی. چنین دستگاهی ایمن نخواهد بود، زیرا هیچ سیستمی وجود نخواهد داشت که از اتصال کوتاه و درجه حرارت بالا محافظت کند. یعنی با گرمای بیش از حد قابل توجه، باتری ممکن است منفجر شود و عمر مفید آن بسیار کمتر خواهد بود.
2. باتری را گرم نکنید. با افزایش دما، فشار داخل دستگاه افزایش می یابد. این اقدامات منجر به انفجار خواهد شد. بنابراین لازم نیست درب بالایی باتری را باز کنید و آن را در مکان هایی قرار دهید که در معرض نور خورشید است. چنین اقداماتی عمر سرویس را کوتاه می کند.
3. منابع الکتریسیته اضافی را به کنتاکت های بالای کاور وارد نکنید، زیرا ممکن است اتصال کوتاه رخ دهد. سیستم های حفاظتی داخلی همیشه در این مورد کمکی نمی کنند.
4. لازم است باتری را با رعایت تمام قوانین شارژ کنید. هنگام شارژ، باید از مواردی استفاده کنید که جریان را به طور مساوی توزیع می کنند.
5. روش شارژ باتری در دمای مثبت انجام می شود.
6. اگر اتصال چندین باتری لیتیومی ضروری شد، باید از مدل های همان سازنده و مشابه در مشخصات فنی استفاده کنید.
7. باتری های لیتیومی را در مکانی خشک و در معرض نور خورشید با دمای بیش از 5 درجه سانتیگراد نگهداری کنید. اگر تجهیزات در معرض دمای بالا قرار گیرند، شارژ کاهش می یابد. قبل از ذخیره سازی در فصل زمستان، باتری تا 50 درصد ظرفیت خود شارژ می شود. باید مراقب باشید که باتری کاملاً تخلیه نشده باشد. اگر این اتفاق افتاد، فورا آن را شارژ کنید. در صورت بروز آسیب مکانیکی روی کیس و همچنین علائم زنگ زدگی، نمی توان از دستگاه استفاده کرد.
8. اگر در حین کار باتری بیش از حد گرم شود، ظاهر دود، پس باید بلافاصله استفاده از آن را متوقف کنید. پس از آن، دستگاه آسیب دیده را به مکانی امن منتقل کنید. اگر ماده ای از بدن خارج شود، نباید اجازه داد که با پوست یا سایر اندام ها تماس پیدا کند.
9. باتری های لیتیومی را دور نریزید یا سوزانید. دفع آنها در صورت آسیب مکانیکی به بدن، انفجار یا ورود آب یا بخار رخ می دهد.

درباره آتش

اگر باتری لیتیومی مشتعل شود، نمی توان آن را با آب و کپسول آتش نشانی خاموش کرد - دی اکسید کربن و آب می توانند با لیتیوم واکنش نشان دهند. برای خاموش کردن آن باید از ماسه، نمک و همچنین با پارچه ضخیم استفاده کنید.

فرآیند شارژ

یک باتری لیتیومی، شارژر که از آن به جریان مستقیم متصل است، با ولتاژ 5 ولت یا بیشتر شارژ می شود.

در عین حال، یک منفی وجود دارد - آنها نسبت به شارژ بیش از حد ناپایدار هستند. افزایش دمای داخل محفظه منجر به آسیب به آن می شود.

دستورالعمل استفاده نشان دهنده سطح خاصی است. وقتی به آن رسید، باید شارژ شود. اگر هنگام شارژ ولتاژ را افزایش دهید، خواص باتری لیتیومی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

همانطور که قبلا گفته شد باتری 3 ساله است. برای حفظ این مدت، رعایت شرایط بهره برداری، شارژ و نگهداری الزامی است. علاوه بر این، آنها باید دائماً کار کنند و ذخیره نشوند.

اضافه شارژ

طراحی باتری سیستم شارژ مجدد را فراهم می کند، بنابراین نمی توان شارژر را خاموش کرد و از اینکه ترکیب داخل آن جوش بیاید، نترسید، همانطور که در باتری های ماشین اتفاق می افتد.

اگر قرار است تجهیزات بیش از یک ماه نگهداری شود، باید کاملاً تخلیه شود. این به طور قابل توجهی عمر سرویس را افزایش می دهد.

قیمت

قیمت باتری لیتیوم یونی به ظرفیت و مشخصات آن بستگی دارد.

به طور متوسط، از 100 تا 500 روبل متغیر است. با وجود این هزینه، بسیاری از کاربران نظرات مثبتی را از خود به جای می گذارند. در میان جنبه های مثبت، محدوده دمای عملیاتی گسترده، قدرت بالا و توانایی کار برای بیش از 1000 چرخه (حدود 3 سال استفاده فشرده) وجود دارد. دستگاه ها به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شوند، بنابراین همه می توانند از مزایای آنها قدردانی کنند.

بنابراین، ما متوجه شدیم که باتری های لیتیومی چیست.