Tipuri de baterii cu litiu. Tipuri de baterii moderne cu litiu

Citind „sfaturi pentru operarea” bateriilor pe forumuri, nu poți să nu te gândești - fie oamenii au sărit peste fizică și chimie la școală, fie cred că regulile de funcționare a bateriilor plumb-acid și ionice sunt aceleași.
Să începem cu principiile de funcționare a unei baterii Li-Ion. Pe degete totul este extrem de simplu - există un electrod negativ (de obicei din cupru), există unul pozitiv (din aluminiu), între ele există o substanță poroasă (separator) impregnată cu electrolit (previne „ transfer neautorizat de ioni de litiu între electrozi):

Principiul de funcționare se bazează pe capacitatea ionilor de litiu de a fi integrați în rețeaua cristalină a diferitelor materiale - de obicei grafit sau oxid de siliciu - cu formarea de legături chimice: în consecință, la încărcare, ionii sunt încorporați în rețeaua cristalină, acumulând astfel o sarcină pe un electrod, iar atunci când se descarcă, se mută înapoi la celălalt electrod, dând electronul de care avem nevoie (care este interesat de o explicație mai precisă a proceselor care au loc - intercalarea Google). Soluțiile care conțin apă care nu conțin un proton liber și sunt stabile pe o gamă largă de tensiuni sunt utilizate ca electroliți. După cum puteți vedea, în bateriile moderne totul se face în siguranță - nu există litiu metalic, nu există nimic care să explodeze, doar ionii trec prin separator.
Acum că totul a devenit mai mult sau mai puțin clar despre principiul de funcționare, să trecem la cele mai comune mituri despre bateriile Li-Ion:

Mitul unu. Bateria Li-Ion din dispozitiv nu poate fi descărcată la zero la sută.
De fapt, totul sună corect și este în concordanță cu fizica - atunci când este descărcată la ~2,5 V, bateria Li-Ion începe să se degradeze foarte repede și chiar și o astfel de descărcare își poate reduce semnificativ (până la 10%!) capacitatea. În plus, dacă tensiunea este descărcată la o astfel de tensiune cu un încărcător standard, nu va mai fi posibilă încărcarea - dacă tensiunea bateriei scade sub ~ 3 V, controlerul „inteligent” îl va opri ca fiind deteriorat, iar dacă există toate astfel de celule, bateria poate fi dusă la gunoi.
Dar există un lucru foarte important pe care toată lumea îl uită: în telefoane, tablete și alte dispozitive mobile, gama de tensiune de funcționare a bateriei este de 3,5-4,2 V. Când tensiunea scade sub 3,5 V, indicatorul arată încărcare zero la sută și dispozitivul se oprește, dar înainte de „critică” 2,5 V este încă foarte departe. Acest lucru este confirmat de faptul că, dacă conectați un LED la o astfel de baterie „descărcată”, acesta poate rămâne aprins pentru o perioadă lungă de timp (poate că cineva își amintește că obișnuia să vinde telefoane cu lanterne care erau aprinse de un buton, indiferent de Deci lumina de acolo a continuat să ardă chiar și după descărcare și stinge telefonul). Adică, după cum puteți vedea, în timpul utilizării normale, descărcarea la 2,5 V nu are loc, ceea ce înseamnă că este foarte posibil să descărcați bateria la zero procente.
Mitul doi. Dacă bateriile Li-Ion sunt deteriorate, acestea explodează.
Cu toții ne amintim de „explozivul” Samsung Galaxy Note 7. Cu toate acestea, aceasta este mai degrabă o excepție de la regulă - da, litiul este un metal foarte activ și nu este dificil să-l explozi în aer (și arde foarte puternic în apă). Cu toate acestea, bateriile moderne nu folosesc litiu, ci ionii acestuia, care sunt mult mai puțin activi. Deci, pentru ca o explozie să apară, trebuie să încercați foarte mult - fie deteriorați fizic bateria de încărcare (cauzați un scurtcircuit), fie încărcați-o cu o tensiune foarte mare (apoi va fi deteriorată, dar cel mai probabil controlerul va arde pur și simplu iese singur și nu va permite încărcarea bateriei). Prin urmare, dacă brusc aveți o baterie deteriorată sau care fumează în mâini, nu o aruncați pe masă și fugiți din cameră strigând „toți vom muri” - puneți-o într-un recipient metalic și luați-o. ieși la balcon (pentru a nu respira substanțele chimice) - bateria va mocni pentru o vreme și apoi se va stinge. Principalul lucru este să nu-l umpleți cu apă, ionii sunt, desigur, mai puțin activi decât litiul, dar totuși o anumită cantitate de hidrogen va fi eliberată atunci când reacționează cu apa (și îi place să explodeze).
Mitul trei. Când o baterie Li-Ion atinge 300 (500/700/1000/100500) cicluri, devine nesigură și trebuie înlocuită urgent.
Un mit, din fericire, care circulă din ce în ce mai puțin pe forumuri și nu are deloc o explicație fizică sau chimică. Da, în timpul funcționării, electrozii se oxidează și se corodează, ceea ce reduce capacitatea bateriei, dar asta nu te amenință cu altceva decât cu o durată de viață mai scurtă a bateriei și un comportament instabil la încărcare de 10-20%.
Mitul patru. Bateriile Li-Ion nu pot fi folosite la rece.
Aceasta este mai mult o recomandare decât o interdicție. Mulți producători interzic utilizarea telefoanelor la temperaturi sub zero și mulți au experimentat descărcarea rapidă și chiar oprirea telefoanelor în frig. Explicația pentru aceasta este foarte simplă: electrolitul este un gel care conține apă și toată lumea știe ce se întâmplă cu apa la temperaturi sub zero (da, îngheață, dacă este ceva), făcând astfel o zonă a bateriei inutilizabilă. Acest lucru duce la o cădere de tensiune, iar controlerul începe să considere aceasta o descărcare. Acest lucru nu este bun pentru baterie, dar nici nu este fatal (după încălzire, capacitatea va reveni), așa că dacă aveți nevoie disperată să folosiți telefonul la rece (pentru a-l folosi - scoateți-l dintr-un buzunar cald, verificați timpul și puneți-l înapoi nu contează), atunci este mai bine să îl încărcați 100% și să porniți orice proces care încarcă procesorul - acest lucru îl va răci mai lent.
Al cincilea mit. O baterie Li-Ion umflată este periculoasă și trebuie aruncată imediat.
Acesta nu este tocmai un mit, ci mai degrabă o precauție - o baterie umflată poate pur și simplu să spargă. Din punct de vedere chimic, totul este simplu: în timpul procesului de intercalare, electrozii și electrolitul se descompun, rezultând eliberarea de gaz (acesta poate fi eliberat și în timpul reîncărcării, dar mai multe despre asta mai jos). Dar foarte puțin din el este eliberat, iar pentru ca bateria să pară umflată, trebuie să treacă câteva sute (dacă nu mii) de cicluri de reîncărcare (cu excepția cazului în care, desigur, este defectă). Nu există probleme în a scăpa de gaz - doar străpungeți supapa (la unele baterii se deschide singură când există presiune în exces) și curățați-l (nu recomand să respirați cu ea), după care puteți acoperi orificiul cu rășină epoxidică. Desigur, acest lucru nu va readuce bateria la capacitatea anterioară, dar cel puțin acum cu siguranță nu va exploda.
Mitul șase. Supraîncărcarea este dăunătoare bateriilor Li-Ion.
Dar acesta nu mai este un mit, ci o realitate dură - la reîncărcare, există șanse mari ca bateria să se umfle, să izbucnească și să ia foc - credeți-mă, nu e puțină plăcere să fiu stropit cu electrolit în clocot. Prin urmare, toate bateriile au controlere care pur și simplu împiedică încărcarea bateriei peste o anumită tensiune. Dar aici trebuie să fii extrem de atent în alegerea bateriei - controlerele artizanale chinezești pot deseori să funcționeze defectuos și nu cred că artificiile de pe telefonul tău la ora 3 dimineața te vor face fericit. Desigur, aceeași problemă există și la bateriile de marcă, dar în primul rând, acest lucru se întâmplă mult mai rar acolo și, în al doilea rând, îți vor înlocui întregul telefon în garanție. Acest mit de obicei dă naștere la următoarele:
Mitul al șaptelea. Când ajungeți la 100%, trebuie să scoateți telefonul de la încărcare.
Din al șaselea mit, acest lucru pare rezonabil, dar în realitate nu are rost să te trezești în miezul nopții și să deconectați dispozitivul: în primul rând, defecțiunile controlerului sunt extrem de rare, iar în al doilea rând, chiar și atunci când indicatorul ajunge la 100%, bateria încă se încarcă de ceva timp la curenții foarte, foarte maximi scăzuti, ceea ce adaugă încă 1-3% capacitate. Deci, în realitate, nu ar trebui să joci în siguranță.
Mitul opt. Puteți încărca dispozitivul numai cu încărcătorul original.
Mitul există din cauza calității slabe a încărcătoarelor chinezești - la o tensiune normală de 5 +- 5% volți pot produce atât 6, cât și 7 - controlerul, desigur, va netezi această tensiune pentru ceva timp, dar în viitor va duce, în cel mai bun caz, la arderea controlerului, în cel mai rău caz - la o explozie și (sau) defecțiune a plăcii de bază. Se întâmplă și invers - sub sarcină, încărcătorul chinezesc produce 3-4 volți: acest lucru va duce la imposibilitatea de a încărca complet bateria.

După cum se poate vedea dintr-o mulțime de concepții greșite, nu toate au o explicație științifică și chiar mai puține înrăutățesc efectiv performanța bateriilor. Dar acest lucru nu înseamnă că, după ce ați citit articolul meu, trebuie să alergați cu capul și să cumpărați baterii chinezești ieftine pentru câțiva dolari - cu toate acestea, pentru durabilitate, este mai bine să luați fie cele originale, fie copii de înaltă calitate ale celor originale.

Bateria cu litiu este un dispozitiv sigur și consumator de energie. Principalul său avantaj este funcționarea fără încărcare pentru o perioadă lungă de timp. Poate funcționa chiar și la cele mai scăzute temperaturi. Datorită capacității sale de a stoca energie, bateria cu litiu este superioară altor tipuri. De aceea producția lor crește în fiecare an. Ele pot avea două forme: cilindrice și prismatice.

Aplicație

Sunt utilizate pe scară largă în echipamente informatice, telefoane mobile și alte echipamente. Încărcătoarele de baterii cu litiu au o tensiune de funcționare de 4 V. Cel mai important avantaj este funcționarea într-un interval larg de temperatură, care variază de la -20 °C la +60 °C. Astăzi, există baterii care pot funcționa la temperaturi sub -30 °C. În fiecare an, dezvoltatorii încearcă să mărească intervalele de temperatură atât pozitive, cât și negative.

La început, o baterie cu litiu pierde aproximativ 5% din capacitate, iar această cifră crește în fiecare lună. Acest indicator este mai bun decât cel al altor reprezentanți ai bateriei. În funcție de tensiunea de încărcare, acestea pot dura de la 500 la 1000 de cicluri.

Tipuri de baterii cu litiu

Există astfel de tipuri de baterii cu litiu care se găsesc în diferite domenii ale economiei casnice și industriale:

litiu-ion - pentru alimentarea principală sau de rezervă, transport, scule electrice;
nichel-sare – transport rutier și feroviar;
nichel-cadmiu - construcții navale și aeronave;
fier-nichel - alimentare;
nichel-hidrogen - spațiu;
nichel-zinc - camere;
argint-zinc - industria militară etc.

Tipul principal sunt bateriile litiu-ion. Sunt utilizate în domeniile alimentării cu energie electrică, producției de scule electrice, telefoane etc. Bateriile pot funcționa la temperaturi de la -20 ºС până la +40 ºС, dar sunt în curs de dezvoltare dezvoltări pentru creșterea acestor intervale.

Cu o tensiune de numai 4 V, se generează o cantitate suficientă de căldură specifică.

Ele sunt împărțite în diferite subtipuri, care diferă în compoziția catodului. Se modifică prin înlocuirea grafitului sau prin adăugarea de substanțe speciale.

Baterii cu litiu: dispozitiv

De regulă, astfel de dispozitive sunt produse într-o formă prismatică, dar există și modele într-un corp cilindric. Partea internă este formată din electrozi sau separatori. Oțelul sau aluminiul este folosit pentru a face corpul. Contactele sunt ieșite către capacul bateriei și trebuie să fie izolate. Bateriile prismatice conțin un anumit număr de plăci. Sunt stivuite unul peste altul. Pentru a asigura o siguranță suplimentară, bateria cu litiu are un dispozitiv special. Se află în interior și servește la controlul procesului de lucru.

În cazul unor situații periculoase, dispozitivul oprește bateria. În plus, echipamentul este prevăzut cu protecție externă. Carcasa este complet etanșă, astfel încât nu există scurgeri de electrolit și nici apă să pătrundă înăuntru. Sarcina electrică apare datorită ionilor de litiu, care interacționează cu rețeaua cristalină a altor elemente.

Șurubelniță cu baterie cu litiu

Poate găzdui trei tipuri de baterii, care diferă prin compoziția lor catodică:

cobalt-litiu;
ferofosfat de litiu;
litiu mangan.

O șurubelniță cu o baterie cu litiu diferă de altele prin nivelul scăzut de autodescărcare. Un alt avantaj important este că nu necesită întreținere. Dacă o baterie cu litiu se defectează, o puteți arunca, deoarece nu dăunează oamenilor sau mediului. Singurul negativ este încărcarea scăzută a bateriilor cu litiu, precum și cerințele ridicate de siguranță. Este dificil să-l încărcați la temperaturi sub zero.

Principalele caracteristici

Funcționarea șurubelniței, starea puterii acesteia și timpul de funcționare posibilă depind de caracteristicile tehnice. Alți indicatori tehnici includ:

tensiunea unei baterii din dispozitiv poate varia de la 3 la 5 V;
indicatorul de intensitate energetică maximă ajunge la 400 Wh/l;
pierderea taxei proprii cu 5%, iar în timp cu 20%;
modul de încărcare complex;
Bateria se incarca complet in 2 ore;
rezistență de la 5 la 15 mOhm/Ah;
numărul de cicluri - de 1000 de ori;
durata de viață - de la 3 la 5 ani;
utilizarea diferitelor tipuri de curent pentru anumite capacități ale bateriei, de exemplu, o capacitate de 65 ºС - se utilizează curent continuu.

Productie

Majoritatea producătorilor se străduiesc să facă unelte electrice mai avansate și să îndeplinească tehnologiile moderne.

Pentru a face acest lucru, este necesar să furnizați baterii bune în design. Cele mai populare companii producătoare sunt:

Compania Bosh. Bateria cu litiu este fabricată folosind noua tehnologie ECP. Ea este cea care controlează descărcarea dispozitivului. O altă proprietate utilă este protecția împotriva supraîncălzirii. La putere mare, un dispozitiv special scade temperatura. Designul bateriei are orificii care servesc drept ventilație și răcesc bateria. O altă tehnologie este Charge, datorită căreia încărcarea are loc mult mai rapid. În plus, Bosh produce baterii pentru diverse unelte electrice. Mulți utilizatori lasă recenzii bune despre această companie.
Compania Makita. Produce propriile microcircuite care controlează toți parametrii de funcționare și procesele din baterie, de exemplu, temperatura, conținutul de încărcare. Datorită acestui lucru, puteți alege modul de încărcare și timpul de încărcare. Astfel de microcircuite măresc durata de viață. Bateriile sunt fabricate cu o carcasă destul de puternică, deci nu sunt supuse solicitărilor mecanice.
Compania Hitachi. Datorită celor mai noi tehnologii, greutatea și dimensiunile totale ale bateriei sunt reduse. Acesta este motivul pentru care uneltele electrice devin ușoare și mobile.

Caracteristici de funcționare

Când utilizați o baterie, trebuie să respectați următoarele reguli:

Nu este nevoie să folosiți o baterie cu litiu pentru elemente individuale neprotejate și să cumpărați piese chinezești ieftine. Un astfel de dispozitiv nu va fi sigur, deoarece nu va exista niciun sistem care să protejeze împotriva scurtcircuitelor și a temperaturilor ridicate. Adică, dacă bateria se supraîncălzește semnificativ, poate exploda și durata de viață a acesteia va fi mult mai scurtă.
Nu încălziți bateria. Pe măsură ce temperatura din interiorul dispozitivului crește, presiunea crește. Aceste acțiuni vor duce la o explozie. Prin urmare, nu este nevoie să deschideți capacul superior al bateriei și să o plasați în locuri expuse la lumina soarelui. Astfel de acțiuni vor scurta durata de viață.
Nu aduceți surse suplimentare de electricitate în apropierea contactelor din partea superioară a capacului, deoarece se poate produce un scurtcircuit. Sistemele de protecție încorporate nu vor ajuta întotdeauna în această problemă.
Bateria trebuie încărcată în conformitate cu toate regulile. Când încărcați, ar trebui să utilizați cele care distribuie curentul în mod uniform.
Procedura de încărcare a bateriei se efectuează la o temperatură pozitivă.
Dacă este nevoie să conectați mai multe baterii cu litiu, atunci trebuie să utilizați modele de la același producător și similare ca caracteristici tehnice.
Bateriile cu litiu trebuie depozitate într-un loc uscat, care nu este expus la lumina soarelui, cu temperaturi care depășesc 5 ºC. Când echipamentul este expus la temperaturi ridicate, încărcarea va scădea. Înainte de depozitare în timpul iernii, bateria este încărcată la 50% din capacitatea sa. Trebuie avut grijă să vă asigurați că bateria nu este complet descărcată. Dacă se întâmplă acest lucru, încărcați-l imediat. Dacă există deteriorări mecanice pe corp, precum și semne de rugină, dispozitivul nu poate fi utilizat.
Dacă în timpul funcționării acumulatorul prezintă o supraîncălzire semnificativă sau fum, ar trebui să încetați imediat să îl utilizați. După aceasta, mutați dispozitivul deteriorat într-un loc sigur. Dacă o substanță este eliberată din organism, aceasta trebuie împiedicată să intre în contact cu pielea sau cu alte organe.
Nu aruncați și nu ardeți bateriile cu litiu. Eliminarea lor are loc în caz de deteriorare mecanică a carcasei, explozii sau pătrunderea apei sau aburului.

Despre foc

Dacă se produce un incendiu într-o baterie cu litiu, aceasta nu poate fi stinsă cu apă și un stingător - dioxidul de carbon și apa pot reacționa cu litiul. Pentru a-l stinge, ar trebui să folosiți nisip, sare și, de asemenea, cu o cârpă groasă.

Proces de încărcare

O baterie cu litiu, al cărei încărcător este conectat la curent continuu, este încărcată la o tensiune de 5 V și mai mult.

Există un dezavantaj - nu sunt rezistente la supraîncărcare. O creștere a temperaturii în interiorul carcasei duce la deteriorare.

Instrucțiunile de utilizare indică un nivel special. Când este atins, ar trebui să fie încărcat. Dacă creșteți tensiunea de încărcare, proprietățile unei baterii cu litiu vor scădea semnificativ.

După cum am menționat mai devreme, durata de viață a bateriei este de 3 ani. Pentru a menține această perioadă, trebuie să respectați condițiile de funcționare, încărcare și depozitare. În plus, acestea trebuie să fie permanent funcționale și să nu fie depozitate.

Supraîncărcare

Designul bateriei include un sistem de reîncărcare, astfel încât nu trebuie să deconectați încărcătorul și să nu vă fie teamă că compoziția din interior va fierbe, așa cum se întâmplă cu bateriile auto.

Dacă echipamentul va fi depozitat mai mult de o lună, acesta trebuie descărcat complet. Acest lucru va prelungi semnificativ durata de viață.

Preț

Prețul unei baterii litiu-ion depinde de capacitate și de caracteristicile tehnice.

În medie, variază de la 100 la 500 de ruble. În ciuda acestui cost, mulți utilizatori lasă recenzii pozitive. Printre aspectele pozitive se numără o gamă largă de temperaturi de funcționare, putere mare și capacitatea de a funcționa mai mult de 1000 de cicluri (aproximativ 3 ani de utilizare intensivă). Dispozitivele sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii, astfel încât toată lumea își poate aprecia beneficiile.

Așadar, am aflat ce sunt bateriile cu litiu.

Primele experimente de creare a celulelor galvanice cu litiu au fost înregistrate în 1012. Un model cu adevărat funcțional a fost creat în 1940, primele copii de producție (nereîncărcabile!) au apărut în anii 70, iar marșul triumfal al acestui tip de baterie a început la începutul anilor 90, când compania japoneză Sony a reușit să-și stăpânească reclamele. producție.

În prezent, se crede că aceasta este una dintre cele mai promițătoare domenii pentru crearea surselor de energie electrică autonome, în ciuda costului lor destul de ridicat (la nivelul actual).

Principalul avantaj al acestui tip de baterie este densitatea sa mare de energie (aproximativ 100 W/oră la 1 kg de greutate) și capacitatea de a efectua un ciclu mare de încărcare/descărcare.

Bateriile nou create sunt, de asemenea, caracterizate de un indicator atât de excelent ca o rată scăzută de auto-descărcare (doar de la 3 la 5% în prima lună, cu o scădere ulterioară a acestui indicator). Acest lucru permite

Și asta nu este tot - în comparație cu Ni-Cd utilizat pe scară largă, noul circuit cu aceleași dimensiuni oferă performanțe de trei ori mai mari, practic fără efect negativ de memorie.

Caracteristici negative

baterii litiu-ion.

În primul rând, costul ridicat, necesitatea de a menține bateria în stare încărcată și așa-numitul „efect de îmbătrânire”, care se manifestă chiar și atunci când celula galvanică nu a fost folosită. Ultima proprietate neplăcută se manifestă printr-o scădere constantă a capacității, care după doi ani poate duce la defectarea completă a produsului.

Printre cele mai moderne baterii, cele cu litiu ocupă un loc aparte. În chimie, litiul este cel mai activ metal.

Are o resursă uriașă de stocare a energiei. 1 kg de litiu poate stoca 3860 amperi ore. Cunoscutul zinc rămâne cu mult în urmă. Cifra lui este de 820 amperi-oră.

Celulele pe bază de litiu pot produce tensiuni de până la 3,7 V. Dar probele de laborator sunt capabile să producă o tensiune de aproximativ 4,5 V.

Bateriile moderne cu litiu nu folosesc litiu pur.

În prezent, există 3 tipuri comune de baterii cu litiu:

Litiu-ion ( Li-ion). Tensiune nominală (U nom.) - 3,6V;

polimer de litiu ( Li-Po, Li-polimer sau „lipo”). U nom. - 3,7V;

Fosfat de fier de litiu ( Viaţă sau LFP ). U nom. - 3,3 V.

Toate aceste tipuri de baterii cu litiu diferă în ceea ce privește catodul sau materialul electrolit. Li-ion folosește un catod de cobaltat de litiu LiCoO2, Li-Po folosește un electrolit polimer gel, iar Li-Fe folosește un catod de ferofosfat de litiu LiFePO 4.

Orice baterie cu litiu (sau dispozitivul în care funcționează) este echipată cu un mic circuit electronic - un controler de încărcare/descărcare. Deoarece bateriile pe bază de litiu sunt foarte sensibile la supraîncărcare și descărcare profundă, acest lucru este necesar. Dacă desprindeți orice baterie cu litiu dintr-un telefon mobil, puteți găsi un mic circuit electronic în el - acesta este controlerul de protecție ( IC de protecție ).

Dacă nu există controler încorporat (sau supraveghetor de încărcare) într-o baterie cu litiu, atunci o astfel de baterie se numește neprotejată. În acest caz, controlerul este încorporat în dispozitiv, care este alimentat de o astfel de baterie, iar încărcarea este posibilă numai de la dispozitiv sau de la un încărcător special.

Fotografia arată o baterie Li-Po neprotejată Turnigy 2200 mAh 3C 25C Lipo Pack. Această baterie este formată din 3 celule conectate în serie (3C - 3 celule) de 3,7V fiecare și, prin urmare, are un conector de echilibrare. Curentul de descărcare continuă poate ajunge la 25C, adică 25 * 2200 mA = 55000 mA = 55 A! Iar curentul de descărcare pe termen scurt (10 sec.) este de 35C!

Bateriile cu litiu, care constau din mai multe celule conectate în serie, necesită un încărcător complex echipat cu un echilibrator. Această funcționalitate este implementată, de exemplu, în încărcătoare universale precum Turnigy Accucell 6 și IMAX B6.

Este necesar un echilibrator pentru a egaliza tensiunea între celulele individuale în timpul încărcării unei baterii cu litiu compozit. Datorită diferențelor dintre celule, unele se pot încărca mai repede, iar altele mai lent. Prin urmare, se utilizează un circuit special pentru derivarea curentului de încărcare.

Acesta este cablajul pentru cablurile de echilibrare și alimentare ale unei baterii LiPo de 11,1 V.

După cum se știe, supraîncărcarea unei baterii cu litiu (în special Li-Polymer) peste 4,2 V poate duce la o explozie sau ardere spontană. Prin urmare, în timpul încărcării este necesar să se controleze tensiunea pe fiecare celulă acumulator compus!

Încărcarea corectă a bateriilor cu litiu.

Bateriile cu litiu (Li-ion, Li-Po, Li-Fe) sunt încărcate prin metoda CC/CV („curent constant/tensiune constantă”). Metoda este că mai întâi, atunci când tensiunea pe element este scăzută, acesta este încărcat cu un curent constant de o anumită valoare. Când tensiunea pe celulă atinge (de exemplu, până la 4,2 V - depinde de tipul de baterie), controlerul de încărcare menține o tensiune constantă pe el.

Primul stagiuîncărcarea bateriei cu litiu - CC- implementat prin feedback. Controlerul selectează tensiunea pe element astfel încât curentul de încărcare să fie strict constant.

În prima etapă de încărcare, bateria cu litiu acumulează cea mai mare parte a puterii (60 - 80%).

A doua faza taxa - CV- începe când tensiunea de pe element atinge un anumit nivel de prag (de exemplu, 4,2V). După aceasta, controlerul pur și simplu menține o tensiune constantă pe element și îi oferă curentul de care are nevoie. Spre sfârșitul încărcării, curentul scade la 30 - 10 mA. La acest curent, elementul este considerat încărcat.

În a doua etapă, bateria acumulează restul de 40 - 20% din putere.

Este de remarcat faptul că depășirea tensiunii de prag pe o baterie cu litiu poate cauza supraîncălzirea și chiar exploda!

Când încărcați bateriile cu litiu, se recomandă să le puneți într-o pungă ignifugă. Acest lucru este valabil mai ales pentru bateriile care nu au o cutie specială. De exemplu, cele care sunt utilizate în modelele radiocontrolate (mașină, modelare aeronave).

Dezavantajele bateriilor litiu-ion.

Principalul și cel mai înfricoșător dezavantaj al bateriilor pe bază de litiu este pericolul de incendiu dacă tensiunea de funcționare este depășită, supraîncălzirea, încărcarea necorespunzătoare și funcționarea analfabetă. Există în special multe plângeri cu privire la bateriile cu litiu-polimer (Li-polimer). Cu toate acestea, bateriile cu litiu fier fosfat (Li-Fe) nu au o astfel de caracteristică negativă - sunt rezistente la foc.

De asemenea, bateriile cu litiu se tem foarte mult de frig - își pierd rapid capacitatea și se opresc din încărcare. Acest lucru se aplică bateriilor Li-ion și Li-Po. Bateriile cu litiu fier fosfat (Li-Fe) sunt mai rezistente la îngheț. De fapt, aceasta este una dintre calitățile pozitive ale bateriilor Li-Fe.

Dezavantajul bateriilor cu litiu este că necesită un regulator de încărcare special - un circuit electronic. Și în cazul unei baterii compozite și al echilibrului.

Când sunt descărcate profund, bateriile cu litiu își pierd proprietățile originale. Bateriile Li-ion și Li-Po sunt deosebit de susceptibile la descărcare profundă. Chiar și după restaurare, o astfel de baterie va avea o capacitate mai mică.

Dacă o baterie cu litiu nu „funcționează” pentru o lungă perioadă de timp, atunci mai întâi tensiunea de pe ea va scădea la un nivel de prag (de obicei 3,2-3,3 V). Circuitul electronic va opri complet celula bateriei și apoi va începe o descărcare profundă. Dacă tensiunea de pe celulă scade la 2,5 V, aceasta poate duce la defectarea acesteia.

Prin urmare, merită să reîncărcați bateriile laptopurilor, telefoanelor mobile și playerelor mp3 din când în când în perioade lungi de inactivitate.

De obicei, durata de viață a unei baterii obișnuite cu litiu este de 3 - 5 ani. După 3 ani, capacitatea bateriei începe să scadă destul de vizibil.

Durata de funcționare a smartphone-urilor moderne fără reîncărcare este determinată de bateria lor și de caracteristicile acesteia.

Ce tipuri de baterii există?

Bateriile nichel-cadmiu (Ni-Cd) și nichel-hidrură metalică (Ni-MH) nu mai sunt relevante - au funcționat corespunzător pentru o lungă perioadă de timp, dar au avut o serie de dezavantaje. În cele mai multe cazuri, gadgeturile noastre folosesc baterii pe bază de litiu - litiu-ion (Li-Ion) și litiu polimer (Li-Pol).

Una dintre principalele caracteristici ale unei baterii este capacitatea. Acesta determină câtă energie electrică poate stoca bateria și cât timp dispozitivul poate funcționa autonom. Cele mai comune baterii sunt cele cu o capacitate de 2000 până la 3000 mAh (miliamperi/oră). Dimensiunile surselor de litiu-ion rămân foarte compacte, spre deosebire de predecesorii lor.

Bateriile litiu-polimer diferă de bateriile litiu-ion într-o varietate de forme geometrice și, ceea ce este deosebit de important acum, prin grosimea lor minimă, care începe de la 1 mm. Acest lucru le permite să fie folosite în smartphone-uri foarte subțiri.

Bateriile cu litiu au o durată de viață lungă dacă sunt utilizate corect. Producătorii multor smartphone-uri cunoscute au asigurat înlocuirea bateriei doar la un centru de service, făcând corpul dispozitivului monolitic, iar capacul din spate și bateria nu pot fi detașate. Fără echipament și cunoștințe speciale, utilizatorul nu va putea efectua această operațiune pe cont propriu.

Temperatura în timpul funcționării. Capacitatea bateriei este direct afectată. Temperaturile ridicate favorizează stocarea mai rapidă a energiei la temperaturi scăzute, capacitatea scade semnificativ. Dacă folosești unul insuficient încărcat, acesta se va epuiza rapid. În plus, există riscul ca încărcarea să scadă la zero, ceea ce este extrem de nedorit - bateriile cu litiu suferă de descărcare completă.

Și situația inversă. Un smartphone încărcat 100% este folosit în lumina directă a soarelui. Figurat vorbind, în acest caz, 100% din încărcare se transformă în 110% și există un exces de energie electrică acumulată, care poate duce la o scădere a capacității.

Pe baza acestui lucru, merită să respectați condițiile de temperatură ale funcționării gadgetului. Mai mult, nu vorbim despre încălzirea naturală în timpul utilizării active - o astfel de creștere a temperaturii nu reprezintă un pericol pentru baterie

Timp de încărcare și încărcător. Fiecare sursă de litiu este echipată cu un controler special, care ar trebui să o protejeze de excesul de curent. Când se atinge o încărcare completă, curentul de intrare este oprit.

Sunt posibile erori și erori în funcționarea controlerului, care duc la supraîncărcare. Uneori, acest lucru se datorează utilizării încărcătoarelor pentru smartphone-uri neoriginale. Nu este recomandat să lăsați un smartphone de încărcare în priză mult timp după ce a ajuns la încărcare completă. De asemenea, trebuie să utilizați încărcătoare originale sau cele ai căror parametri sunt .

Bateriile cu litiu trebuie încărcate fără a aștepta ca dispozitivul să se oprească complet, de exemplu, la 10-15% din încărcarea rămasă. Acestea pot fi reîncărcate ori de câte ori este posibil în timpul zilei, de exemplu, de la portul USB al unui computer de serviciu sau într-o mașină. Nu este necesar să obțineți o încărcare completă.

Depozitare. Dacă proprietarul smartphone-ului intenționează să nu folosească dispozitivul pentru o perioadă lungă de timp, nivelul recomandat de încărcare a bateriei în acest caz ar trebui să fie de aproximativ 50%.

Numărul de cicluri de încărcare pentru bateriile cu litiu este de aproximativ 1200 de ori. Aritmetica simplă sugerează că durata de viață a bateriei va dura cel puțin 3 ani. Urmând recomandările de mai sus, puteți crește durata de viață a bateriei.