Розставляємо крапки на li потрібна тренування літієвим акумуляторам, сучасні зарядні пристрої
Розставляємо крапки на Li: Чи потрібна тренування літієвим акумуляторам?
Минуло вже досить часу з тих часів, коли Ni-Cd (нікель-кадмієві) і Ni-Mh (нікель-металгідридні) акумулятори безроздільно панували в мобільних пристроях, але з самого початку епохи Li-ion (літій-іонних) і Li-po (літій-полімерних) акумуляторів не вщухають суперечки з приводу того, чи треба «тренувати» ці акумулятори одразу після покупки.
Доходить до смішного ... в темах обговорення літієвих акумуляторів на вельми популярних форумах досі всім новачкам в наказовому тоні рекомендують пройти 10 циклів зарядки-розряду, а тільки потім приходити з питаннями про акумуляторах.
Давайте спробуємо розібратися, чи має така рекомендація право на життя, або це рефлекси спинного мозку (за відсутністю головного, напевно) деяких індивідуумів, у яких вони залишилися з часів повсюдного використання нікелевих акумуляторів.
Про термінології ...
- А (Ампер (A) або міліампер - мА. Микроампер - мкА) - значення сили струму в провіднику. Може бути, як великим, так і маленьким. Струм в 100А може зварювати листи заліза, але взявши в руки дроти від БП 5В 100А, ви нічого не відчуєте, тому що ніяких 100А через вашу шкіру не пройде - опір тіла занадто велике для проходження струму.
- В (Вольт (V) або мілівольт - мВ. Мікровольт - мкв) - значення напруги. Велике напруження створить довгу іскру, але при маленькому струмі джерела вас тільки злегка тряхонёт, але ніяк не перетворить в жменьку попелу. Приклад - статичну електрику, напруги становить до 10кВ, а струми мізерні.
- Ом (Оми (Ohm) або кілоом- кОм. Мегаом- МОм) - значення опір. Саме високий опір вашого тіла (приблизно 15 кОм) дозволяє вам тримати дроти з першого пункту. Проходячи по дроту, що має опір (а всі дроти мають опір, і чим провід тонше, тим воно вище), напруга падає на певну величину, яка залежить від сили струму. Тому для обігрівача потрібен товстий провід, а для лампочки - тонкий, хоч напруга в обох випадках 220В. Стосовно до акумуляторів і батарей (та й взагалі до всіх джерел струму), можна говорити про внутрішній опір. Це опір не дасть вам отримати великий струм за короткий час, хоча акумулятор при короткому замиканні дуже до цього прагне - виникає іскра при замиканні клем, це як раз кілька ампер струму при напрузі менше одного вольта. Пов'язано це з тим, що швидкість іонів всередині акумулятора не дуже велика. Грузнуть, бідолахи, по коліно в полімері.
- Вт (Ватт (W) або милливатт - мВт. Далі ви зрозуміли, так?) - в найпростішому поданні, це потужність постійного струму, що обчислюється множенням вольт на ампер. Наприклад, БП ноутбука, який видає 3А при напрузі в 20В, і лабораторний блок живлення, що видає 3В, при струмі в 20А, віддадуть в навантаження однакову потужність в 60 Вт. Потребят з мережі вони більше, через те, що їх ККД не 100% - частина енергії перейде в тепло.
- Вт · год (Ват-година) - міра енергії. З назви має бути зрозуміло, що 1 Вт · год - це енергія, яку хтось отримає (або віддасть), приймаючи (або віддаючи) потужність в 1Вт протягом години. Або 60Вт протягом хвилини. Ось той БП вище, він якраз віддає кожну годину 60Вт · год. Ось це «правильна» ємність, яка не дає інформації про самому акумуляторі, але дає повне уявлення про його ємності. Ще є кіловат-години, кВт · год - їх пишуть в квитанціях. Якщо залишити БП включеним, він вижрет енергії за місяць на 60 Вт · год * 24 * 30 тобто приблизно на 43кВт · год, або на 73 рубля. Зрозуміло, то, що видає блок живлення на виході (ті 20В і 3А) повинен хтось споживати, ну і про ККД не забуваємо.
- А · год (ампер-години) - Заряд. Загальноприйнято, хоч і помилково називається ємністю. Чому помилково? -Тому що без напруги, по одній цифрі 5А · год не можна нічого зрозуміти - це говорить лише про те, що акумулятор може видати струм в 5 ампер протягом години. Або один ампер протягом 5 годин. А ось скільки буде видано енергії протягом цієї години - залежить від напруги живлення. Простіше кажучи, А · год це Вт · год з яких видерли вольти (Вт - В * А, якщо В прибрати, залишиться А). Здавалося б, що може бути простіше - на акумуляторі написано 2А · год, 3.7В, множ 2 на 3.7, отримуй 7.4Вт · год і радій. Але є нюанс ... ось він:
Це графік розряду літієвий акумулятор, на якому видно, що напруга знижується до кінця розряду. А це означає, що просте множення А · год на В (який спрацював би у випадку з блоком живлення, що видає стабільну напругу), дає значення енергії з дуже великою похибкою. Для того, щоб дізнатися, скільки ват-годин на акумуляторі, можна, наприклад, побудувати графік потужності (яку можна отримати множенням миттєвих значень струму і напруги), а потім знайти площу під кривою цього графіка:
Це складніше, але зате в результаті ми отримуємо ват-години.
Про читання специфікацій (даташітов) до акумуляторів
В гуглі був знайдений даташит на акумулятор, що складається з однієї сторінки:
Не гарячкуй, що там написано ...
Думаю, що таке Nominal capacity і Minimum capacity всім зрозуміло - звичайна ємність і мінімальна ємність. Позначення 0.2С означає, що акумулятор досягає такої ємності, тільки в разі, якщо його розряджати струмом в 0.2 від його ємності - 720 * 0.2 = 144мА.
Charding voltage і Nominal Voltage - напруга зарядки і напруга роботи (теж просто і зрозуміло).
А ось наступний пункт вже складніше - зарядка ...
Method: CC / CV - Чи означає, що першу половину процесу зарядки треба підтримувати постійний струм (він вказаний нижче, 0.5с стандартно - тобто 350мА, і 1С максимально - 700мА), а після досягнення напруги на акумуляторі 4.2В, треба встановити постійна напруга, ті ж самі 4.2В.
Пункт нижче - Standart Discharge (розряд). Пропонують розряджати струмом від 0.5с - 350мА і до 2С - 1400мА до напруги 3в. Виробники лукавлять - на таких токах ємність буде нижчою від заявленої.
Максимальний струм розряду якраз і визначається внутрішнім опором. Але треба розрізняти максимальний струм розряду і максимально-допустимий. Якщо перший може становити 5А, і навіть більше, то другий жорстко обумовлений - не більше 1.4а. Пов'язано це з тим, що при таких великих токах розряду акумулятор починає необоротно руйнуватися.
Далі йде інформація про вагу і температурі роботи: зарядка від 0 до 45 градусів, розрядка від -20 до 60. Температура зберігання: від -20 до 45 градусів, зазвичай при заряді 40% -50%.
Час життя обіцяють не менше 300 циклів (повний розряд-заряд струмом 1С) при температурі 23 градуси. Це не означає, що після 300 циклу акумулятор вимкнеться і більше не включиться, немає. Просто виробник гарантує, що 300 циклів ємність акумулятора падати не буде. А далі - як пощастить, залежить від струмів, температури, умов роботи, партії, положення місяця і так далі.
Стандартний метод, яким заряджаються все літієві акумулятори (Li-pol, Li-ion, LiFePO4), це СС-CV, згадуваний вище.
На самому початку заряду підтримуємо постійний струм. Зазвичай це роблять схемою зі зворотним зв'язком в зарядному пристрої - автоматично підбирається така напруга, щоб струм, що проходить через акумулятор, дорівнював необхідного. Як тільки це напруга стає одно 4.2 вольт (для описуваного акумулятора), більше підтримувати такий струм не можна - напруга на акумуляторі зросте занадто сильно (ми пам'ятаємо, що не можна перевищувати робоча напруга у літієвих акумуляторів), і він може нагрітися і навіть вибухнути. Але зараз акумулятор заряджений неповністю - зазвичай на 60% -80%, і для зарядки інших 40% -20% без вибухів ток треба знизити.
Найпростіше це зробити, підтримуючи постійну напругу на акумуляторі, і він сам візьме такий струм, який йому необхідний. При зниженні цього струму до 30-10мА акумулятор вважається зарядженим.
Для ілюстрації всього вищеописаного я розфарбував в фотошопі підготував графік заряду, знятий з піддослідного акумулятора:
У лівій частині графіка, підсвічується синім, ми бачимо постійний струм 0.7А, в той час як напруга поступово піднімається з 3.8В до 4.2В. Також видно, що за першу половину заряду акумулятора досягаються 70% своєї ємності, в той час як за час, що залишився - всього 30%
Про технологію тестування
В якості піддослідного був обраний ось такий акумулятор (літій-полімерний акумулятор в м'якому корпусі 3.7V, ємність 720mAh) ...
Акумулятор заряджався з використанням універсального зарядного пристрою iMax B6 ...
Інформація про заряд-розряд зливалася по інтерфейсного кабелю в комп'ютер. Графіки будувалися в програмі LogView.
Потім я просто підходив раз в кілька годин і поперемінно включав заряд-розряд.
Про результати
В результаті кропіткої роботи (а ви самі спробуйте тикати зарядку протягом 2 тижнів) були отримані два графіка ...
Дві з трьох точок в кінці графіка - показують, як змінюється ємність при низькій температурі акумулятора. Остання - як змінюється ємність при розряді великим струмом. Про це наступний графік ...
На графіку видно, що чим більше струм розряду - тим менше енергії можна отримати з акумулятора. Хоча (ось хохма), навіть на самому мізерному струмі в 100мА акумулятор по ємності не відповідає даташіту ... -Все брешуть!
Хоча ні, тест акумулятора від Mugen Power на 1900mAh для Zopo ZP100 показав цілком чесні майже-два-ампера:
Схожі записи:
Share this post
Для нормальної роботи будь-якого акумулятора потрібно завжди пам'ятати «Правило« Трьох П »: Чи не перегрівати! Чи не перезаряджати! Чи не переразряжать! Для обчислення часу зарядки нікель-метал-гидридного акумулятора. read more
Компанія Panasonic представила гнучкий літій-іонний (Li-ion) акумулятор. Товщина нового елемента не перевищує 0,55 мм, а його заявлений вага не більше 2 грамів. read more
Вчора ми познайомили Вас з принципово новим універсальним зарядним пристроєм iMaxRC X200, інтерфейс управління яким повністю позбавлений традиційних кнопок. read more
Навіть після того як бездротове підключення до Інтернету стало буденністю, передача енергії без проводів і раніше сприймається багатьма, як наукова. read more
Ще пару років тому поява подібного зарядного пристрою на ринку було б розцінено як щось революційне, а зараз к. Read more