Hoe laad ik een lithium-polymeerbatterij op en gebruik ik deze op de juiste manier?

Moderne gadgets gebruiken steeds meer lithium-polymeerbatterijen. Dit type batterij verscheen nog niet zo lang geleden. Hun ontwerp en gebruikte materialen worden geleidelijk verbeterd. Li-Pol-batterijen zijn te vinden in tablets, sommige modellen smartphones en laptops. Ze worden ook veel gebruikt in radiografisch bestuurbaar speelgoed en modellen. We krijgen nogal wat vragen over het opladen van dergelijke batterijen. Dit is al in een aantal artikelen vermeld. Omdat er veel vraag is naar dit onderwerp, hebben we besloten het in een apart bericht op te nemen.

Hoe kan ik Li─Pol-batterijen op de juiste manier opladen en gebruiken?

Nu direct over het opladen van lithium-polymeerbatterijen en de juiste werking ervan. Eerst moet u begrijpen dat een lithium-polymeerbatterij gedurende de gehele levensduur een spanning binnen bepaalde grenzen moet hebben. Deze limieten liggen in de meeste gevallen tussen 2,7 en 4,2 volt. Deze waarden komen overeen met de minimale en maximale lading.

Het is ook de moeite waard om te begrijpen dat de capaciteit van een batterij de hoeveelheid opgeslagen energie vertegenwoordigt die vrijkomt wanneer deze volledig ontladen is na een lading van 100%. Vaak hebben deze batterijen een bovenste spanningsdrempel die beperkt is tot 4,1 V. Hierdoor wordt de capaciteit iets verlaagd, maar wordt de levensduur van de batterij verlengd. Grenstoestanden (volledig opladen en ontladen) zijn immers schadelijk voor Li─Pol-batterijen. Dit wordt verklaard door het feit dat lithiumionen in deze toestand maximaal zijn ingebed in het kristalrooster van de kathode of anode. Het is niet eens zo dat we ons in zulke grensstaten bevinden voor een lange tijd heeft een negatieve invloed op de levensduur ervan.

U kunt dus de maximale levensduur van een lithium-polymeerbatterij bereiken door het laadniveau op 40-60 procent te houden. Vaak hebben oplaadbare batterijen die te koop zijn ongeveer dit laadniveau. Deze limieten kunnen door de gebruiker zelf worden beheerd, en de minimale en maximale batterijlading wordt geregeld door een speciaal bord. Het wordt een laad-ontlaadcontroller genoemd.

Gebruikers kunnen worden geadviseerd de batterij op te laden zonder te wachten totdat deze volledig is ontladen. Je moet hem ook niet volledig opladen. Bij een lading van 80% is het heel goed mogelijk om hem van de adapter los te koppelen. Rest alleen nog toe te voegen dat in de elektronica (tablets, laptops, smartphones) de werking van het controllerbord vaak wordt aangevuld met een stroomcircuit in het apparaat zelf.

Waar moeten gebruikers op letten bij het opladen van de batterij?

Er zijn een aantal eenvoudige regels voor de gebruiker bij het gebruik van Li─Pol-batterijen:

• Laat de batterij niet tot een minimum leeglopen. Het wordt vooral niet aanbevolen om te wachten tot uw telefoon, tablet, etc. wordt uitgeschakeld. Als dit gebeurt, laad dan onmiddellijk de batterij op;
• Wees niet bang om regelmatig op te laden. Dat wil zeggen: gebruik het stopcontact op elk geschikt moment. Als de lithiumbatterij niet volledig is opgeladen, kan veelvuldig opladen geen kwaad. Je kunt bijvoorbeeld een laptop gebruiken om je telefoon op te laden. Om dit te doen, sluit u hem eenvoudig aan op een USB-poort. U kunt de batterij ook enigszins opladen via de sigarettenaansteker in de auto, als u over de juiste adapter beschikt. En het is geen probleem als u de batterij niet volledig oplaadt. Integendeel, dit is de beste modus voor Li─Pol-batterijen;
• Zelfs tijdens normaal gebruik van de controller kan de batterij overladen worden. De reden hiervoor kan een temperatuurstijging zijn. De accu is bijvoorbeeld volledig opgeladen en de controller ontkoppelt het blikje van het opladen. Als u doorgaat met het opladen van het apparaat, kan het enigszins warm worden. Dienovereenkomstig zal de batterij ook opwarmen. Samen met de temperatuur neemt ook de batterijlading toe. En dit helpt niet om de levensduur van de lithium-polymeerbatterij te verlengen;
• Idealiter zou de lading van de Li-Pol-batterij 50 procent moeten zijn. In reële omstandigheden is dit moeilijk. Maar het handhaven van een lading tussen de 30 en 80 procent is heel goed mogelijk.

De vooruitgang gaat vooruit en we zijn nu in staat lithiumbatterijen te gebruiken ter vervanging van de traditioneel gebruikte NiCd (nikkel-cadmium) en NiMh (nikkel-metaalhydride). Met een vergelijkbaar gewicht van één element hebben ze een hogere capaciteit vergeleken met NiCd en NiMH, bovendien is hun elementspanning drie keer hoger: 3,6 V/element in plaats van 1,2 V. Voor de meeste modellen is dus een accu van twee of drie cellen voldoende.

Onder de lithiumbatterijen zijn er twee hoofdtypen: lithium-ion (Li-Ion) en lithium-polymeer (LiPo, Li-Po of Li-Pol). Het verschil tussen beide is het type elektrolyt dat wordt gebruikt. In het geval van LiIon is dit een gelelektrolyt; in het geval van LiPo is het een speciaal polymeer verzadigd met een lithiumhoudende oplossing. Maar voor gebruik in energiecentrales van modellen worden lithium-polymeerbatterijen het meest gebruikt, dus in de toekomst zullen we erover praten. De strikte scheiding is hier echter zeer willekeurig, aangezien beide typen voornamelijk verschillen in het gebruikte elektrolyt, en alles wat er over lithium-polymeerbatterijen wordt gezegd, is vrijwel volledig van toepassing op lithium-ionbatterijen (laden, ontladen, bedieningsfuncties, veiligheidsmaatregelen). . Vanuit praktisch oogpunt is onze enige zorg dat lithium-polymeerbatterijen momenteel hogere ontlaadstromen leveren. Daarom worden ze op de modelmarkt vooral aangeboden als energiebron voor energiecentrales.

Belangrijkste kenmerken

Lithium-polymeerbatterijen met hetzelfde gewicht overschrijden de energie-intensiteit van NiCd met 4-5 keer, NiMH met 3-4 keer. Het aantal bedrijfscycli is 500-600, met ontlaadstromen van 2C tot een capaciteitsverlies van 20% (ter vergelijking - voor NiCd - 1000 cycli, voor NiMH - 500). Over het algemeen zijn er nog steeds zeer weinig gegevens over het aantal bedrijfscycli, en de in dit geval gegeven kenmerken moeten kritisch worden bekeken. Bovendien verbetert hun productietechnologie en is het mogelijk dat de cijfers voor dit type batterij momenteel al anders zijn. Net als alle batterijen zijn lithiumbatterijen onderhevig aan veroudering. Na 2 jaar verliest de batterij ongeveer 20% van zijn capaciteit.

Van de verscheidenheid aan krachtige lithium-polymeerbatterijen die te koop zijn, kunnen twee hoofdgroepen worden onderscheiden: hoge ontlading en conventioneel. Ze verschillen van elkaar in de maximale ontlaadstroom - deze wordt aangegeven in ampère of in eenheden van batterijcapaciteit, aangegeven door de letter "C". Als de ontlaadstroom bijvoorbeeld 3C is en de batterijcapaciteit 1 Ah, dan is de stroom 3 A.

De maximale ontlaadstroom van conventionele batterijen bedraagt ​​in de regel niet meer dan 3C; sommige fabrikanten geven 5C aan. Snelontladende batterijen maken een ontlaadstroom tot 8-10C mogelijk. Dergelijke batterijen zijn iets zwaarder dan hun tegenhangers met een lage stroomsterkte (ongeveer 20%), en hun namen bevatten de letters HD of HC na de capaciteitsnummers. KKM1500 is bijvoorbeeld een gewone batterij met een capaciteit van 1500 mAh, en KKM1500HD is een snelontladende batterij. Ik wil meteen een kleine opmerking maken voor degenen die graag experimenteren. Snelontladende batterijen worden niet gebruikt in huishoudelijke apparaten. Daarom, als u wordt getroffen door het idee om goedkoop een batterij van een mobiele telefoon of videocamera te krijgen, is het moeilijk om op een goed resultaat te rekenen. Hoogstwaarschijnlijk zal een dergelijke batterij zeer snel leeglopen als gevolg van overtreding van de beoogde bedrijfsmodi.

Toepassingen en kosten

Door het gebruik van lithium-polymeerbatterijen kunt u twee belangrijke problemen oplossen: de bedrijfstijd van de motor verlengen en het gewicht van de batterij verminderen.

Bij vervanging van een 8,4 V NiMH 650 mAh accu door twee gewone, niet snel ontladende lithium accu’s met een capaciteit van 2 Ah, krijgen we een accu met 3 maal de capaciteit, 11 gram lichter en met een iets lagere spanning (7,2 volt) ! En als je snel ontladende batterijen gebruikt, kunnen grote vliegtuigen vliegen zonder dat ze qua vermogen onderdoen voor een verbrandingsmotor. Ter bevestiging hiervan werd de 7e plaats in het F3A wereldkampioenschap kunstvliegmodellen behaald door een Amerikaan in een elektrisch vliegtuig. Bovendien was het geen kleine zoemer, maar een normaal vliegtuig van twee meter, net als de andere deelnemers die modellen met verbrandingsmotoren hadden!

Lithium-polymeerbatterijen hebben zich zeer goed bewezen in kleine helikopters zoals Piccolo of Hummingbird - zelfs bij gebruik van een standaard borstelmotor bedraagt ​​de vliegtijd op twee 1 Ah-banken bijvoorbeeld meer dan 25 minuten! En bij het vervangen van de motor door een borstelloze - meer dan 45 minuten!

En natuurlijk zijn lithiumbatterijen simpelweg onvervangbaar als het gaat om kamervliegtuigen met een gewicht van 4-20 g. Op dit gebied kan NiCd niet met hen worden vergeleken - dergelijke batterijen zijn er simpelweg niet (een blikje van 45 mAh weegt bijvoorbeeld 1 g). 150 mAh - 3,2 d), die met zo'n klein gewicht de nodige stroom zou leveren - zelfs voor 1 minuut!

Het enige gebied waar lithium-polymeerbatterijen nog steeds inferieur zijn aan Ni-Cd is het gebied met superhoge (40-50C) ontlaadstromen. Maar de vooruitgang gaat vooruit, en misschien zullen we over een paar jaar horen over nieuwe successen op dit gebied - 2 jaar geleden had tenslotte ook niemand gehoord van lithiumbatterijen met snelle ontlading...

Hier zijn bijvoorbeeld de belangrijkste kenmerken van Kokam LiPo-batterijen:

Naam	Capaciteit, mAh	Afmetingen, mm	Gewicht, gr	Maximale stroom
Kokam 145	145	27,5x20,4x4,3	3.5	0,7A, 5C
Kokam 340SHC	340	52x33x2,8	9	7A, 20C
Kokam 1020	1020	61x33x5,5	20.5	3A, 3C
Kokam 1500HC	1500	76x40x6,5	35	12A, 8C
Kokam 1575	1575	74x41x5,5	32	7A, 5C

Qua prijs en capaciteit kosten lithium-polymeerbatterijen ongeveer hetzelfde als NiMH.

Fabrikanten

Momenteel zijn er verschillende fabrikanten van lithium-polymeerbatterijen. De leider in het aantal geproduceerde batterijen en een van de eersten in kwaliteit is Kokam. Ook bekend zijn Thunder Power, I-Rate, E-Tec en Tanic (vermoedelijk is dit een tweede naam voor Thunder Power of is het een van de Thunder Power-verkopers onder eigen naam). Op de website www.fmadirect.com kunt u Kokam typen bekijken, op de website www.b-p-p.com en www.lightflightrc.com worden batterijen van verschillende fabrikanten aangeboden.

Er wordt ook Platinum Polymer aangeboden op www.batteriesamerica.com, vermoedelijk een andere naam voor I-Rate.

Het bereik aan batterijcapaciteiten is zeer breed – van 50 tot 3000 mAh. Om grote capaciteiten te verkrijgen, wordt parallelle aansluiting van batterijen gebruikt.

Alle batterijen zijn plat van vorm. In de regel is hun dikte minder dan 3 keer minder dan die van de kortste zijde, en de conclusies worden getrokken aan de korte zijde in de vorm van vlakke platen.

Voor zover ik weet maakt I-Rate nog geen snelontladende batterijen, en hun batterijen hebben één kenmerk: een van de elektroden is van aluminium en het solderen ervan is problematisch. Dit maakt het lastig om de batterij zelf te monteren.

E-Tec-batterijen zitten daar tussenin, er wordt niet aangegeven dat ze snel ontladen, maar hun ontlaadstroom is hoger dan die van conventionele batterijen - 5-7C.

De leiders in populariteit zijn Kokam en Thunder Power, waarbij Kokam voornamelijk wordt gebruikt in lichte en middelgrote modellen, en Thunder Power in middelgrote, grote en gigantische modellen (meer dan 10 kg!). Dit komt uiteraard door de prijs en de beschikbaarheid van krachtige assemblages in het assortiment - tot 30 volt en 8Ah capaciteit. Vervolgens komen Tanic en E-tec, maar over I-rate wordt weinig gesproken. Om de een of andere reden is Platinum Polymer alleen populair in Amerika en wordt het vrijwel uitsluitend gebruikt op langzame, langzame vliegers.

Lithium-polymeerbatterijen opladen

De batterijen worden opgeladen volgens een vrij eenvoudig algoritme: opladen vanuit een constante spanningsbron van 4,20 volt/cel met een stroomlimiet van 1C. Het opladen wordt als voltooid beschouwd wanneer de stroom daalt tot 0,1-0,2C. Na het overschakelen naar de spanningsstabilisatiemodus bij een stroomsterkte van 1C wint de batterij ongeveer 70-80% van zijn capaciteit. Het duurt ongeveer 2 uur om volledig op te laden. De lader is onderworpen aan vrij strenge eisen voor de nauwkeurigheid van het handhaven van de spanning aan het einde van het opladen - niet slechter dan 0,01 V/cel.

Van de opladers op de markt kunnen we de hoofdtypen onderscheiden: eenvoudige, niet-"computer"-opladers, in de prijscategorie van $10-40, alleen bedoeld voor lithiumbatterijen, en universele - in de prijscategorie van $120-400. , bedoeld voor diverse soorten accu's, waaronder voor LiPo en Li-Ion.

De eerste hebben in de regel alleen een LED-laadindicatie; de ​​stroom daarin wordt ingesteld door jumpers. Het voordeel van dergelijke laders is hun lage prijs. Het grootste nadeel is dat sommigen van hen niet weten hoe ze het einde van de lading correct moeten aangeven. Ze tonen alleen het moment van de overgang van de huidige stabilisatiemodus naar de spanningsstabilisatiemodus, wat ongeveer 70-80% van de capaciteit is. Om het opladen te voltooien, moet je nog eens 30-40 minuten wachten.

De tweede groep laders heeft veel bredere mogelijkheden; in de regel tonen ze allemaal de spanning, stroom en capaciteit (mAh) die de batterij tijdens het laadproces “accepteerde”, waardoor je nauwkeuriger kunt bepalen hoe opgeladen de batterij is.

Bij gebruik van een lader is het allerbelangrijkste het correct instellen van het benodigde aantal blikjes in de accu en de laadstroom op de lader. De laadstroom is meestal 1C.

Bediening en voorzorgsmaatregelen

Het is veilig om te zeggen dat lithium-polymeerbatterijen de meest “gevoelige” batterijen zijn die er bestaan, dat wil zeggen dat ze verplichte naleving vereisen van verschillende eenvoudige maar verplichte regels, als gevolg van niet-naleving waarbij er brand ontstaat of de batterij “doodgaat”. ”.

We noemen ze in afnemende volgorde van gevaar:

1. Laad op tot een spanning hoger dan 4,20 volt/cel.
2. Kortsluiting batterij.
3. Ontladen met stromen die de laadcapaciteit overschrijden of de batterij verwarmen boven 60°C.
4. Ontlading onder 3,00 volt/cel.
5. Batterijverwarming boven 60°C.
6. Ontlading van de batterij.
7. Opslag in ontladen toestand.

Het niet naleven van de eerste drie punten leidt tot brand, alle andere tot volledig of gedeeltelijk capaciteitsverlies.

Uit alles wat er is gezegd kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

Om brand te voorkomen, moet u over een normale oplader beschikken en daarop het aantal te laden blikjes correct instellen. Het is ook noodzakelijk om connectoren te gebruiken die de mogelijkheid van kortsluiting van de batterij elimineren (hierdoor had mijn vriend een tafel waarop de batterijen werden opgeladen en een gordijn brandde) en om de stroom te regelen die door de motor wordt verbruikt bij "vol gas". ”. Bovendien wordt het niet aanbevolen om de batterijen aan alle kanten af ​​te dekken van de luchtstroom op het model, en als dit niet mogelijk is, moeten er speciale kanalen voor koeling worden voorzien.

In gevallen waarin de stroom die door de motor wordt verbruikt meer dan 2C bedraagt ​​en de accu van het model aan alle kanten gesloten is, moet u de motor na 5-6 minuten draaien stoppen, vervolgens eruit trekken en de accu aanraken om te zien of het te warm is. Feit is dat na verwarming boven een bepaalde temperatuur (ongeveer 70 graden) een "kettingreactie" in de batterij begint plaats te vinden, waarbij de daarin opgeslagen energie in warmte wordt omgezet, de batterij zich letterlijk verspreidt en alles wat kan branden in brand steekt.

Als je een bijna lege batterij kortsluit, zal er geen brand ontstaan; hij zal stil en vredig doven als gevolg van overmatige ontlading... Dit leidt tot de tweede belangrijke regel: controleer de spanning aan het einde van de ontlading van de batterij en zorg ervoor dat je er zeker van bent dat de batterij leeg is. om de accu na gebruik los te koppelen!

Sommige snelheidsregelaars (met name Jeti maakt zich hier schuldig aan) stoppen het stroomverbruik niet na het uitschakelen van de standaardschakelaar. Ik weet niet waarom de Tsjechen zo’n vreemde beslissing namen. Maar het feit blijft dat bijna alle modellen controllers voor Jetti borstelloze motoren (inclusief de nieuwe "Advanced" -serie), die een BEC hebben, dat wil zeggen een voedingsstabilisator voor de ontvanger en machines, geen volledige spanningsvrij maken van het circuit met een standaardschakelaar. Alleen de ontvanger en servo's zijn uitgeschakeld en de controller blijft een stroom van ongeveer 20 mA verbruiken. Dit is vooral gevaarlijk, omdat je niet kunt zien dat de stroom is ingeschakeld, de auto's stilstaan, de motor stil is... En als je de aangesloten accu een dag of twee vergeet, blijkt dat dat wel kan neem er afscheid van - hij houdt niet van lithium met diepe ontlading.

Houd er natuurlijk rekening mee dat de motorcontroller met lithiumbatterijen moet kunnen werken, dat wil zeggen een instelbare motoruitschakelspanning moet hebben. En we mogen niet vergeten de controller te programmeren voor het benodigde aantal blikjes. Nu is er echter een nieuwe generatie controllers verschenen die automatisch het aantal aangesloten blikjes bepalen.

Drukverlaging is een andere reden voor het falen van lithiumbatterijen, omdat er geen lucht in de cel mag komen. Dit kan gebeuren als de buitenste beschermende verpakking beschadigd is (de batterij is verzegeld in een verpakking zoals krimpkous), als gevolg van een botsing of beschadiging met een scherp voorwerp, of als de batterijpool ernstig oververhit raakt tijdens het solderen. Conclusie - laat niet van grote hoogte vallen en soldeer voorzichtig.

Op basis van de aanbevelingen van de fabrikant moeten batterijen worden bewaard in een toestand van 50-70% opgeladen, bij voorkeur op een koele plaats, bij temperaturen niet hoger dan 20°C. Opslaan in ontladen toestand heeft een negatieve invloed op de levensduur; zoals alle batterijen hebben lithium-polymeerbatterijen een kleine zelfontlading.

Batterij montage

Om batterijen met een hoge stroomopbrengst of hoge capaciteit te verkrijgen, wordt parallelle aansluiting van batterijen gebruikt. Als u een kant-en-klare batterij koopt, kunt u aan de markering zien hoeveel blikjes deze bevat en hoe ze zijn aangesloten. De letter P (parallel) na het nummer geeft het aantal blikjes aan dat parallel is aangesloten, en S (serieel) - in serie. "Kokam 1500 3S2P" betekent bijvoorbeeld een batterij die in serie is aangesloten op 3 paar batterijen, en elk paar wordt gevormd door 2 parallel geschakelde batterijen met een capaciteit van 1500 mAh, dat wil zeggen dat de batterijcapaciteit 3000 mAh zal zijn (wanneer parallel aangesloten, de capaciteit neemt toe) en de spanning – 3,7*3 = 11,1V..

Als u batterijen afzonderlijk koopt, moet u hun potentieel gelijk maken voordat u ze op een batterij aansluit. Dit geldt met name voor de parallelle verbindingsoptie, omdat in dit geval de ene bank de andere begint op te laden en de laadstroom hoger kan zijn dan 1C. Het is raadzaam om alle aangeschafte blikjes vóór het aansluiten te ontladen tot 3 volt met een stroomsterkte van 0,1C - 0,2C. De spanning moet worden gecontroleerd met een digitale voltmeter met een nauwkeurigheid van minimaal 0,5%. Dit zal in de toekomst betrouwbare batterijprestaties garanderen.

Het is ook aan te raden om potentiaalvereffening (balanceren) uit te voeren, zelfs op reeds gemonteerde merkbatterijen voordat deze voor de eerste keer worden opgeladen, aangezien veel bedrijven die cellen in een batterij assembleren deze niet vóór de montage uitbalanceren.

Vanwege de afname van de capaciteit als gevolg van de werking, mag u in geen geval nieuwe banken in serie met de oude toevoegen - de batterij zal uit balans zijn.

Je kunt natuurlijk ook geen batterijen met verschillende, zelfs vergelijkbare capaciteiten combineren tot een batterij - bijvoorbeeld 1800 en 2000 mAh, en ook batterijen van verschillende fabrikanten in één batterij gebruiken, omdat verschillende interne weerstanden tot onbalans van de batterij zullen leiden. Bij het solderen moet u voorzichtig zijn; u mag de polen niet oververhitten, omdat dit de verzegeling kan verbreken en de batterij die nog geen tijd heeft gehad om te vliegen permanent kan doden. Bij sommige typen Kokam-batterijen zijn stukjes van de printplaat al aan de aansluitingen gesoldeerd voor eenvoudige bedrading. Dit voegt extra gewicht toe - ongeveer 1 g per element, maar het duurt veel langer om de plaatsen voor soldeerdraden te verwarmen - glasvezel geleidt de warmte niet goed. De draden met connectoren moeten aan de batterijhouder worden bevestigd, tenminste met tape, om te voorkomen dat ze per ongeluk de terminal bij de wortel afscheuren.

Toepassingsnuances

Laten we dus nogmaals de belangrijkste punten benadrukken die verband houden met het gebruik van lithium-polymeerbatterijen.

• Gebruik een normale oplader.
• Gebruik connectoren die kortsluiting van de batterij voorkomen.
• Overschrijd de toegestane ontlaadstromen niet.
• Houd de accutemperatuur in de gaten als er geen koeling is.
• Ontlaad de batterij niet onder een spanning van 3 V/cel (vergeet niet om de batterij na de vlucht los te koppelen!).
• Stel de batterij niet bloot aan schokken.

Laten we nog een paar nuttige voorbeelden geven die voortvloeien uit wat eerder is gezegd, maar die op het eerste gezicht niet voor de hand liggend zijn.

Bij gebruik van commutatormotoren moeten situaties worden vermeden waarin de motor wordt gestopt (het model ligt bijvoorbeeld op de grond) en de zender vol gas wordt gegeven. De stroom is te hoog en we lopen het risico dat de batterij explodeert (als de motor of regelaar niet eerst doorbrandt). Deze kwestie is talloze keren besproken op de forums van RC Groups. De meeste regelaars voor borstelmotoren schakelen de motor uit als het signaal van de zender wegvalt, en als jouw regelaar dit kan, zou ik adviseren om de zender uit te zetten als het model bijvoorbeeld ver van je in het gras valt - er is minder risico dat u het bungelende gaspedaal aanraakt bij het zoeken naar een model op de zenderriem en het niet opmerkt.

In de loop van een lange levensduur van de batterij raken de elementen ervan, als gevolg van de aanvankelijk kleine spreiding van de capaciteiten, uit balans - sommige banken "verouderen" eerder dan andere en verliezen hun capaciteit sneller. Met een groter aantal blikjes in de accu gaat het proces sneller.

Dit leidt tot de volgende regel: soms is het nodig om de capaciteit van elk batterijelement afzonderlijk te regelen. Om dit te doen, kunt u de spanning aan het einde van het opladen meten. Hoe vaak? Het is nog steeds moeilijk om dit precies vast te stellen - er is te weinig operationele ervaring opgedaan. In de regel wordt aanbevolen om ongeveer 40-50 cycli na het begin van de werking, en elke 10-20 cycli, de spanning van de accucellen tijdens het opladen te controleren om “slechte cellen” te identificeren.

Het wordt niet aanbevolen om de accu op nul te zetten door de motor aan te drijven totdat deze helemaal niet meer draait. Een dergelijke behandeling is niet schadelijk voor een nieuwe batterij, maar voor een enigszins ongebalanceerde batterij is dit een extra risico dat de “slechtste bank” onder de 3 volt ontlaadt, waardoor deze nog meer capaciteit zal verliezen.

Wanneer de capaciteiten meer dan 20% verschillen, kan zo’n accu zonder speciale maatregelen niet geheel worden opgeladen!

Om accucellen tijdens het opladen automatisch in balans te brengen, worden zogenaamde balancers gebruikt. Dit is een klein bordje dat op elke bank is aangesloten en dat belastingsweerstanden, een stuurcircuit en een LED bevat die aangeeft dat de spanning op die bank het niveau van 4,17 - 4,19 volt heeft bereikt. Wanneer de spanning op een afzonderlijk element de drempel van 4,17 volt overschrijdt, sluit de balancer een deel van de stroom ‘voor zichzelf’, waardoor wordt voorkomen dat de spanning de kritische drempel overschrijdt. Door het gelijktijdig oplichten van de LED's kun je zien welke banken een lagere capaciteit hebben; de LED op hun balancer zal als eerste oplichten. Balancers hebben één belangrijke aanvullende eis: de stroom die ze in de “stand-by”-modus van de batterij verbruiken, moet klein zijn, meestal 5-10 µA.

Hieraan moet worden toegevoegd dat de balancer de overmatige ontlading van sommige cellen in een ongebalanceerde batterij niet verhindert, maar alleen dient om te beschermen tegen schade aan de cellen tijdens het opladen en om “slechte” cellen in de batterij aan te geven. Het bovenstaande geldt voor batterijen die uit 3 of meer elementen bestaan; balancers worden in de regel niet gebruikt voor batterijen met 2 blikken.

Er is een mening dat lithium-polymeerbatterijen niet kunnen worden gebruikt bij temperaturen onder het vriespunt. De technische specificaties van de batterijen geven een werkingsbereik van 0-50 °C aan (bij 0 °C blijft 80% van de capaciteit behouden). Maar toch kun je ermee vliegen bij temperaturen rond de –10...-15 °C. Het punt is dat u de batterij niet vóór de vlucht hoeft te bevriezen; plaats hem in uw zak waar deze warm is. En tijdens de vlucht blijkt de interne warmteontwikkeling in de accu momenteel een nuttige eigenschap, waardoor de accu niet bevriest. Uiteraard zullen de batterijprestaties iets lager zijn dan bij normale temperaturen.

Conclusie

Gezien het tempo waarin de technische vooruitgang op het gebied van de elektrochemie zich ontwikkelt, kan worden aangenomen dat de toekomst aan lithium-polymeerbatterijen toebehoort – als brandstofcellen deze niet kunnen inhalen. Naarmate de vraag naar batterijen toeneemt en het productievolume toeneemt, zal de prijs onvermijdelijk dalen, en dan zal lithium eindelijk net zo gebruikelijk worden als NiMH. In het Westen is deze tijd al zes maanden aangebroken, althans in Amerika. De populariteit van elektrische vliegtuigen met lithium-polymeerbatterijen groeit. Ik zou graag willen dat borstelloze motoren en controllers daarvoor ook goedkoper worden, maar op dit gebied gaat de voortgang van prijsverlagingen minder snel. Nog maar twee jaar geleden werd op het forum immers de vraag gesteld: “Vliegt iemand echt een brushless?” En er was toen helemaal geen sprake van lithiumbatterijen...

Over het algemeen zullen we afwachten.

Bijna alle moderne elektronische gadgets zijn uitgerust met lithium-polymeerbatterijen. Ze worden veel gebruikt op vliegende radiografisch bestuurbare modellen, quadcopters, helikopters en vliegtuigen. Lithium-polymeerbatterijen hebben veel voordelen, waaronder een hoge energiedichtheid, een lage zelfontlading en de afwezigheid van het zogenaamde ‘geheugeneffect’.

Als gevolg hiervan is er voor modellen met Li Pol-voedingseenheden vrijwel geen waardig alternatief voor de batterij. Er wordt verwacht dat ze op steeds grotere schaal zullen worden gebruikt, vooral op gebieden zoals onbemande luchtvaartuigen, elektrische voertuigen, enz.

Ondanks alle voordelen hebben LiPol-batterijen een reputatie als grillige, gevaarlijke en kortlevende energiebronnen. In feite zijn deze tekortkomingen enigszins overdreven. Bij correct gebruik worden problemen tot een minimum beperkt.

Oplaadregels

Om ervoor te zorgen dat er geen problemen optreden bij het gebruik van de stroombron, is het noodzakelijk om LiPo-batterijen op de juiste manier op te laden. Anders bestaat er een groot risico op schade en zelfs op zelfontbranding. Laten we eens kijken hoe we een lithium-polymeerbatterij op de juiste manier kunnen opladen om mogelijke problemen te voorkomen:

• Het is niet mogelijk om een ​​LiPo accu met welke lader dan ook op te laden; hiervoor zijn speciale laders nodig. Dit komt door de kenmerken van het tweefasige laadproces.

• Het opladen van Li Pol-batterijen vindt plaats in twee fasen (CC-CV-methode). In de eerste fase neemt de spanning op alle accubanken toe. Aan het einde van de fase bereikt deze 4,2 volt. Op dit punt bereikt de lading van Li Pol-batterijen zelfs 95%. Dan begint de tweede fase. Om overladen te voorkomen, wat schadelijk is voor een lithium-polymeerbatterij, wordt de stroom verminderd. Als de spanning hoger wordt dan 4,25 Volt, neemt het risico op zelfontbranding toe.
• Het wordt niet aanbevolen om de voeding volledig te laten ontladen voordat u deze opnieuw oplaadt; er moet nog ongeveer 10-20% in zitten, anders zal deze snel uitvallen.
• Het is belangrijk ervoor te zorgen dat de spanning op elke bank niet onder de 3 volt daalt. Bij een dergelijke spanningsdaling bestaat er een groot risico dat de batterij opzwelt. In dit geval verliest een opgezwollen LiPo-batterij meer dan 50% van zijn capaciteit. Als een LiPo-batterij opgezwollen is, hoeft u deze alleen maar weg te gooien - het capaciteitsverlies is onomkeerbaar.

Het feit dat lithium-polymeer-voedingen opzwellen, is een van de ernstige problemen bij de werking ervan. Alle banken moeten gelijkmatig worden opgeladen en ontladen. In dit geval bewaakt de oplader voor lithium-polymeerbatterijen alleen de totale spanning, maar met een grote spreiding aan indicatoren neemt de kans dat de LiPo-batterij opzwelt aanzienlijk toe. Dit leidt ook tot overladen van individuele blikjes, waardoor het risico op zelfontbranding toeneemt.

Om dit probleem op te lossen moet het opladen van Li Pol-batterijen gebeuren met behulp van een balancer die de spanning op elke bank kan controleren, of een lader met een ingebouwde balancer. Laad de voeding van een timeroplader niet op. Als de stroom onvoldoende is, wordt de oplader uitgeschakeld zonder deze volledig op te laden. De laadstroom mag niet hoger zijn dan 1C en lager dan 0,5C. Houd er ook rekening mee dat hoe groter de capaciteit van de LiPo-batterij is, hoe langer het duurt om op te laden.

Operatie

Om de levensduur van Li Pol-apparaten te verlengen, of in ieder geval niet te verkorten, is het juiste gebruik van batterijen ook belangrijk. Wanneer we de stroombron opladen, mogen we deze niet boven de 60 graden laten opwarmen. Als er toch verwarming optreedt, moet u de accu laten afkoelen voordat u deze gebruikt. Een oververhitte schijf mag u ook niet opladen.

Een volledig ontladen accu mag niet worden opgeslagen. Zorg ervoor dat u hem oplaadt. De meest optimale indicatoren zijn 60%. Als deze eenvoudige regels worden gevolgd, zijn er over het algemeen geen problemen bij het gebruik van lithium-polymeerbatterijen.

Een elektrische batterij is een herbruikbare chemische bron van elektrische stroom. In batterijen van dit type vinden omkeerbare interne chemische processen plaats, die ervoor zorgen dat ze herhaaldelijk cyclisch worden gebruikt (laden/ontladen) voor het opslaan van elektrische energie en het voeden van verschillende elektrische apparatuur bij afwezigheid van toegang tot het elektrische netwerk van het huishouden.

Het werkingsprincipe van batterijen is gebaseerd op de omkeerbaarheid van de chemische reacties die daarin plaatsvinden. De accumulatie van batterijlading wordt uitgevoerd door deze op te laden, dat wil zeggen door een elektrische stroom door te laten in de tegenovergestelde richting ten opzichte van de beweging van de stroom wanneer de batterij wordt ontladen.

Een batterij bestaat uit meerdere batterijen die met elkaar zijn verbonden in één elektrisch circuit.

Het belangrijkste kenmerk van een batterij is de capaciteit. De accucapaciteit is de maximaal bruikbare lading van de accu. Of met andere woorden: de batterijcapaciteit is de hoeveelheid energie die een volledig opgeladen batterij levert wanneer deze wordt ontladen tot de laagst toegestane spanning. In het SI-systeem wordt de batterijcapaciteit gemeten in coulombs, maar meestal wordt een niet-systeemeenheid gebruikt: ampère-uur. 1 A/u = 3600 C. Ook kan de accucapaciteit in wattuur worden aangegeven. Een ander hoofdkenmerk van elektrische batterijen is de uitgangsspanning van de batterij. Als u de uitgangsspanning van de accu kent, kunt u de aangegeven accucapaciteit in wattuur eenvoudig omzetten naar het meer gebruikelijke ampère-uur.

De elektrische eigenschappen van batterijen zijn afhankelijk van het materiaal van de elektroden en de samenstelling van de elektrolyt. Onderstaande tabel toont de meest gebruikte soorten elektrische batterijen.

Batterijtype	Uitgangsspanning (V)	Toepassingsgebied
Loodzuur		trolleybussen, trams, auto's, motorfietsen, elektrische vorkheftrucks, stapelaars, elektrische tractoren, noodstroomvoorziening, ononderbroken stroomvoorzieningen
nikkel-cadmium (NiCd)		elektrisch gereedschap voor de bouw, trolleybussen, elektrische huishoudelijke apparaten
nikkel-metaalhydride (NiMH)		huishoudelijke elektrische apparaten, elektrische auto's
lithium-ion (Li-ion)	3,7 (3.6)	mobiele apparaten, elektrisch gereedschap voor de bouw, elektrische voertuigen
lithiumpolymeer (Li-pol)	3,7 (3.6)	mobiele apparaten, elektrische voertuigen
nikkel-zink (NiZn)		huishoudelijke elektrische apparaten

Naarmate de batterij wordt gebruikt, nemen de uitgangsspanning en stroom af. Wanneer alle lading is verbruikt, werkt de batterij niet meer. Laad batterijen op vanaf elke gelijkstroombron met een hogere spanning en beperk daarbij de stroom. Normaal gesproken bedraagt ​​de laadstroom, gemeten in ampère, 1/10 van de nominale capaciteit van de accu (in ampère-uren). Sommige batterijtypen hebben verschillende beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden bij het opladen van de batterij en bij het gebruik ervan. NiMH-batterijen zijn bijvoorbeeld gevoelig voor overlading, en lithiumbatterijen zijn gevoelig voor overontlading, spanning en temperatuur omgeving. NiCd- en NiMH-batterijen hebben een “geheugeneffect”. Dit uit zich in een afname van de accucapaciteit bij het opladen van een onvolledig ontladen accu. Bovendien hebben dit soort batterijen een aanzienlijke zelfontlading, dat wil zeggen dat ze geleidelijk hun lading verliezen, zelfs als ze niet op een belasting zijn aangesloten. Druppelladen helpt dit effect tegen te gaan.

Lithium-ionbatterij (Li-ion)- een type elektrische batterij dat het meest wordt gebruikt in moderne consumentenelektronica. Nu worden dergelijke batterijen gebruikt in mobiele telefoons, laptops, tablets, elektrische auto's, digitale camera's, videocamera's, enz.

Voor het eerst nam G.N. de ontwikkeling van lithiumbatterijen op zich. Lewis in 1912. Maar pas in de jaren zeventig begonnen de eerste commerciële voorbeelden van primaire lithiumcellen te verschijnen.

In de jaren 80 van de vorige eeuw werd een groot aantal experimenten uitgevoerd, waarbij werd ontdekt dat bij het fietsen van een stroombron met een metalen lithiumelektrode er dendrieten worden gevormd op het lithiumoppervlak. Als gevolg hiervan groeien dendrieten naar de positieve elektrode en ontstaat er kortsluiting in de lithiumcel. Hierdoor werden dergelijke stroomvoorzieningen buiten werking gesteld. De temperatuur in de batterij bereikt het smeltpunt van lithium. Hierdoor ontploft de batterij.

In een poging een veilige lithium-energiebron te ontwikkelen, hebben ingenieurs geleid tot de vervanging van het cyclusonstabiele lithiummetaal in de batterij door interstitiële lithiumverbindingen in koolstof- en overgangsmetaaloxiden. De meest gebruikte materialen voor het maken van lithiumbatterijen zijn grafiet en lithiumkobaltoxide (LiCoO2). In een dergelijke batterij bewegen lithiumionen tijdens het laden en ontladen van de ene implantatie-elektrode naar de andere en weer terug. Hoewel dergelijke elektrodematerialen een specifieke elektrische energie hebben die meerdere malen lager is dan die van lithium, zijn de daarop gebaseerde batterijen veel veiliger. De eerste lithium-ionbatterijen werden in 1991 door Sony ontwikkeld. Momenteel is Sony de grootste fabrikant van lithiumbatterijen.

Specificaties:

Energiedichtheid: van 110 tot 200 W*h/kg

Interne weerstand: 150 tot 250 mOhm (voor 7,2 V batterij)

Aantal laad-/ontlaadcycli totdat 20% capaciteit verloren gaat: van 500 tot 1000

Snelle oplaadtijd: 2-4 uur

Toegestane meerkosten: zeer laag

Zelfontlading bij kamertemperatuur: ongeveer 7% per jaar

Maximale celspanning: ongeveer 4,2 V (batterij volledig opgeladen)

Minimale spanning: ongeveer 2,5 V (accu volledig ontladen)

Belastingsstroom ten opzichte van capaciteit (C):

Piek: meer dan 2C

Meest acceptabel: niet meer dan 1C

Bedrijfstemperatuurbereik: −20 °C tot +60 °C

Apparaat .

Aanvankelijk werd cokes als anode gebruikt, maar later werd grafiet gebruikt. Als kathode worden lithiumoxiden met kobalt of mangaan gebruikt.

Wanneer lithium-ionbatterijen worden opgeladen, vindt de volgende chemische reactie plaats:

op kathodes: LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe −

op anodes: С + xLi + + xe − → CLi x

Tijdens het opladen van de batterij vindt een omgekeerde reactie plaats.

Voordelen van lithiumbatterijen.

1. Hoge energiedichtheid.

2. Lage zelfontlading.

3. Geen “geheugeneffect”.

4. Gebruiksgemak.

Nadelen van lithiumbatterijen.

1. Lithium-ionbatterijen zijn gevoelig voor explosieve vernietiging wanneer ze overladen of oververhit raken. Om dit effect te voorkomen, zijn alle huishoudelijke lithiumbatterijen uitgerust met een ingebouwd elektronisch circuit dat de lading van de batterij regelt, waardoor overlading en oververhitting wordt voorkomen.

2. Als batterijen niet zorgvuldig worden gebruikt, kunnen ze een kortere levensduur hebben dan andere typen batterijen. Een diepe ontlading van de batterij vernietigt de lithium-ioncellen volledig.

3. Optimale opslagomstandigheden voor lithium-ionbatterijen worden bereikt bij een lading van 40-50% van de batterijcapaciteit en bij een omgevingstemperatuur van ongeveer 5 °C. Lage temperaturen zijn een belangrijkere factor voor een laag capaciteitsverlies tijdens langdurige opslag.

4. Strenge oplaadvoorwaarden voor lithium-ionbatterijen maken het gebruik ervan in alternatieve energie uiterst lastig. Dit gebeurt omdat windturbines en zonnepanelen tijdens de laadcyclus geen constante stroom kunnen leveren.

Veroudering.

Zelfs als een lithiumbatterij niet wordt gebruikt, begint deze onmiddellijk na productie te verouderen.

Lithium-polymeer- en lithium-ionbatterijen verliezen hun capaciteit wanneer ze worden opgeladen, in tegenstelling tot nikkel- en nikkelmetaalhydridebatterijen. Hoe hoger de batterijlading en de temperatuur tijdens opslag, hoe korter de levensduur. Het is beter om lithiumbatterijen opgeladen op 40-50% en bij een temperatuur van 0 tot 10 °C te bewaren. Zowel te veel opladen als te veel ontladen vermindert de capaciteit van dergelijke batterijen.

Lithium-polymeerbatterij (Li-pol of Li-polymeer)- Dit is het meest geavanceerde ontwerp van een lithium-ionbatterij. Het maakt gebruik van een polymeermateriaal met insluitsels van een gelachtig lithiumgeleidend vulmiddel als elektrolyt. Ze worden veel gebruikt in smartphones, mobiele telefoons en andere digitale apparatuur.

Gewone lithium-polymeerbatterijen voor huishoudelijk gebruik kunnen geen hoge stroomsterkte leveren, maar er zijn speciale lithium-polymeerbatterijen ontwikkeld die een stroomsterkte kunnen leveren die tien keer of meer maal de numerieke waarde van de capaciteit is. Dergelijke batterijen worden veel gebruikt in radiografisch bestuurbare modellen, maar ook in elektrisch gereedschap en in sommige moderne elektrische voertuigen. Soortgelijke batterijen worden gebruikt in de nieuwe remenergieconversietechnologie - KERS.

Voordelen van lithium-polymeerbatterijen.

1. Hoge energiedichtheid per volume- en massa-eenheid.

2. Lage zelfontlading.

3. Kleine dikte van elementen - vanaf 1 mm.

4. Het vermogen om zeer flexibele vormen te verkrijgen;

5. Geen grote spanningsval naarmate de ontlading vordert.

6. Het aantal bedrijfscycli bedraagt ​​300 tot 500, met ontlaadstromen van 2C tot een capaciteitsverlies van 20%.

Nadelen van lithium-polymeerbatterijen.

1. Batterijen vormen een brandgevaar als ze overladen of oververhit raken. Om dit effect te voorkomen, zijn alle huishoudelijke lithiumbatterijen uitgerust met een ingebouwd elektronisch circuit dat de lading van de batterij regelt, waardoor overlading en oververhitting wordt voorkomen. Er zijn ook speciale laderalgoritmen vereist.

2. Het bereik van de bedrijfstemperatuur van lithium-polymeerbatterijen is beperkt. Deze elementen werken niet goed in de kou.

Net als lithium-ionbatterijen zijn lithium-polymeerbatterijen onderhevig aan veroudering.

Aandacht! Bij gebruik van sitemateriaal is een link naar vereist.

Zonder een goede batterijduur gaat het hele punt van een mobiel apparaat verloren. De gebruiker is vastgebonden aan het elektriciteitsnet en kan tijdens het bewegen geen contact hebben. In het bedrijf "Magazin-Details.RU" kunt u een lithium-polymeerbatterij kopen en problemen met de snelle ontlading van het apparaat oplossen.

Hoe u een lithium-polymeerbatterij kunt bestellen bij Magazin-Details.RU

Wilt u snel Li-Pol accu's kopen en niet wachten op de levering van reserveonderdelen? Neem contact op met onze winkel. Wij zijn leverancier van toonaangevende servicecentra en onderdelenwinkels, maar hebben ook de voorkeur van particuliere klanten uit het hele land.

Ons bedrijf verkoopt en werkt al enkele jaren rechtstreeks samen met fabrikanten van apparatuur. Wij zijn gespecialiseerd in het leveren van originele reserveonderdelen van hoge kwaliteit. Dit garandeert de klant een ononderbroken levensduur van de batterij.

Ook vindt u hier Li-Ion accu’s voor laptops, smartphones, telefoons en tablets.

Ons bedrijf streeft ernaar om de bestelprocedure zoveel mogelijk te vereenvoudigen. Om een ​​polymeer lithium-ion batterij te kopen hoeft de klant geen tijd te verspillen en naar ons kantoor te komen. Alle problemen worden snel opgelost via de website, e-mail of telefoon.

Op onze website kunt u de exacte kosten van onderdelen vinden. Winkelmanagers werken voortdurend het assortiment, informatie over prijzen en saldi bij.

Het bedrijf "Magazin-Details.RU" werkt samen met rechtspersonen en individuen. U kunt uw bestelling betalen via populaire diensten en betalingssystemen, zonder dat u uw huis hoeft te verlaten.

De levering van lithium-polymeerbatterijen voor smartphones vindt plaats via koeriersdiensten, transportbedrijven of Russian Post. U kunt de goederen ook op een geschikt tijdstip zelf ophalen bij ons magazijn.