не перезаряжать батарейки что это значит
Руководство по перезаряжаемым литиевым аккумуляторам для начинающих
Когда-то аккумуляторы были тяжёлыми и неуклюжими предметами, выдававшими смехотворно мало энергии для своего размера и веса. К счастью, со временем технологии улучшаются, и в 2020 году у нас есть прекрасные мощные литий-полимерные аккумуляторы, выдающие столько энергии, сколько может понадобиться вашему мобильному проекту. Однако при их использовании нужно учесть некоторые моменты – поэтому предлагаю вам прочесть руководство для начинающих о том, как правильно использовать LiPo в своём проекте.
Так много типов!
Первые коммерческие литий-ионные аккумуляторы вышли на рынок в 1991 году, и за прошедшие с тех пор почти 30 лет мы наблюдали быстрый их прогресс. В итоге у нас появилось множество различных технологий и типов аккумуляторов, делящихся по типу конструкции и используемых материалов. Чтобы правильно обращаться с аккумуляторами, важно знать, какой именно тип попал к вам в руки, и очень важно обратить на это внимание.
Литий-ионные элементы форм-фактора 18650 из ноутбука. Подобные наборы обычно соединяются точечной сваркой никелевых полосок.
Обычно литий-ионными, или Li-ion аккумуляторами называют всю технологию перезаряжаемых литиевых батареек целиком, однако часто так называют традиционные элементы с цилиндрическим металлическим корпусом. Один из вариантов – многоуважаемые 18650, однако вообще их существует множество вариантов и размеров. Их крепкие корпуса сделали их популярными для использования в средствах передвижения, так как последние испытывают значительные физические нагрузки.
Литий-полимерными, или Li-Po называют литий-ионные батарейки, использующие полимерный электролит вместо жидкого. Благодаря этому их можно делать в виде ёмкостей различной формы. Такая гибкость делает их полезными для таких применений, как смартфоны и планшеты, где требуется аккумулятор большой ёмкости и плоской формы. Также их часто используют в радиоуправляемых моделях, поскольку их небольшой вес даёт существенное преимущество летающим аппаратам.
Литий-полимерные пакетные аккумуляторы для использования в радиоуправляемых моделях.
Lithium-HV, или литиевые аккумуляторы высокого напряжения – это литий-полимерные батарейки, использующие специальную кремний-графеновую добавку на плюсовой клемме, благодаря которой она не повреждается высоким напряжением. Если заряжать большинство литиевых аккумуляторов до напряжения выше 4,2 В, они значительно потеряют в ёмкости, а их срок службы будет заметно уменьшаться. Используя эту добавку, можно заряжать элементы до 4,32 В без подобных негативных последствий. Повышение напряжения даёт примерно 10% прибавку к плотности энергии по сравнению с обычными литий-полимерными аккумуляторами.
Уважайте границы
Ошибка может привести к неприятным результатам
По сравнению с большинством типов аккумуляторов, литиевые элементы плохо переносят неправильное обращение. Разряд ниже нижнего предела приводит к формированию медных дендритов, из-за чего у них уменьшается ёмкость и может произойти короткое замыкание. Перезаряд может привести к повреждению анода отложениями лития, из-за чего могут образоваться литиевые дендриты, что часто приводит к короткому замыканию или самоподдерживающейся реакции с выделением тепла – аккумулятор начинает дымиться и гореть. Также каждый элемент в группе нужно поддерживать на том же уровне напряжения, что и все его соседи, чтобы элементы не слишком быстро деградировали.
При выходе за указанные пределы в лучшем случае вы просто убьёте аккумулятор, в худшем случае он загорится и взорвётся. Кроме того, эти элементы подвержены раздуванию, выделению газа, да и вообще кажутся не очень удобными в работе. Может показаться, что иметь с ними дело чересчур сложно. К счастью, современная электроника научилась справляться с их проблемами. Правильное оборудование и меры предосторожности дают возможность использовать литиевые аккумуляторы безопасно и эффективно. Однако все, кто работает с ними, должны уяснить себе потенциальные опасности. Боб Бэддели в прошлом ноябре опубликовал отличную статью на эту тему.
Работа с аккумуляторами
В случае использования отдельных элементов или их групп, к примеру, при использовании LiPo аккумуляторов в радиоуправляемых моделях, достаточно просто использовать специальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов. При зарядке нужно подключать провода для проверки балансировки [позволяют измерять напряжение на каждом из элементов по отдельности / прим. перев.], особенно если батарея разрядилась полностью. Наибольшей эффективности в работе батарей можно добиться при использовании умных зарядных устройств (особенно в случаях с LiFePO4 и элементами высокого напряжения). Убедитесь, что у вас есть способ остановить разрядку батарей в случае слишком сильного понижения напряжения – будь то предупреждающий световой индикатор, звуковой сигнал или просто автоматическое отключение.
Подобные модули отлично подходят для интеграции литиевых аккумуляторов в прототип
Если вашему устройству требуется интегрированный аккумулятор, вам подойдут специальные платы защиты и заряда. Существуют готовые модули и интегральные схемы, позволяющие без проблем контролировать работу литий-ионных батарей. В принципе их множество – от тех, которые просто разрывают контур при понижении напряжения, до комплексных решений по зарядке и защите. Такие компании, как Adafruit, продают модули, которые отлично подойдут для начинающих любителей электроники, желающих интегрировать удобное решение по заряду и контролю аккумуляторов без необходимости проектировать платы самостоятельно. Однако существуют открытые решения, которые будет легко интегрировать в собственную плату в будущем.
Система управления батареей (BMS) для аккумуляторов из 12 элементов, способного выдавать до 60 А.
Для более крупных проектов с самостоятельно собранными батареями хорошо подойдут системы управления батареей (BMS). BMS, по сути, не сильно отличается от микросхемы защиты, она просто разработана для более крупных задач. BMS обычно используется для аккумуляторов, состоящих из десятка или более элементов, и часто в таких проектах, как электровелосипеды и другие средства передвижения. BMS паяется непосредственно к аккумуляторам, и подсоединяется к каждому элементу в отдельности [к группе элементов, соединённых параллельно / прим. перев.]. Её задача – балансировка элементов, ограничение тока разрядки для безопасности, управление процессом зарядки. Опытные сборщики батарей часто интегрируют BMS в корпус или кожух самого аккумулятора, оставляя снаружи только коннектор. Это позволяет пользователю просто добавить готовый аккумулятор в свой проект, не беспокоясь о защите.
Если вашему проекту необходима особая устойчивость к воздействию окружающей среды, вам также придётся отслеживать температуру аккумулятора. Отслеживать температуру ячеек, в особенности во время зарядки – отличный способ защитить аккумулятор от повреждения. У лучших чипов и BMS есть функция отслеживания температуры. На таком уровне сборки вы уже будете делать батарею самостоятельно, внедряя термопары в нужные места во время сборки. Для аккумуляторов, выдающих большие токи, температуры нужно отслеживать в обязательном порядке. Практически во всех электровелосипедах и электромобилях есть оборудование для отслеживания температуры аккумуляторов и управляющих систем.
Литий-ионные батарейки могут быть опасными, но при правильном использовании они достаточно безопасны для большинства проектов. Главное – использовать правильное оборудование, чтобы убедиться, что вы не выйдете за пределы диапазонов напряжения и температуры, иначе может случиться беда. Надеюсь, что данная инструкция поможет вам в поисках информации по включению литиевых аккумуляторов в свой проект.
Можно ли зарядить батарейку и как это сделать
Сегодня человек окружен электронными устройствами, большинство из которых – беспроводные, работающие от источников питания. Промышленностью выпускается множество гальванических элементов (батареек) и аккумуляторов. Нередко они совпадают размером и внешним видом. Но гальванический элемент – одноразовый, а АКБ допускает зарядку. Какие различия между обычными батарейками и аккумуляторами, и как подзаряжать последние – об этом в статье.
Существуют элементы питания, допускающие возможность многократной подзарядки.
Разновидности аккумуляторов
Многократная перезарядка доступна только аккумуляторным батареям, на корпусе которых крупным шрифтом указаны 3 – 4 цифры – энергоемкость.
В зависимости от примененной «химии» и способа отдачи заряда выделяют такие разновидности аккумуляторов:
Рассмотрим особенности наиболее востребованных:
Как определить – батарейка или аккумулятор
Визуально обычный гальванический элемент от АКБ отличить не получится. Надо смотреть на наклейку на корпусе. Если написан параметр напряжения 1.5 или 1.55 В, в 90% случаев это батарейка, не предполагающая подзарядки. Типоразмер при этом может быть любым, вплоть до «таблетки». Нередко встречаются источники тока на основе лития, напряжение которых – 1.5 или 3 В. Это одноразовые изделия, и их часто путают с Li-Ion АКБ на 3.7 В.
Как определить по значению напряжения:
В продаже можно найти АКБ с напряжением 1.5 В. Это обычная литиевая аккумуляторная батарея в корпусе стандартной батарейки, куда дополнительно встроена схема, преобразующая напряжение в 1.5 В.
Опознать изделие можно по гнезду зарядки, так как для пополнения заряда требуется напряжение 5 В. В одних моделях это разъем, расположенный на виду (microUSB), других – прикрыт колпачком, одновременно работающий как положительный вывод 1.5 В.
Обычные батарейки делятся на солевые и щелочные (с надписью на корпусе «alkaline»). Также на гальванических элементах производитель всегда оставляет предупреждение – «не заряжать» («do not recharge»).
На аккумуляторах на корпусе в первую очередь указана энергоемкость. Там же присутствует надпись «rechargeable», то есть «перезаряжаемый». В дополнение написано, по какой технологии элемент сделан.
Легче всего отличить обычную батарейку от АКБ – по обязательной маркировке, но ее надо уметь «читать».
Основные правила подзарядки
Правильная зарядка продлит срок службы аккумуляторной батареи. В первую очередь надо подобрать подходящее зарядное устройство, и желательно, чтобы оно возобновляло емкость неторопливо (что даст полноценный заряд).
ЗУ для аккумуляторных батареек.
Современные литиевые источники питания не имеют так называемого «эффекта памяти», поэтому специально подготавливать их не нужно. А вот Ni-Cd и Ni-MH АКБ надо «гонять» – полностью разряжать и полностью заряжать. Если этого не делать, энергоемкость заметно упадет.
Чтобы не путаться с продолжительностью зарядки, покупают ЗУ с индикатором – он показывает, сколько заряда в подсоединенной батарее. Такие устройства по окончании зарядки отключаются сами, продлевая тем самым срок службы АКБ.
В среднем на подзарядку аккумулятора емкостью 1800 мАч уходит около 17 часов. Если в течение суток аккумулятор не зарядился, значит, он «отжил свое», и остается только утилизировать.
Можно ли заряжать обычные батарейки
Многие утверждают, и даже доказывают, что батарейки можно заряжать в зарядном устройстве. На деле – нельзя. АКБ перезаряжаемы по той причине, что когда в корпусе появляется ток, электролит выделяет ионы кислорода и водорода, которые возобновляют энергию.
Устройство обычных батареек иное. Как правило, это солевые элементы, где от электролита к электродам движутся ионы, и их запас ограничен. Кроме того, одноразовым батарейкам, преимущественно дешевым, свойственно окисление – они даже не утрачивают и половины энергоемкости. Дорогие батарейки (Duracell, Energizer) способны продержаться дольше – их потенциал раскрывается на 90%.
И если потребитель вставит обычную батарейку в ЗУ, из-за действия тока разрушится солевая корка. Заряжаться источник питания просто не будет. Долго (даже 10 минут) держать его не стоит, иначе:
Цинковые гальванические элементы (с буквами Zn в маркировке) категорически запрещается заряжать. При подключении к ЗУ их электроды полностью разрушаются.
Чтобы определить, к какой категории относится элемент питания, достаточно взглянуть на маркировку. Если кто-то говорит, что обычные батарейки можно заряжать – это ошибка. Перезарядка доступна только аккумуляторам, и то, для каждого типа требуются свои параметры зарядки. Поэтому наиболее удобны в пользовании универсальные ЗУ.
Можно ли зарядить батарейки и какие
Интересная штука — прогресс. Раньше всё работало на паровой тяге, позже настало время двигателей внутреннего сгорания, а сейчас? Сегодня все стремятся перейти на электрическую энергию. Даже автомобили, нет-нет, да обзаведутся электрическим двигателем. Что тут говорить про различные гаджеты.
Какую современную электронную технику мы бы ни взяли, будь то эхолот или музыкальный проигрыватель, радиоуправляемая игрушка или радиопроигрыватель — всё это требует для своей работы источника питания. Конечно, многие из этих устройств можно и к сети подключить, но большая часть работает от батареек.
Если разобрать этот элемент питания, то внутри окажется анод и катод — это электроды, один из которых положительно заряжен, а другой отрицательно. Находятся они внутри ёмкости, которая заполнена электролитом и всё это в корпусе из металла.
Когда контакты замыкаются, электроны начинают «бегать» от электрода к электроду — от этой «беготни» и появляется электрический ток. Спустя какое-то время на аноде уменьшатся количество активного вещества, сокращается количество электронов. Да и электролит хуже начинает проводить электричество. Вот так садится батарейка.
Какие батарейки бывают
Имея общее предназначение, батарейки различаются не только формой, но и той химической реакцией, протекание которой и обеспечивает возникновение внутри электрического тока.
Форма элементов питания
Все мы привыкли к «пальчиковым» (имеющим обозначение АА) и «мизинчиковым» (с обозначением ААА). Выполнены они в виде цилиндра и используются в большей части электронной техники.
Элементы питания с маркировкой C и D, представленные в виде «бочонка», несколько крупнее первых, благодаря чему имеют больший объём мощности. Как правило, применяют их в фонарях, переносных магнитофонах и других видах устройств.
Не меньшее распространение получили батарейки прямоугольной формы «крона».
Батарейки в виде небольшого диска (CR), чаще всего используются в миниатюрных устройствах, таких как часы, игрушки и т. д.
У батареек в форме цилиндра напряжение составляет 1,6 Вольта. «Крона» более мощная и выдаёт 9 вольт.
Химическая реакция
Самые маломощные из всех — солевые батарейки. Срок хранения у них небольшой, не более трёх лет.
Более мощные элементы — щелочные. Мы привыкли к их импортному наименованию — «алкалиновые». Хранить их можно до пяти лет.
Самые мощные из всех — это литиевые элементы питания. Сохраняют свою работоспособность до семи лет.
Как определить, какие батарейки можно заряжать
Неоднократно заряжать возможно лишь элементы питания аккумуляторного типа, которые имеют особую маркировку. Любые другие батареи, к какому бы типу они ни относились, зарядить невозможно.
При пренебрежении правилами техники безопасности может случиться следующее:
На основе используемых материалов аккумуляторы делятся на типы:
Внимание! Аккумуляторы на основе никель-кадмия имеют способность запоминать количество заряда, именно поэтому их рекомендуется сперва разрядить до нуля, а уж потом заряжать до ста процентов. Никель-металлогидридные также обладают таким эффектом, но у них он минимален.
Аккумуляторы своими размерами ничем не выделяются среди прочих батареек. Поэтому отличить их от обычных затруднительно. Единственное, чего нет среди них, так это таблеточных аккумуляторов, если не считать небольшую серию, которая предназначена для применения в слуховых аппаратах.
Почему нельзя заряжать обычную батарейку
Не подлежат повторной зарядке всевозможные батареи таблеточного типа, да и другие лучше не пытаться повторно зарядить. Если на элементе питания увидите надпись alkaline — то даже пытаться зарядить не стоит. 
Устройство и принцип работы батареек, которые предназначены «попользоваться и выбросить» отличны от аккумуляторного. Электролит поставляет электродам ионы. И постепенно их количество становится всё меньше и меньше. Поэтому батарейка и разряжается.
Если поставить заряжаться обычную батарейку — никакого эффекта не будет. Вновь она не заработает. Например, у обычных батарей на основе марганца и цинка электрод выполнен из цинка. Во время работы он постепенно растворяется.
Аккумуляторные батареи способны во время зарядки приводить в исходное состояние значение своего электролита и электродов. В зарядном устройстве и в аккумуляторе внутри электролита возникают кислородные и водородные ионы. И запускается процесс восстановления, водород работает катализатором и преобразует катод в свинец, а кислород, в свою очередь, образует из анода диоксид свинца.
Как правильно заряжать батарейку
Даже такое нехитрое дело, как зарядка аккумулятора, требует соблюдения определённых мер безопасности:
Во время зарядки АКБ сильно разогревается, не стоит этого опасаться — это нормальное явление. Но одновременно с этим поверхность батареи не должна быть раскалена. Если именно такие ощущения возникают, когда до них дотрагиваешься — прекратите зарядку.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Использовать аккумуляторы в хозяйстве намного выгоднее, ведь служат они дольше. Кроме того, каждый знает о том, что заряжать их можно повторно. Но что насчет обычных батареек? Они нередко выручают, когда нет возможности подзарядить АКБ. При этом оба элемента питания внешне похожи друг на друга как две капли воды.
Почему бы не заряжать обычные батарейки точно так же?
Для того, чтобы дать цельный ответ на вопрос по поводу того, можно или нельзя заряжать батарейки, придется разобраться с основами устройства последних. Итак, данный элемент питания состоит из катода (корпуса), в который помещен графитовый анод, идущий от одного полюса к другому. Вокруг анода в батарейку залит электролит. Когда батарейка вставляется в устройство и происходит замыкание цепи, в элементе питания запускается химическая реакция, в результате которой и получается электрический ток.
Проблема заключается в том, что по мере вырабатывания электричества происходит постепенно разрушение катода – химическое и физическое. Сначала корпус покрывается оксидной пленкой, которая становится препятствием для дальнейшего протекания химической реакции. Батарейка садится. Логично предположить, что если удалить оксидную пленку, то батарейка в теории должна заработать вновь. И это действительно так. Оксидная пленка с катода удаляется за счет нагревания. Повышенная температура приводит к разрушению оксидной пленки, что в будущем позволит использовать батарейку еще некоторое время. Нагревание до 55 градусов по Цельсию «рассасывало» наросты на 36 процентов.
Попытки зарядить батарейку точно так же, как аккумулятор, могут увенчаться успехом по той лишь причине, что в ходе «зарядки» элементы питания достаточно сильно нагреваются. В советские времена некоторые люди нагревали батарейки до 70-80 градусов, что приводило к разрушению оксидной пленки и давало возможность использовать элемент питания вновь. Именно это и является «повторной зарядкой». Однако, здесь есть большое «но».
Как уже было отмечено ранее, в ходе химической реакции катод портится не только химически, покрываясь пленкой, но и разрушается физически. А это значит, что рано или поздно в нем образуются бреши, через которые начнет вытекать электролит. И тогда батарейка станет не только бесполезна, но еще и чрезвычайно опасна, так как ее содержимое очень ядовито для человека и животных. Поэтому «заряжать» батарейки повторно при помощи температуры можно, однако следует соблюдать при этом осторожность и не забывать элементы питания на «подзарядке», так как они могут сгореть или взорваться.
При хорошем катоде восстанавливать батарейку можно еще 2-3 раза. Правда, с каждым последующим разом окисляться катод будет все быстрее и быстрее.
Posts from This Journal by “Технологии” Tag
Яндекс» с партнерами выпустил первую партию серверов, изготовленных в России. Они основаны на базе разработанного в «Яндексе» сервера четвертого…
Прочитал новость о том, что холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех запускает первое в России производство механизированных…
Meta Цукерберга представила прототип перчатки виртуальной реальности. Прототип представляет собой перчатку с 15 ребристыми надувными пластиковыми…
Информация об этом журнале
На схеме внутреннее устройство солевой батарейки. На фото щелочные (алкалайновые батареи). В последних нет графитового анода и катод не металл стакана, а порошок цинка в смеси. И характеристики, степень восстановления и варианты восстановления для разных типов весьма различны. Есть и так называемые rechargable батарейки. Они штатно выдерживают десятка два циклов восстановления. Ну и восстановление возможно слабыми токами, при которых нагрева практически нет, а восстановление-таки есть.
Очень слабая статья.
Нет. Я веду технический кружок и всяких элементов питания навидался. Перезаряжаемый щелочной элемент питания редко именуют аккумулятором. Сошлюсь на сведения продавцов: «Возможность небольшой зарядки щелочных батареек дает обратимость электрохимической реакции, протекающей при разряде, но конструкция не обеспечивает безопасную зарядку. Поэтому были разработаны специальные перезаряжаемые щелочные батареи, получившие названия полуторавольтовые аккумуляторы, заряжаемые щелочные батарейки или RAM (Reusable Alkaline Manganese, Rechargeable Alkaline Manganese – многократно используемые щелочные марганцевые), исключающие утечку электролита или разгерметизацию которые могут произойти при многократной перезарядке.
К неоспоримым преимуществам следует отнести возможность приобретения химического источника питания готового к работе без предварительной зарядки. Если после приобретения аккумулятора его нужно вначале зарядить, а потом использовать, то заряжаемые батарейки можно сразу устанавливать бытовую технику, не имея под рукой зарядного устройства. Приобретая заряжаемую батарейку, мы получаем первичный источник тока. После первого разряда батарейку можно зарядить и она становится вторичным источником тока. Таким образом, заряжаемые батарейки занимают промежуточное положение между первичными и вторичными источниками тока. Напряжение батарейки составляет 1,5 вольта и почти не меняется до полного разряда. Эти батарейки могут работать в режиме разрядных токов до 600 миллиампер. Емкость батарейки габарита АА достигает 2 ампер-часа. Их внутренне сопротивление выше, чем внутреннее сопротивление обычных батареек. Активные вещества цинк и оксид марганца. Перезаряжаемые щелочные батарейки являются хорошей заменой никель-кадмиевых и никель-магниевых аккумуляторов. В заряженном состоянии заряжаемые батарейки могут храниться несколько лет. Цена заряжаемых батареек в два раза выше цены обычных щелочных, но ниже цены аккумуляторов. Длительный срок хранения, превосходящий показатели никель-кадмиевых, никель-магниевых аккумуляторов, отсутствие вредных веществ позволяет заряжаемым щелочным батарейкам составить конкуренцию аккумуляторам, применяемым в бытовой технике.
Если батарейки разряжены менее чем на 25 %, то они могут перезаряжаться несколько сот раз до напряжения величиной 1,42 вольта, если они разряжены более чем на 25 % и менее чем на 50 %, то возможен перезаряд до 50 раз до напряжения уровнем 1,32 вольта. Сильно разряженная батарейка может перезаряжаться не более 20 раз».