Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

[Andrey]

Я тут посмотрел LIR18650 в Планаре стоит ~150р
3,7в х 2а/ч = 7.4 вт/ч (стоимость 1вт/ч ~20р)

В нашей деревне NiCd 1а/ч стоит 30р, 5а/ч~130р
1.2в x 1а/ч = 1.2 вт/ч (стоимость 1 вт/ч ~ 25р)
1.2в x 5а/ч = 6 вт/ч (стоимость 1 вт/ч ~ 21р)
т.е. имеем литий дешевле NiCd и уж тем более дешевле NiMh.

LIR18650 содержит схему защиты от перезаряда, переразряда, большого тока разряда.

http://www.planar.spb.ru/products.php?section=A17B1
(правда их нет сейчас в наличии)

 

[Darkcat]

LIR18650 содержит схему защиты от перезаряда, переразряда, большого тока разряда.

Хм... Ты уверен? У меня таких банок целая коробка - ноуты починяю. Что-то я не замечал там никаких схем.

У лития есть свои косяки - плохо держит заряд на холоде (ниже +10), пожароопасен при ударе.

 

[Andrey]

Похоже, не все так хорошо. На защищенных есть надпись "Protected" и цена, по-видимому, на них раза в 2 больше.

 

[Dhaitya]

Andrey
LIR18650 производится и со встроенным контроллером, это так (LIR18650-PCB-LD). Стоит на ~30руб дороже. Также контроллер PCM-003A производства Efficient Energy & Managed Battery выпускается и отдельно.
Впрочем, схему защиты аккумулятора от переразряда вы можете создать и сами - на компараторе с высоким гистерезисом или на трёхвыводном мониторе. (В последнем случае д/единственного элемента последовательно монитору вам придётся включить один из переходов кремниевого БТ.)
См. также:
Мониторы.
ИМС ЗУ

Darkcat

У лития есть свои косяки - плохо держит заряд на холоде (ниже +10),

Что имеется в виду?
Увеличивается утечка? Или уменьшается отдаваемая ёмкость?

 

[Darkcat]

Падает емкость и уменьшается предельный ток.

Пример - фотобанк с винчестером. В нормальных условиях он работает полчаса. На холоде (под землей) он с большим трудм стартует - пишет батарея разряжена. И даже если запустить работает минут 10 от силы. Псле отогревания емкость частично возвращается.

 

[Dhaitya]

литий йонполимерная потомучто

Nein!

Падает емкость и уменьшается предельный ток. Пример - фотобанк с винчестером...

Здесь есть ловушка: нельзя судить о характеристиках аккумуляторов по поведению устройств, особенно сложных, содержащих цепи контроля, функция поведения которых сама может иметь температуру аргументом.

Именно интерпретация поведения устройств контроля и ответственна за создание мифа о нехолодостойкости литиевой системы.
Действительно, если щелочной (русский вариант - "алкалиновый") элемент имеет при Т=-20С отдаваемую ёмкость 25%, а эл-т на двуокиси марганца - 55%, то элемент на литии-(двусернистом железе) при той же температуре имеет ёмкость более 80%, а полимерный аккумулятор - 85%. *
*Данные любезно предоставлены Eveready Battery Company, Inc. и GPI International Ltd.

Предельный ток элементов уменьшается, конечно. Это происходит из-за увеличения выходного сопротивления, что объясняется спадом реактивности компонетов аккумулятора при понижении температуры.
Этот эффект может быть определяющим в токозависимых устройствах - ф-аппаратах и видеокамерах, беспилотных устройствах итд. Но в фонаре его влияние уменьшается дважды: из-за возможности эксплуатации при низком световом потоке, т.е. низком токе СИД и из-за возможного совмещения стабилизатора и батареи в одном отсеке - тогда теплопередача от преобразователя или даже резистора в цепи СИД будет разогревать аккумулятор, уменьшая его выходное сопротивление. Этот второй ход требует внимания от проектировщика, поскольку температура аккумулятора не должна превышать +60С.

 

[Darkcat]

Здесь есть ловушка: нельзя судить о характеристиках аккумуляторов по поведению устройств, особенно сложных, содержащих цепи контроля, функция поведения которых сама может иметь температуру аргументом.

Я проверял напряжение на самой банке дома. При +5 градусах стартовый ток (около 1 ампера) просаживает полностью заряженный элемент (1100 мАч) до 3,2-3,3 вольта.

Для фонаря это не так критично, особенно если использовать банки по 2500 мАч.

Терморегуляцию можно сделать, это не есть большая проблема добавить в схему один ОУ и терморезистор. Самая большая проблема это зарядка литиев. Особенно сборных из нескольких банок.

и... При длительных забросках фонарь на базе элементов AA/C/D предпочительнее в разы - можно заменить аккумуляторы батарейками.

 

[Andrey]

Я тоже считал, что литий на холоде плохо работает. Но DJ-Сварщику верю. В связи с этим еще такой вопрос: слышал что литий даже если просто лежит и не работает, то электроды аккумуляторов сами по себе разрушаются, примерно за 2 года. Это так? (в Планаре как раз лежат литиевые ICR18650 2005 года).

 

[Darkcat]

Угу. Деградация литиев со временем весьма ощутима. 2-3 года и половины емкости уже нет.

 

[Dhaitya]

Andrey

DJ-Сварщику верю.

...известно, как легко обособленная группа самых хороших людей может попасть в критическоет положение из-за влияния одного из них, особенно если на него рассчитывают так, словно он создан из еще лучшего материала, чем другие.

Мне, простите, верить не надо.
Во-первых, я уже писал вам о своей профессии, и о том, что тут делаю.
Во-вторых, с 1993-го года по настоящий момент я из-за различных ошибок вывел из строя деталей на ~$1500. (я их все в мешке храню, маленьком) Так что я тоже ошибаюсь.
В-третьих, свои соображения я стараюсь сводить к минимуму: обратите внимание, что я предпочитаю просто предоставлять в ответ на вопрос ссылки на документации или выдержки из них.

слышал что литий даже если просто лежит и не работает, то электроды аккумуляторов сами по себе разрушаются, примерно за 2 года. Это так?

Да, действительно, у первых литиевых аккумуляторов происходило разрушение электродов с образованием дендритов металлического лития и разрушением электролита. За 2-3 года хранения элемент выходил из строя. (1999-2001 годы)
Современные Li-аккумуляторы имеют скорость деградации существенно меньшую, например, ионные элементы пр-ва GPI деградируют на 0.1875%С/неделю при +20 град. С. Однако, фактором деградации является и способ заряда: важно, чтобы элемент не перегревался и не превышалось предельное напряжение заряда. Некоторое, незначительное нарушение этих требований приведёт к некоторым и незначительным уменьшениям ёмкости на 1 цикл. Суммарно, однако, это существенно сократит срок службы элемента.
Опорным фактором оценки скорости деградации является рассмотрение тестовой методики, когда аккумулятор непрерывно заряжается и разряжается током 1С. Тогда он теряет 30% ёмкости за 600 циклов, а 20% за 300 циклов.

Планаре как раз лежат литиевые ICR18650 2005 года

Неважно. Если бы я оказался на вашем месте, то написал бы письмо производителю с вопросом о lifetime. На своём месте я бы предположил 3 года службы после покупки и покупал без письма.

Ещё про низкие температуры.
Зимой DIVAS провёл опыт, охлаждая элемент YOKU 0827190 до -18С. Элемент отдал ~50% ёмкости при этой температуре и дошёл до отсечки. При нагреве до комнатной температуры он отдал около ~50% ёмкости и вторично достиг отсечки.

 

[Andrey]

Пока непонятно каким образом литиевые аккумуляторы заряжать и разряжать. Мне, например, одного элемента не хватит, а если соединять их (последовательно видимо?) и при разряде контролировать напряжение каждого? Интересно, как в ноутбуках решают эту задачу? Подбирают элементы, одинаковые по емкости и контролируют напряжение всей цепочки?

 

[Dhaitya]

...а если соединять их (последовательно видимо?)...

Последовательно.

...и при разряде контролировать напряжение каждого?

Да. Этот же способ используется промышленно, хотя есть формула, позволяющая определить напряжение отсечки батареи для некоторого тока разряда: Uoff=((Umid-0.15)(n-1))-0.2 [V], ici Umid - среднее напряжение на одном элементе при данном токе разряда.

Интересно, как в ноутбуках решают эту задачу?

Используют контроллеры батареи, втч. измеряющие напряжение отдельно на каждом элементе - MAX1538, MAX1894, MAX1666 и подобные.

 

[angel]

О литевых аккумуляторах и батареях.

Такой вот материальчик я в интернете накопал,очень хорошая статья.
http://superfonarik.ru/article_info.php?articles_id=4

 

[pushistui]

DJ-Сварщик
Литиевые аккумуляторы и мощные диоды совместимы?
Напомните о вашей профессии и тем, чем вы здесь занимаетесь.)
Я, видимо, за время своего отсутствия многое чего упустил.

Да и поддерживаю-чем их заряжать?

 

[Dhaitya]

Литиевые аккумуляторы и мощные диоды совместимы?

Полностью совместимы при стандартных мерах предосторожности при использовании литиевой системы.

Напомните о вашей профессии...

Психиатр.

Да и поддерживаю-чем их заряжать?

Это зависит от конкретного устройства и допустимых трат: если ЗУ встроено и элемент 1, то разумно использовать недорогие LT4054-42, встраиваемые в устройство, д/заряда потребуется внешнее напряжение 4В7-5В3.
Если элементов несколько, то необходимо использовать промышленные ЗУ: http://hobbyforyou.ru/catalog/618.html

 

[gross]

Используют контроллеры батареи, втч. измеряющие напряжение отдельно на каждом элементе - MAX1538, MAX1894, MAX1666 и подобные.

Эти микросхемы применимы для Li-pol? Необходима ли коррекция напряжений отсечки и перезарядки?

 

[Dhaitya]

Эти микросхемы применимы для Li-pol?

Полностью применимы. Если ИМС или ЗУ может заряжать ионную систему, то может заряжать и полимерную. Обратное может быть верно не всегда, т.к. полимерные элементы можно (но не нужно) заряжать большим током, чем ионные, это связано с их конструкцией.

Необходима ли коррекция напряжений отсечки и перезарядки?

Отсечка у любых литиевых элементов составляет 2В8-2В75 при малых и средних токах - до 4С и 2В5 при больших - 4С...10С...
Напряжение последней смены зарядного режима может быть 4В2 или 4В1, 2-е менее распространено и легко определимо опытным путём. Но лучше располагать документацией на аккумулятор.
Если же "у вас есть" некий Li-аккумулятор, то его верхний порог, скорее всего, 4В2.

Мне никогда и нигде не встречались полимерные аккумуляторы с верхним порогом 4В1.

 

[Andrey]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Смотрел какие ИМС предлагает Maxim для заряда/защиты литиевых аккумуляторов, и какие из них есть в ЧиД.
Искал для 4-х элементов
Защита:
нет max1924, 1894, 1906, 1666, 1780
есть 1665 , 320р
дороговато, но ладно. Защищает от пере/недонапряжения на каждом элементе, от высокого зарядного и разрядного токов. Внешние элементы - 2 пт. И все. Причем токи измеряются по падению напряжения на них?????? Как их задать и какие максимальные их величины что-то я не понял.
Для разряда - идеально.(Если разобраться как настраивается защита по току, напряжения заданы жестко 2.5в/4.3в на ячейку) Можно использовать для защиты 2,3 и 4 элементов включенных последовательно.
При большем количестве, скажем 8 элементов, ставим 2 микросхемы(?).

Для заряда не применимо - при достижении одним элементом 4.3в отключит от зарядника ВСЮ батарею.

Заряд:
нет max8731A, 1870А, 1535А, 8725, 8724, 8765, 1908, 1909, 1645/A/B, 1667, 1647
есть
1640 - 230р
1772 - 250р
1873 - 270р
1641 - 360р
8713 - 360р
1758 - 450р
1648 - 500р
745 - 500р
1535 - 800р(!!!!)

просмотрел датащиты на 3 самые дешевые ИМС, 1640, 1772, 1873.
Что интересно, напряжение меряется на ВСЕЙ батарее, стабилизируется ток заряда. Т.е. остается открытым вопрос, а как безопасно заряжать несколько литиевых аккумуляторов, соединенных последовательно, без разбора батареи?
Получается, готового решения капиталистическая промышленность не предлагает? Или надо было искать ИМС заряда одного элемента с возможностью заряда его в батарее?

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Заряжают литиевые банки по одной, независимо от количества соединённых. Если готовая батарея из калиброванных элементов - тогда всю, и то не всегда.
Микрухи ищи в terraelectronica.ru

 

[Andrey]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Заряжают литиевые банки по одной, независимо от количества соединённых

Каким образом? (ИМС для заряда 1-го элемента + выпрямитель + фильтр )Х количество элементов + многообмоточный трансформатор, по одной вторичной обмотке на каждый элемент?