Li pol аккумуляторы aaa

Литий-ионные аккумуляторы li-ion 1.5 V АА и ААА с АлиЭкспресс

Различные бренды Li-ion 1.5 V аккумуляторов, которые можно купить на AliExpress SMARTOOOLS, GTF, Doublepow, Etinesan, CES, AHTERSSS, BLACKUBE, SORBO, AJNWNM, PALO, ZNTER, KENTLI

Какие бывают типы аккумуляторов АА и ААА с прямым подключением к электродам?

Литий-ионные Li-ion (литий-полимерные LiPo) аккумуляторы на 1.5 V формата АА и ААА, пальчиковые и мизинчиковые, которые можно купить на AliExpress, с каждым годом набирают все большую популярность, и вот почему. Сейчас большинство приборов и различных девайсов с игрушками все чаще делают со встроенным литиевым аккумулятором. С одной стороны – это удобно, ведь не нужно без конца покупать новые батарейки, а с другой стороны, если аккумулятор сядет, пользоваться девайсом не получится, пока аккумулятор не будет заряжен. Использование аккумуляторов все равно оказывается более выгодным вариантом, поэтому даже в тех устройствах, где для питания используются пальчиковые АА или мизинчиковые ААА батарейки, пользователи устанавливают аккумуляторы различных типов.

Никель-кадмиевых NiCd аккумуляторы, которые самыми первыми появились на рынке в формате пальчиковых AA и мизинчиковых AAA аккумуляторов, имеют достаточно большой саморазряд, и сравнительно небольшое количество циклов заряда-разряда, порядка 500 циклов, в которых производителем гарантируется только незначительная потеря емкости. Основным плюсом таких аккумуляторов является достаточно большая емкость, способность выдавать большие токи даже при низких температурах. К минусам, кроме маленького количества циклов перезаряда и сильного саморазряда, добавляется еще основной самый жирный минус в виде эффекта памяти. Никель-металлгидридные NiMH аккумуляторы, пришедшие на смену никель-кадмиевым, обладают уже гораздо лучшими характеристиками, у них гораздо меньший процент саморазряда, позволяющим пролежать им несколько месяцев без критичной потери емкости, и практически в двое больше гарантированных циклов заряда-разряда. К тому же, в них уже практически нет эффекта памяти.

Но, все-таки, у таких аккумуляторов имеется еще один существенный недостаток, их номинальное напряжение всего 1.2 В, что неприемлемо для рада устройств, работающих от обычных батареек на 1.5В. После полного заряда современные NiMH аккумуляторы показывают напряжение порядка 1.45 В, но стоит им полежать некоторое время, как напряжение стабилизируется на уровне номинального 1.2В или около 1.3В. Некоторые капризные устройства считают аккумуляторы с таким напряжением уже подсевшими батарейками, и постоянно оповещают пользователя об этом, а еще большем незначительном просаживании отключаются вовсе. Кстати, NiCd и NiMH аккумуляторы можно разряжать до 0.9В, при таком напряжении мало что уже работает.

Существуют еще никель-цинковые NiZn аккумуляторы, которые можно отнести к хорошо забытым и вновь вернувшимся аккумуляторам. Они также есть в формате пальчиковых АА и мизинчиковых ААА аккумуляторов. Емкость их немного ниже, чем у NiCd и NiMH аккумуляторов, а вот номинальное напряжение аж 1.6 В. На такие аккумуляторы ни один фотоаппарат не будет жаловаться, что они разряжены, до полного их разряда. Заряжать их стоит при снижении напряжения до 1.3 В. Но есть и печальная новость, количество циклов заряда-разряда максимум где-то 370 циклов. Они выигрывают только в плане экологии, практически не загрязняя окружающую среду.

Литиевые аккумуляторы на 1.5 В формата АА и ААА в отличии от вышерассмотренных обладают достоинствами литиевых аккумуляторов, у них очень низкий саморазряд, и большая ресурсоемкость. При должном использовании литиевые аккумуляторы выдерживают без потери емкости минимум 1000 циклов заряда и разряда. Но из-за наличия в них понижающего преобразователя имеется ряд недостатков, о которых будет рассказано дальше.

Почему литий-ионные аккумуляторы на 1.5 В лучше аккумуляторов других типов?

Литиевые аккумуляторы на 1.5 В имеют все те же преимущества, которые присущи обычным литиевым батареям. Они имеют небольшой вес, у них практически отсутствует саморазряд и имеется большой запас циклов заряда-разряда. К тому же у них имеется значительно больший запас накопленной энергии в пересчете на тот-же объем вещества аккумуляторов других типов формата АА и ААА. Но тут есть некоторое «НО», о котором речь пойдет дальше.

Литиевые аккумуляторы на 1.5 вольта в своем корпусе содержать не только электроды с электролитом и прочим, но и электронику, из-за которой самого аккумулятора помещается меньше, чем могло бы в корпусе формата АА или ААА. Из-за этого емкость такого аккумулятора не высока, и он может конкурировать по величине емкости разве что с дорогими щелочными батарейками того же формата.

На выходных контактах литий-ионного аккумулятора на 1.5 В всегда выдается стабилизированное напряжение 1.5 вольта, пока он полностью не разрядится. Благодаря этому устройства, в которые он будет установлен, проработают на необходимом им уровне напряжения до полного отключения аккумулятора. В случае же с батарейками или аккумуляторами других типов, напряжение по мере разряда будет уменьшаться. Для некоторых девайсов это будет означать нестабильную работу, а другие будут постоянно оповещать о низком уровне напряжения батареи и в итоге отключатся.

В процессе эксплуатации такой литиевый аккумулятор на 1.5 вольта сможет заменить собой более 1000 дорогих щелочных батареек, что уже достаточно выгодно.

Принцип работы литий-ионных Li-Ion аккумуляторов на 1.5 В

Напряжение на электродах литиевого аккумулятора значительно превосходит 1.5 В даже в полностью разряженном состоянии. В полностью заряженном состоянии литий-ионный аккумулятор имеет напряжение 4.2 В, а в полностью разряженном оно будет в пределах 2.7 В. Чтобы получить напряжение ниже, необходимо использовать понижающий преобразователь. Такой принцип и реализован в литиевых аккумуляторах АА и ААА на 1.5 В. Внутри корпуса такого аккумулятора кроме самого литиевого аккумулятора устанавливается еще понижающий DC-DC преобразователь на 1.5 В. В зависимости от бренда аккумулятора, будет зависеть и сложность устанавливаемого преобразователя, который в большинстве моделей литиевых аккумуляторов на 1.5 вольта должен выполнять роль сразу нескольких устройств. На миниатюрной плате необходимо реализовать понижающий преобразователь, устройство защиты от КЗ, контроллер заряда и разряда литиевой батареи.

Понижающий DC-DC преобразователь будет постоянно поддерживать на клеммах такой супер батарейки напряжение на уровне 1.5 В до самого полного разряда литиевой батареи, пока контроллер не отключит батарею от понижающего преобразователя. Когда это произойдет, на клеммах литиевой супер батарейки будет ноль.

Если посмотреть на кривую разряда других типов аккумуляторов, без преобразователей, то на их клеммах по мере разряда будет постепенно уменьшаться напряжение. Если в девайсе есть режим проверки уровня заряда, то скорее всего он сообщит пользователю о возможности скорого отключения. В литий-ионных батарейках на 1.5 В уровень напряжения будет всегда на одном уровне, пока они не отключатся. А это значит, что устройство, в котором будут такие батарейки, просто внезапно выключится.

На графике кривой разряда литиевой супер батарейки на 1.5В видно, что на протяжении всего времени разряда идет прямая линия, которая резко обрывается при достижении порогового напряжения отключения на литиевой банке. Для сравнения также нанесен график разряда Ni-MH аккумулятора, где видно, что напряжение на нем постепенно падает по мере разряда аккумулятора.

Как и чем заряжаются литиевые аккумуляторы 1.5 V

Литиевые аккумуляторы на 1.5 В формата АА и ААА, как и любые другие литиевые аккумуляторы, необходимо заряжать до максимального их напряжения 4.2 В. Такое напряжение должен иметь аккумулятор на своих электродах, размещенный внутри корпуса супер батарейки на 1.5 В. Аккумуляторы разных брендов заряжаются по разному.

На AliExpress можно встретить литиевые аккумуляторы 1.5 В с четырьмя разными способами заряда. Есть вариант заряда напрямую самого литиевого аккумулятора с помощью специального зарядного устройства, которое имеет контактные площадки специфической формы, есть вариант подключения аккумулятора к зарядке через имеющийся USB или microUSB разъем. А есть также аккумуляторы, на которых нужно подавать напряжение 5 В через зарядку прямо на выводные контакты, с которых снимается напряжение 1.5 В во время эксплуатации.

В аккумуляторах, в которых заряжается напрямую банка литиевого аккумулятора, за ограничение тока заряда, и за определение уровня заряда, отвечает зарядное устройство, которое прекращает заряд в нужный момент. В других аккумуляторах имеется встроенный контроллер, контролирующий процесс заряда.

Подробнее о способе заряда литиевой супер батарейки на 1.5В конкретного бренда, можно узнать перейдя в более подробное описание выбранного аккумулятора.

Мизинчиковые литиевые аккумуляторы Li-ion 1.5 V ААА

Мизинчиковые литиевые аккумуляторы на 1.5В формата ААА по габаритам полностью соответствуют размерам стандартных ААА батареек. Диаметр их составляет 10.5 мм, высота 44.5 мм. Такие аккумуляторы в зависимости от способа подключения к зарядному устройству, могут иметь разную емкость. Это связано с физическими размерами банки литиевого аккумулятора, установленного в корпусе литиевой супер батарейки на 1.5В.

Например, если в аккумуляторе формата ААА имеется microUSB разъем для подключения к зарядному устройству, то он явно будет занимать значительную часть от общего объема аккумулятора. Аккумуляторы без разъемов, заряжаемые напряжением 5В, имеют больше места под литиевую батарею, и имеют соответственно большую емкость.

Среди всех литиевых аккумуляторов на 1.5В формата ААА, продаваемых на АлиЭкспресс, можно встретить аккумуляторы с максимальной отдаваемой емкостью в районе 600 мАч, максимум 700 мАч. Это не много, зато они прослужат несколько лет.

Пальчиковые литиевые аккумуляторы Li-ion 1.5 V АА

Пальчиковые литиевые аккумуляторы на 1.5В формата АА по своим габаритам соответствуют обычным щелочным батарейкам, которые можно купить в магазине. Их диаметр составляет 14.5 мм, а высота 50.5 мм. Такие аккумуляторы могут три разных способа подключения к зарядному устройству. Они могут подключаться напрямую к напряжению 5В, в них может быть встроен USB или microUSB разъем.

Самый удобный способ, USB разъем, занимает значительную часть объема аккумулятора, из-за чего такой аккумулятор будет иметь самую низкую емкость. Почти третью часть аккумулятора будет занимать USB разъем с платой контроля заряда и разряда.

Максимальная отдаваемая емкость литиевого аккумулятора на 1.5В формата АА, который можно купить на АлиЭкспресс не будет превышать 2000 мАч. В основном емкость таких аккумуляторов идет в районе 1500 мАч.

Почему на многих аккумуляторах 1.5В указывают накопленную энергию в мВтч, а не емкость в мАч?

Если посмотреть на представленные на АлиЭкспресс литиевые аккумуляторы на 1.5В, то можно заметить, что большинство брендов указывает именно накопленную энергию на своих аккумуляторах, чем сбивают с толку большинство пользователей. Многие и не обращают внимание на то, в каких единицах указаны числовые значения на корпусе аккумулятора, и обращают внимание только в момент использования.

Для сравнения аккумуляторов обычно сравнивают их емкость в мАч, и из указанного значения легко понять, сколько ампер может выдавать аккумулятор в течение часа, к примеру. Так зачем же указывают накопленную энергию в мВтч? Ответ очень прост, в этих единицах измерения значение получается больше, чем если бы записали в мАч.

Возьмем для примера запись 3000 мВтч на литиевом аккумуляторе на 1.5В. Если не заметить, в каких единицах измерения это записано, то покажется, что аккумулятор обладает внушительной емкостью. И тут нет никакого обмана, запись в мВтч будет одинаковой что для внутренней литиевой банки на 3.7В, что для литиевого аккумулятора на 1.5В.

Из имеющегося значения в мВтч легко получить мАч, для этого нужно просто разделить накопленную энергию на номинальное выходное напряжение. Для значения 3000 мВтч получается, что литиевый аккумулятор на 1.5В на выходе сможет отдать 2000 мАч, а для самой литиевой банки на 3.7В это уже будет 810 мАч.

Источник

То, чего не может быть: литий-ионный аккумулятор на 1,5 В в формате «мизинчиковой» батарейки AAA

Хорошие батарейки, как известно, стоят денег. Поэтому всё прогрессивное мировое человечество стремилось заменить батарейки на аккумуляторы. Причём, в идеале аккумуляторы должны были совпасть по размеру с батарейками; а лучшие на сегодня аккумуляторы — литий-ионные.

Но, как известно, литий-ионные аккумуляторы и их различные модификации имеют номинальное напряжение около 3.7 V; и по этой причине на замену обычных одноэлементных батареек с напряжением 1.5 V они никак не подходят (можно сжечь питаемую аппаратуру).

А ведь так было бы здорово применить их на замену обычным цилиндрическим батарейкам!

Литий-ионные аккумуляторы так хороши своим долгим сроком службы и очень большим числом допустимых циклов перезаряда, что творческая мысль человечества продолжала неустанно работать в этом направлении.

В итоге выход был найден, и в природе теперь существует литий-ионный аккумулятор для полноценной замены «мизинчиковой» батарейки типоразмера AAA с напряжением 1.5 V (а также и других типоразмеров, кроме AAAA).

/Изображение с официального сайта производителя/

Техническое решение здесь – достаточно очевидное с точки зрения схемотехники, но довольно сложное в конструктивном исполнении: в корпусе батарейки надо разместить не только «обычный» литий-ионный аккумулятор; но ещё при этом для его зарядки в корпус «батарейки» надо встроить контроллер заряда; а для выдачи наружу напряжения 1.5 Вольт – понижающий преобразователь.

Столь непростая «начинка» требует для себя определённого пространства, поэтому реализовать такую схему в «супермизинчиковых» батарейках формата AAAA даже китайским умельцам пока не удалось. А вот создать такую конструкцию в более крупном формате батарейки AAA (обычная «мизинчиковая») – удалось, и именно она и будет у нас протестирована.

У читателя возникнет логичный вопрос: зачем такой «огород» городить, когда существуют недорогие никель-металлогидридные аккумуляторы такого же типоразмера, и притом совсем недорогие?!

Дело здесь в том, что у никель-металлогидридных аккумуляторов номинальное напряжение — только 1.2 V; а не 1.5 V, как у батареек. Из-за этого многие виды аппаратуры будут воспринимать их как «подсевшие» батарейки, и долго с ними работать не будут.

Основные параметры и конструкция Li-ion аккумулятора в формате батарейки AAA

Основные параметры, заявленные производителем, таковы:

Типоразмер	AAA
Номинальное напряжение	1.5 V
Ёмкость	400 mAh
Напряжение зарядки	5 V
Максимальный ток выхода	1 A
Габариты	10 x 45 мм (10 мм — диаметр)
Масса	10 г

Всё здесь в характеристиках понятно, кроме одного: что они подразумевают под ёмкостью? Это — ёмкость внутреннего аккумулятора (как в смартфонах); или же ёмкость, передаваемая на выход (которая, собственно, и интересует потребителя)?

Попытаемся дать ответ на этот вопрос по ходу обзора.

Официальная страница аккумулятора на сайте производителя – здесь (китайский язык с вкраплениями английского).

Цена — около $5 за одну штуку на Алиэкспресс ссылка.

Внешний вид аккумулятора почти не отличается от самой обычной батарейки:

Логотип производителя — на месте; номинальное напряжение — 1.5 V; всё — как у батарейки!

Но если чуть повернуть «батарейку» на другой бок, то становится видна самая интересная её деталь: разъём micro-USB:

Этот разъём используется для подзарядки этого нетривиального устройства.

На аккумуляторе нанесена вся информация, необходимая пользователю, так что отдельная инструкция не требуется.

На виде сверху заметно небольшое отверстие в «крышке»:

Это отверстие предназначено для лучшей видимости светодиодного индикатора зарядки, скрывающегося внутри аккумулятора.

Светодиод светится красным цветом во время зарядки и переключается на зелёный по её завершении, так что пользователю не придётся гадать, зарядился аккумулятор или нет:

Заряжать аккумулятор можно любой стандартной телефонной «зарядкой» на 5 Вольт и ток от 0.5 Ампера с кабелем микро-USB. Таких зарядок, я думаю, у всех дома скопилось чуть более, чем очень много; так что покупать отдельно не придётся (экономия!).

Со стороны дна ничего особенного нет:

В завершение осмотра — ещё два ракурса с подключенным к аккумулятору кабелем микро-USB:

Теперь переходим к боевым испытаниям этого мудрёного девайса.

Тест Li-ion аккумулятора в формате батарейки AAA

Тест начнём с замера тока заряда; заодно и продолжительность зарядки измерим. Замеры производились обычным USB-тестером, когда это было возможно.

Аккумулятор пришел из Китая с нулевым напряжением на контактах. Это вполне естественно, так как путь из Китая — долгий; а аккумулятор с контролерами внутри имеет больший саморазряд, чем «голый» аккумулятор.

В течение примерно получаса с момента начала зарядки ток заряда составлял 0.36 — 0.38 Ампера:

Такая величина потребляемого тока подтверждает, что заряжать можно любой стандартной зарядкой; а также от USB-порта компьютера или ноутбука.

Ближе к концу процесса заряда ток стал снижаться; а весь процесс зарядки занял чуть меньше 45 минут:

Величина заряда, «залитого» в аккумулятор, как видите, оказалась невелика и составила 264 мАч.

Для испытания аккумулятора на разряд пришлось отказаться от этого USB-тестера, т.к. как он может работать только с напряжениями от 3 V. Пришлось проводить измерения по технологиям древних людей, с использованием мультиметра и набора резисторов.

Напряжение холостого хода на контактах составило 1.53 V.

При подключении нагрузки в 100 мА напряжение почти не изменилось и составило 1.51 V.

Время разряда аккумулятора током 100 мА составило 5 часов 50 минут (т.е. 5.83 ч.).

Итого, ёмкость аккумулятора на разряд составила 583 мАч, что больше «залитой» ёмкости в 2 с лишним раза!

Ничего сверхъестественного в этом нет, и закон сохранения энергии не нарушается; поскольку при работе выходного преобразователя напряжение понижается, а ток — повышается. Точнее, так происходит, когда преобразователь — импульсного типа на основе индуктивности; а не простой линейный стабилизатор.

Теперь — особое замечание.

При работе аккумулятора на разряд в течение всего теста напряжение на выходе практически не падало, т.е. было застабилизировано очень хорошо. А в конце разряда практически мгновенно напряжение упало до нуля.

Для питаемой аппаратуры это точно будет хорошо: любая аппаратура любит стабильное питание. Но, с другой стороны, некоторые устройства по постепенному падению напряжения питания определяют процент оставшегося заряда, предупреждая пользователя о скором прекращении работы.

Здесь такого предупреждения не будет: устройство прекратит работу молча и без предупреждений.

Так что хорошо застабилизированное напряжение — это одновременно и достоинство аккумулятора, и его недостаток (по крайней мере, в некоторых случаях).

Бороться с этим недостатком можно так же, как мы боремся с отключениями мобильников: подзаряжать, не дожидаясь отключения (особенно — в случае длительного перерыва в использовании). Литий-ионным аккумуляторам частый подзаряд не вреден.

Также в ходе тестирования была проведена простая проверка на помехи. Её проведение связано со слухами, курсирующими в Сети, что источники питания со встроенными высокочастотными преобразователями могут быть источниками радиопомех.

Для проверки я установил тестируемый аккумулятор в mp3-плеер с FM-приёмником, работающий от батарейки формата AAA.

При этом никаких помех помех приёму FM-станций обнаружено не было: они работали так же, как и от обычной батарейки (сильные станции — хорошо; слабые — плохо).

Далее — проверка максимального отдаваемого тока.

Заявленный производителем максимальный ток в 1 А аккумулятор отдал без проблем.

При дальнейшем повышении выходного тока до 1.4 А начинала срабатывать защита от короткого замыкания. Ток падал до нуля, затем периодически пытался восстановиться (до этой же величины), затем снова падал до нуля и так далее.

Альтернативный вариант: никель-цинковые аккумуляторы

Кроме рассмотренного варианта замены стандартных батареек на литий-ионные аккумуляторы того же форм-фактора, есть и ещё один вариант: замена на никель-цинковые аккумуляторы.

Они имеют почти такое же номинальное напряжение на выходе (1.6 V), как и у батареек (1.5 V).

Кроме того, они имеют более высокую ёмкость (по крайней мере, номинально), чем у протестированного литий-ионного аккумулятора, и стоят значительно дешевле.

Например, комплект из 4-х никель-цинковых аккумуляторов AAA ёмкостью 900 мАч стоит на Алиэкспресс $7.2 ссылка.

Однако же, во многих обзорах развенчивают эти чудо-аккумуляторы, поскольку их ёмкость и длительность жизненного цикла оказываются значительно меньше заявленных (пример обзора на стороннем ресурсе).

Тем не менее, они тоже имеют «право на жизнь», особенно в тех случаях, когда они используются часто и с высокой токовой нагрузкой. В этом случае стратегия — «быстро использовал, быстро „сдохли“, быстро купил новые» может быть вполне экономически оправдана ввиду их невысокой цены.

Заключение

Заключение начну с возвращения к вопросу, что же может означать ёмкость 400 мАч, заявленная производителем — это ёмкость встроенного аккумулятора, или же ёмкость, отдаваемая на выход?

Увы, тестирование аккумулятора так и не смогло дать точного ответа на этот вопрос.

Ёмкость, «заливаемая» в аккумулятор, значительно меньше этой величины; а ёмкость, отдаваемая на выход — значительно больше.

Но всё-таки, по смыслу этой величины, это должна быть ёмкость, отдаваемая на выход. И тогда можно с чистой совестью констатировать выполнение и перевыполнение величины, заявленной производителем (вообще-то хотелось написать: величины, заявленной производителем «от балды»).

В целом же протестированный аккумулятор показал себя позитивным устройством, вполне достойным внимания потребителей.

В его «активе»:

• достаточно высокая ёмкость, отдаваемая в нагрузку;
• возможность зарядки от любого телефонного ЗУ с кабелем микро-USB;
• высокая скорость зарядки;
• полное совпадение выходного напряжения с номиналом стандартных батареек;
• высокая стабильность выходного напряжения;
• защита от короткого замыкания.

В его «пассиве» (в недостатках):

• относительно высокая цена;
• отключение «без предупреждения» при израсходовании заряда.

Область применения:

Замена батареек во всех случаях, кроме очень малой нагрузки (например, в инфракрасных пультах дистанционного управления). При очень малой нагрузке и обычные батарейки служат настолько долго, что замена их на аккумуляторы протестированного типа не имеет ни практического, ни экономического смысла.

Посмотреть цену и/или купить литий-ионный аккумулятор в формате ААА можно на Алиэкспресс ссылка.

Кроме аккумулятора протестированного типа, в официальном магазине бренда ZNTER на Алиэкспресс можно найти и другие литий-ионные аккумуляторы для замены различных бытовых батареек: формат AA, формат C, и др. Работают они по тому же принципу, что и протестированный аккумулятор.

Источник