Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы зарядкой для свинцовых аккумуляторов

Как же правильно заряжать литиевые (литий-ионные), литий-полимерные и литий-фосфатные (LiFePO) элементы? Можно ли использовать для этого зарядку от свинцовых батарей? Что умеют зарядки, идущие в комплекте с аккумуляторами?

Следует отметить, что в принципе и существует-то всего два способа зарядки, это стабилизированным током или стабилизированным напряжением:

1. Для свинцовых автомобильных аккумуляторов в зарядных устройствах обычно реализован алгоритм зарядки стабилизированным напряжением – к примеру, обычный автомобильный стабилизатор пытается поддержать напряжение на выходе 13,6 вольт, а ток ограничен «не специально», а самой конструкцией устройства (конкретно, толщиной проволки в трансформаторе).
2. Для литиевых же элементов необходим режим зарядки стабилизированным током, а напряжение в процессе такой зарядки будет постепенно расти! При этом, если напряжение зарядки определить легко, то как узнать рекомендованный ток зарядки?! Обычно, сам производитель предписывает зарядный ток (от 0.2 C до 0.7 C) в зависимости от емкости аккумулятора (по-английски “Capacity”).

Про “Capacity” хочется объяснить подробнее, так как многие не понимают этот вопрос: итак, если у меня батарейка на 36в 13Ач, то её емкость (“Capacity”) какая? Емкость у неё, как я и сказал – 13 ампер*часов, т.е. ток 1С для неё будет 13 ампер. Или ток 1С = 13А, для этой моей батарейки!
А если вторая моя батарейка на 20Ач, то для неё 1С=20А….. понятно?

Ага, если понятно, то едем дальше! Для литиевых батареек, которые у нас есть в продаже, производитель рекомендует режим зарядки не более 0,5С – т.е. батареи емкостью 13Ач следует заряжать током не более 6,5 ампер.

Но чем определяется окончание зарядки, и что должно происходить с током на последнем этапе зарядки, когда на элементе уже получено максимально допустимое напряжение? Наиболее распространены два алгоритма:

1. Базовый алгоритм зарядки рекомендует следующее: при достижении максимального значения напряжения на элементе (обычно это 4,2 вольта на каждую ячейку), система зарядки выходит из режима стабилизации тока и переходит в режим стабилизации напряжения, на 10% ниже максимального значения (т.е. 4,2v – 10 % = 3,78v). Такое сложное действие не каждому понятно, а многие даже спрашивают, не потечет ли в это время ток в обратную сторону?! Однако, всё верно, если учитывать «химические» аспекты зарядки – при достижении 4,2 вольт, батарейка вовсе не является полностью заряженной! Напротив, к этому моменту зарядились только самые «плохие и слабые» элементы (которые и разрядятся в первую очередь), а основная масса «хороших и емких» элементов продолжает заряжаться (просто, делают они это медленнее «плохих»)! Обычно, от 40 до 70% массы батареи заряжается медленно…
2. Альтернативный алгоритм предписывает всю зарядку осуществлять стабилизированным током 0,18С. А при достижении максимального напряжения (4,2 вольта на элемент), прекращать зарядку, т.к. к этому моменту уже все элементы будут заряжены…..

Глядя на эти два способа, попытайтесь найти между ними разницу! Понятно, что первый способ быстрый, а второй медленный! Резонно Вы можете спросить, а почему бы не заряжать током 0,5С до максимального значения, а затем ещё пару часов так на зарядке подержать? Получился бы общий для двух алгоритмов способ?

Конечно, же нет! Хотя, этим способом и происходит обычно зарядка лития от блока питания для свинцовых батарей — такой источник дает ток в 0,5С – 2С и не имеет самостоятельного выключения в конце зарядки! В специальной литературе указано, что это приводит к ускоренному сокращению количества «медленных» частиц и, соответственно, к потери общей емкости.

Важно! Если Вы собираетесь использовать зарядку от свинцовых аккумуляторов для лития, то Вы должны выбрать зарядное устройство по току не более 0,2С и останавливать зарядку но напряжению или хотя бы по времени!

К счастью, те литивые батареи, которые имеются у нас в продаже, всегда снабжены оригинальным блоком зарядки, рекомендованным производителем! Это гарантирует максимально возможный срок их службы и удобство эксплуатации. Расскажу для примера, об источнике питания, который поставляется совместно с литий-ионным аккумулятором 36вольт 13 ампер-часов: вся индикация процесса зарядки построена на одном светодиоде, который показывает следующие значения:
1. Красный – фаза зарядки стабилизированным током.
2. Мигающий фиолетовый – фаза зарядки стабилизированным напряжением.
3. Фиолетовый – зарядка окончена (режим стабилизированного напряжения, потребление менее 0,1С)

Вероятно, в большинстве других источников для зарядки литиевых аккумуляторов имеется схожий алгоритм индикации и эти сигналы могут быть Вам полезны, для понимания процессов происходящих внутри батареи!

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Как заряжать литиевые аккумуляторы

Литиевые аккумуляторы представляют гальваническую пару, в которой катодом служат соли лития. Независимо, литий-ионный, литий-полимерный сухой или гибридный аккумулятор, зарядное устройство подходит всем. Изделия могут иметь форму цилиндра, или герметичную мягкую упаковку, способ зарядки для них общий, отвечающий особенностям электрохимической реакции. Как зарядить Li-ion АКБ?

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Каждый литиевый аккумулятор представляет герметичное изделие цилиндрической, призматической формы, для Li-pol в мягкой упаковке. Все они имеют напряжение 3,6- 4,2 В и разную емкость, измеряемую в мА/ч. Если собрать последовательно 3 банки получится батарея с напряжением на клеммах 10,8 — 12,6 В. Емкость при последовательной зарядке, измеряется по самому слабому литиевому аккумулятору в связке.

Как правильно заряжать литиевый аккумулятор 18650 или Pol на 12 вольт, нужно знать. Для возвращения прибору емкости необходимо использовать ЗУ с контроллером. Важно иметь в сборке РСМ для каждой банки, защиту от недо- и перезаряда. Другая схема незащищенных литиево-ионных аккумуляторов – установка РСВ – управляющей платы, лучше с балансирами, для равномерной зарядки банок.

На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С.

Как заряжать, предлагаем посмотреть видео, способ зарядки для 2, 3 литиевых аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Используется бюджетное зарядное устройство.

Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:

Зарядное устройство приобретаемое в комплекте с прибором.
Использовать разъем USB от электронной техники – компьютера. Здесь можно получить ток 0,5 А, зарядка будет долгой.
От прикуривателя, купив переходник с набором портов. Выбрать тот, что соответствует параметрам батареи на 12 В.
Универсальное зарядное устройство «лягушка» с доком для установки гаджета. Как заряжать? Есть панель индикации заряда.

Специалисты советуют использовать для зарядки литиевых аккумуляторов штатное зарядное, остальные – только в форс-мажорных обстоятельствах. Однако, как зарядить литиевый аккумулятор без штатного зарядного устройства, нужно знать.

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.

Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.

Глубина разряда, %	Количество циклов заряда
100	500
50	1500
25	2500
10	4 700

Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 0 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 0 может.

Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Время зарядки аккумуляторов определяется процессом восстановления емкости. Различают полный и частичный заряд.

Емкость измеряется в ампер-часах. Это значит, если подать заряд, численно равный емкости, то за час на клеммах создастся нужное напряжение, а запас энергии будет 70-80 %. Если емкость измеряется в единицах С, при быстрой зарядке следует подавать ток 1С-2С. Время быстрой зарядки около часа.

Для полного цикла зарядки батарей из нескольких элементов, соединенных последовательно, используют 2 этапа – CC/CV. Этап СС длится, пока на клеммах не появится напряжение , равное рабочему, в вольтах. Второй этап: при стабильном напряжении подается в банку ток, но с увеличением емкости, он стремится к нулю. Время заряда занимает около 3 часов, независимо от емкости.

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Две разных системы аккумуляторов – литиевые и свинцовые требуют разного подхода к восстановлению емкости. Свинцовый АКБ не настолько требовательны к параметрам зарядки, как литиевые. Да и критерии заряда другие.

Для зарядки на первом этапе Li-ion, Li-pol требуется постоянный ток, на втором этапе постоянное напряжение. Если не контролировать параметры на первом этапе, возможен перезаряд. Но если в батарее есть встроенная защита – BMS – она справится. Поэтому несколько добавить энергии можно даже зарядником от телефона.

В зарядном устройстве для свинцовых АКБ главный показатель – стабильное напряжение. Для литиевых зарядников на первом этапе важен стабильный ток.

Правда, появились универсальные ЗУ, которые можно перенастроить на тот или иной режим зарядки. Перед вами российская разработка «Кулон».

Источник