Основы робототехники

Аккумулятор 18650: как заряжать и каким током

Содержание

battery

Блоки питания

18650 аккумулятор как заряжать

Мы уже не представляем свою жизнь без беспроводных девайсов – смартфонов, ноутбуков, ручного электроинструмента, светодиодных фонарей и других портативных устройств.

Для бесперебойной работы устройств, облегчающих быт и увеличивающих нашу мобильность, нужны независимые источники энергии, обеспечивающие длительное время автономной работы – батарейки или аккумуляторы.

Немного о литий-ионных батарейках

Литий-ионные аккумуляторы – одни из самых долговечных источников энергии для мобильных устройств и электроприборов, используемых нами.

Основные достоинства литий-ионной технологии:

  • высокая энергоемкость;
  • скорость заряда и разряда;
  • небольшая величина саморазряда;
  • маленькие размеры.

Принцип работы литий-ионных аккумуляторов – накопление энергии происходит при прохождении ионов лития от анода к катоду через электролит, при разряде идет превращение химической энергии в электрическую, питающей различные устройства.

В литий-ионных АКБ катод изготовлен из солей лития, анод из графита, сепаратор пропитан электролитом в виде органического раствора солей лития.

1865О

Выполняются такие АКБ в двух модификациях со строгим соблюдением герметичности:

  1. В призматическом исполнении – электроды и сепаратор, изголовленные из прямоугольных пластин, поочередно укладываются друг на друга либо скручиваются в спираль при рулонной сборке и помещаются в корпус с подключенным к нему катодом.
  2. В цилиндрическом исполнении – электроды из фольги, разделенные сепараторным материалов, помещены в металлический корпус, на который выведен минусовой электрод.

Справка: Нарушение герметичности корпуса ведет к выходу аккумулятора из строя.

Характеристики батарейки 18650

Один из самых распространенных типов АКБ, применяемых в быту для обеспечения работы ноутбуков, электроинструмента, светодиодных фонарей – аккумулятор 18650:

  • первые две цифры (18 мм) – диаметр;
  • вторые (65 мм) – длина;
  • третья цифра (0) – цилиндр.

По внешнему виду литий-ионный аккумулятор 18650 напоминает привычную всем «пальчиковую» батарейку, незначительно превышая ее в размерах.

Технические характеристики аккумулятора зависят от типа электролита, материала катода и находятся в пределах величин:

  • напряжение – номинальное 3,6-3,7 V, возможен разброс от 2,5 V до 4,2 V;
  • максимальный разрядный ток – 10-35 A;
  • емкость – 1100-3600 mAh.

Справка: Точные параметры указываются производителем на упаковке изделия.

1865О_батарейка

Типы батарей 18650

В зависимости от материала, используемого для изготовления катода, существуют три типа элементов 18650, сведения о которых нанесены на корпус в виде маркировки.

Литий-кобальтовые

Катод изготовлен из оксида лития-кобальта LiCoO2 – характеризуется большой энергоемкостью при средних показателях силы тока.

Срок службы не превышает 500 циклов.

Внимание! Принудительный быстрый заряд или подключение устройств, которые могут быстро разряжать литий-кобальтовый элемент, ведет к возгоранию электролита и разрушению батареи.

Литий-марганцевые

Катод изготовлен из литий-марганцевой шпинели LiMn2O4 – обеспечивает быструю зарядку и высокое значение силы тока разряда до 20-30 А.

Срок службы до 1000 циклов.

Литий-железо-фосфатные

Катод изготовлен из LiFePO4 – характеризуется ровным графиком тока разряда, самой низкой емкостью из линейки 18650 и безопасны в применении.

Срок службы до 2000 циклов.

Общие требования к зарядке аккумуляторов 18650

Аккумулятор как заряжать методом CC/CV – постоянный ток/постоянное напряжение:

  • CC – на первом этапе при подаче зарядного напряжения 0,05 В и плавного его увеличения обеспечиваем постоянный ток заряда – величина тока 20-50% от емкости аккумулятора (зарядка работает, как стабилизатор тока);
  • после достижения 4,2 В аккумулятор набирает около 80 % емкости, что сигнализирует об окончании первого этапа;
  • CV – на втором этапе зарядка идет постоянным напряжением 4,2 В при постепенно снижающемся токе.

Внимание! Необходимо строго соблюдать полярность, иначе при заряде литиевый элемент выйдет из строя: «минус» батареи – плоский, «плюс» имеет несколько отверстий и немного выступает.

Каким током заряжать li-ion аккумулятор 18650

Оптимальный ток заряда – 0,5 А.

Допускается увеличение тока заряда до 1 А – уменьшает время зарядки аккумулятора, однако для сохранения эксплуатационного ресурса благоприятнее плавный заряд.

Сколько заряжается аккумулятор 18650

Время зарядки не более трех часов – ускоренную зарядку применяют в экстренных случаях.

После окончания зарядки аккумулятор отключается от зарядного устройства – долгое нахождение литий-ионных элементов под повышенным напряжением приводит к негативным изменениям электролита и снижает емкость аккумулятора.

Как зарядить аккумулятор 18650 без зарядного устройства в домашних условиях

Иногда возникает вопрос – как заряжать литий-ионный аккумулятор 18650 подручными средствами, когда заводского зарядного устройства нет под руками.

Как зарядить аккумулятор 18650 зарядкой от телефона

Используем блок питания от кнопочного телефона:

  • отрезаем штекер подключения к телефону;
  • снимаем оболочку провода;
  • разъединяем и зачищаем один-два сантиметра проводов – черный «минус», красный «плюс»;
  • правильно соблюдая полярность, плотно прикрепляем оголенные провода к клеммам при помощи скотча или пластилина;
  • включаем зарядку в сеть;
  • через час зарядки аккумулятор можно снова использовать в качестве источника питания.

Как сделать зарядку для аккумулятора 18650

Простейшее зарядное устройство для аккумулятора 18650 можно сделать самостоятельно на основе ТР 4056 – модуля заряда с линейным зарядом тока и напряжения.

зу_для аккумулятора 18650

Схема подключения простая – ток заряда задается всего одним резистором.

схема_зу_для аккумулятора 18650

Для зарядки используется сетевой адаптер или USB-порт любого устройства.

Процесс заряда можно отследить по светодиодам:

  • индикатор красный – идет процесс зарядки;
  • индикатор зеленый – заряд окончен.

Важно! Для продления срока службы литий-ионного элемента оптимальный заряд в пределах 25-90 %.

Что делать, если 18650 не заряжается

Ситуация, когда батарея не заряжается, возникает после долгого хранения литий-ионных элементов или их переохлаждения.

Большинство элементов 18650 оборудованы контроллером, который защищает АКБ от перезаряда, во время работы предотвращает перегрев и взрывное разрушение.

Контроллер питания отключает банки аккумулятора от клемм при падении напряжения ниже допустимого уровня 2,4 В – измеренное напряжение на клеммах нерабочего аккумулятора 0 В.

Поднять напряжение на аккумуляторе и ограничить предельный ток можно включением резистора в цепь, собрав схему из телефонного блока питания с током выше 0,1 А, резистора на 300-1000 Ом мощностью 0,5-1 Вт и вольтметра. Включаем на одну-две минуты ЗУ в сеть – контролируем напряжение, после того как оно достигнет 3 В, отключаем схему и ставим аккумулятор на зарядку.

Внимание! Проверяем 18650 во время всего процесса заряда, при нагреве сразу отключаем зарядку – сильно греющийся при заряде элемент восстановлению не подлежит.

Как проверить батарейку 18650 на работоспособность

Мультиметром измеряем напряжение – элемент 18650 работоспособен при напряжении на клеммах от 2,4 В до 4,1 В, при снижении напряжения ниже 2,9 В батарея нуждается в зарядке.

схема_зу_для_аккумулятора 18650

Определить емкость 18650 можно замером времени полностью заряженного питания инструмента, например, шуруповерта. Если реальный замер времени меньше указанного на корпусе, элементы нуждаются в зарядке.

Ремонт аккумулятора 18650

Существует два эффективных метода восстановления работоспособности элементов:

  1. При наличии платы контроллера попытаться запустить неисправный аккумулятор от рабочего при помощи параллельного соединения с ним – минусовым «плоским» контактом устанавливают оба аккумулятора на металлическую поверхность, плюсовые замыкаем отверткой короткими прикосновениями.
  2. Удалить плату защиты с корпуса аккумулятора – если причина была в неисправности схемы контроллера, аккумулятор заработает.

Важно! Восстановление работы 18650 методом параллельного заряда и разряда опасно из-за высокой взрывоопасности водорода и лития.

Чем заменить аккумуляторную батарейку 18650

Аналогов элементов 18650 не существует, но можно в светодиодных фонарях использовать три батарейки класса ААА (через переходник). Напряжение одного элемента 18650 3,7 В близко к суммарному напряжению трех батареек 4,5 В, но светить фонарик будет тускло и недолго – емкость батареек значительно меньше аккумуляторного элемента.


Источник: onlineelektrik.ru