Разрядная характеристика li ion аккумулятора

Разрядная характеристика li ion аккумулятора

Современные Li-ion аккумуляторы имеют высокие удельные характеристики: 100–180 Вт·ч/кг и 250–400 Вт·ч/л [24]. Рабочее напряжение 3,5–3,7 В, нижний порог напряжения 2,5–2 В [5]. Современные малогабаритные аккумуляторы работоспособны при токах разряда до 2С, мощные до (10–20)С. Интервал рабочих температур от –20 до +60°С. Однако многие производители разработали аккумуляторы, работоспособные при –40°С. Возможно также расширение температурного интервала в область более высоких температур.

Саморазряд Li-ion аккумуляторов составляет 4–6% за первый месяц, а затем существенно снижается: до 10–20% в год. Потери емкости у Li-ion аккумуляторов в несколько раз меньше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов. Ресурс 500–1000 циклов.

Разрядные кривые.Типичный вид разрядных характеристик Li-ion аккумуляторов изображен на рисунках 4 и 5. Из рисунков видно, что с ростом тока разряда разрядная емкость аккумулятора снижается незначительно, но уменьшается рабочее напряжение. Такой же эффект появляется при разряде при температуре ниже 10°С. Кроме этого, при низких температурах имеет место начальный провал напряжения.

Рис. 4. Разрядные характеристики литий-ионного аккумулятора PANASONIC типа CGR 18650H при разных токах разряда при температуре 25°С

Рис. 5. Разрядные характеристики литий-ионного аккумулятора PANASONIC типа CGR 18650H при различных температурах током 0,2 С

Вольт-амперная кривая литий-ионного аккумулятора представлена на рис. 6.

Рис. 6. Вольт-амперная характеристика литий-ионного аккумулятора

LENMAR типа DCL1LH емкостью 1000 мА·ч.

Заряд.Li-ion аккумуляторы заряжаются в комбинированном режиме: вначале при постоянном токе в диапазоне от 0,2 до 1С (чаще всего 0,7С) до напряжения 4,1–4,3 В (в зависимости от рекомендаций производителя), при этом аккумулятор получает 70–80% номинальной емкости. Затем заряд продолжают при постоянном напряжении, ток при этом снижается до 3% от начального значения. Первая стадия заряда может длиться около 40 мин, вторая стадия до 2 часов.

В некоторых типах зарядных устройств через каждые 500 часов или 20 дней при снижении напряжения разомкнутой цепи до 4,05 В на элемент предусматривается подзарядка аккумуляторов, которая завершается при достижении напряжения 4,20 В на элемент. При напряжении заряда 4,3 В начинается металлизация отрицательного электрода литием, а на положительном начинает выделяться кислород, температура батареи при этом быстро растет [5].

Читайте также:  Iso c90 forbids mixed declarations and code

Под крышкой аккумулятора имеется устройство, реагирующее на положительный температурный коэффициент увеличением сопротивления, и устройство, которое разрывает электрическую связь между катодом и положительной клеммой при повышении давления газов внутри аккумулятора выше допустимого предела.

Для повышения безопасности эксплуатации литиевых и Li-ion аккумуляторов в составе батареи обязательно применяется встроенная система электронной защиты, цель которой не допустить возможности перезаряда каждого аккумулятора, короткого замыкания и чрезмерного разогрева. Существует также и схема защиты от глубокого разряда, которая следит за напряжением батареи и разрывает цепь нагрузки, если оно снизится до 2,5 В на элемент.

Типичные зарядные характеристики литий-ионных аккумуляторов представлены на рисунке 7.

Рис. 7. Зарядные характеристики литий-ионного аккумулятора PANASONIC типа CGR 18650H при максимальном токе заряда и постоянном напряжении 4,2 В

Заряд полностью разряженных литий-ионных аккумуляторных батарей. При длительном хранении аккумулятора без подзарядки напряжение разомкнутой цепи может упасть ниже 2,5 В на элемент. Большинство зарядных устройств начинает работать от 2,5 В на элемент. В этом случае для перевода батареи в рабочее состояние, а также возможности заряда батареи в зарядном устройстве, рекомендуется проводить трехступенчатый восстановительный заряд [5].

1 этап. Заряд батареи током 0,02С до напряжения 2,8 В.

2 этап. Заряд током 0,05С до напряжения 3,2 В.

3 этап. Нормальный заряд до напряжения 4,2 В.

Сейчас на рынке представлено огромное разнообразие Li-Ion аккумуляторов различных марок, как с защитой, так и без. Взрывной рост их популярности пришелся на 2008-2010гг., когда на рынке появились большое количество мощных светодиодных фонарей в зарубежных интернет-магазинах.

Но, стоит признать, что, до сих пор, для большинства пользователей, этот тип элементов питания является достаточно новым и незнакомым. Чтобы не запутаться во всем этом многообразии мы хотим вам дать несколько советов, чтобы помочь определиться, какой именно литиевый аккумулятор вам необходим (защищенный-незащищенный) и как не купить откровенно некачественный товар.

Читайте также:  Мышь при прокрутке дергается вверх вниз

Что нужно знать при использовании Li-Ion аккумуляторов.

В силу технологии Li-Ion аккумуляторы имеют ряд ограничений, которые необходимо соблюдать в процессе эксплуатации.
Это:
максимальное напряжение (напряжение перезаряда) не должно превышать 4,25-4,35В
минимальное напряжение (напряжение переразряда) не должно быть ниже 2,2-2,5В
ток разряда не должен превышать 2ух-кратное значение емкости (2С): т.е. для аккумулятора с емкостью 2200мАч максимальный ток разряда не должен быть выше 4400мА, а обладателя емкости в 3100мАч можно смело разряжать током до 6200мА. Есть особые типы высокомощных Li-Ion аккумуляторов, которые предназначены для работы с большими разрядными токами, превышающими величину их емкости в 5-10 раз.

ток заряда не должен быть выше половины значения емкости аккумулятора (0,5С).

По аналогии с током разряда для аккумулятора с емкостью 2200мАч максимальный ток заряда не должен быть выше 1100мА, а аккумулятор с емкостью 3100мАч можно зарядить током в 1550мА.

• Li-Ion аккумулятор НЕ ЗАРЯЖАЕТСЯ при минусовой температуре, но достаточно спокойно относится к работе на морозе с небольшой потерей емкости. Т.е. зарядили аккумулятор дома, пошли, — поработали на улице, потом, опять, принесли заряжать аккумулятор домой. Это утверждение вы можете проверить в действии на вашем смартфоне или фотоаппарате/видеокамере, — там стоит такой же литиевый аккумулятор, только в другом типоразмере.

• Незащищенные аккумуляторы нельзя паять. Если вы хотите собрать из отдельных аккумуляторов большую батарею,

Разместил 29.06.2008 nik34
nik34 прислал:

Даны графики заряда и разряда Li-Ion аккумуляторов. Приведены разрядные характеристики при различных температурах.
Обзор дан на основе datasheet’ов (справочных описаний) для аккумуляторов фирмы " Saft ".

Для примера взят призматический Li-Ion аккумулятор ёмкостью 2600мАч, номинальным напряжением 3.7В.

Его характеристики:

— номинальное напряжение 3.75 В
— ёмкость (при разряде от 4.2В до 2.5В, при 20гр.С) 2.6 Ач
— зарядное напряжение 4.2 В
— количество 100% циклов заряд-разряд
до снижения ёмкости до 80% 500
— максимальный долговременный ток 2С (или 5.2А)
— максимальный импульсный ток до 4С (или 10А)
— температура при зарядке -20 до +60 гр.С
— температура при разряде -50 до +60 гр.С

Читайте также:  Новости этой недели в мире

График зависимости ёмкости от разрядного тока.


Как видим, что ёмкость качественных литиевых аккумуляторов зависит от разрядного тока незначительно. Однако, выходное напряжение на выходных клеммах, как видно, может снижаться почти на 0.5В.

График зависимости ёмкости от температуры разряда (для тока 0.2С).


Из графика видно, что при положительных температурах ёмкость аккумулятора остаётся практически постоянной.
Однако на морозе происходит резкое снижение выходного напряжения, что влечёт за собой более раннее срабатывание защиты по низкому напряжению в питаемом устройстве. Например, обычно порог, до которого можно разряжать аккумулятор выбирают равным 3В, и при достижении этого порога устройство устройство считает аккумулятор разряженным и отключается, хотя в аккумуляторе еще может быть достаточно энергии. А при температуре -50 гр.С такое устройство будет вообще считать, что аккумлятор пуст.
Увеличение напряжения на аккумуляторе в начале работы, по видимому, связано с его саморазогревом от проходящего тока.
Какой вывод можно сделать из графика. Литиевые аккумуляторы, по крайней мере, часть из них не боятся низких температур при разряде, но при этом у них снижается выходное напряжение, что приводит к более раннему отключению потребителей. Поэтому перед работой желательно либо каким-либо образом согревать аккумуляторы, либо, если разрабатывается схема контроля, понижать её порог срабатывания при снижении температуры.

Графики зарядных кривых. Зависимости напряжения и величины заряда от зарядного тока во времени.


На этом графике можно обратить внимание на одну особенность. Когда напряжение на аккумуляторе первый раз достигает 4.2В, то заряд аккумулятора составляет от 70 до 90% от максимума, в зависимости от тока зарядки. Затем следует фаза дозаряда, когда ток зарядки постепенно снижается а аккумулятор добирает оставшиеся проценты ёмкости.

При долговременном хранении рекомендуется:
— хранить в сухом месте при температуре не превышающей 30 гр.С.
— при долговременном хранении заряд в аккумуляторе должен быть около 30(+-15)% от максимального.

Ссылка на основную публикацию
Работа с far manager
Фар менеджер - один из самых удобных файловых менеджеров, рассчитанный на работу с файлами и папками на дисках, прежде всего,...
Программы для поиска транспорта
Грузы Широкие возможности фильтров позволяют найти точно подходящую для вашего транспорта загрузку. Несколько тысяч свежих предложений. Каждый сможет найти себе...
Программы для полной очистки жесткого диска
Подборка программ, которые помогут очистить жёсткий диск Windows компьютера и его съёмные устройства от ненужных файлов. Эти инструменты помогут найти...
Работа с классами python
Серия контента: Этот контент является частью # из серии # статей: Этот контент является частью серии: Следите за выходом новых...
Adblock detector