Hoe u thuis een lithium-ionbatterijlader ontwerpt. Oplader voor Li-Ion-accu van rommel Zelfgemaakte oplader voor 18650

Voor het opladen van lithium-ionbatterijen wanneer er geen speciale oplader beschikbaar is. Dergelijke batterijen zijn heel gebruikelijk, maar niet iedereen kan (of wil) een oplader kopen voor het competente opladen, vaak opladen met gewone gereguleerde voedingen. Laten we eens kijken hoe dit te doen.

Neem als voorbeeld de ncr18650b 3.6 V 3400 mAh lithium-ionbatterij van Panasonic. We waarschuwen je meteen dat het opladen van dit type batterij behoorlijk gevaarlijk is als je het verkeerd doet. Sommige monsters overleven pesten, en sommige Chinese "super-economisch" hebben geen bescherming en kunnen exploderen.

Beschermde batterij

Een beschermde batterij moet de volgende beveiligingskenmerken hebben:

• PTC, bescherming tegen oververhitting en, indirect, overstroom.
• CID, het drukventiel, zal de cel afsluiten als de druk binnenin hoog is, wat kan optreden als gevolg van overladen.
• PCB, over-ontlading beschermingskaart, reset wordt automatisch gedaan of wanneer geplaatst in de oplader.

De bovenstaande afbeelding laat zien hoe de potbescherming werkt. Dit ontwerp wordt gebruikt voor elk type moderne, robuuste lithium-ionbatterij. De PTC en het drukventiel zullen niet zichtbaar zijn aangezien het onderdeel is van de originele batterij, maar alle andere delen van de bescherming zijn wel te zien. Hieronder ziet u de varianten van elektronische beveiligingsmodules, die het vaakst worden aangetroffen in standaard ronde Li-Ion-batterijen.

Lithium opladen

U vindt het typische circuit en oplaadprincipe voor ncr18650b-batterijen in de datasheet. Volgens de documentatie is de laadstroom 1600 mA en de spanning 4,2 volt.

Het proces zelf bestaat uit twee fasen, de eerste is gelijkstroom, waarbij het nodig is om de waarde in te stellen op 1600 mA DC, en wanneer de batterijspanning 4,20 V bereikt, begint de tweede fase - constante spanning. In dit stadium zal de stroom iets dalen en zal ongeveer 10% van de laadstroom uit de lader vloeien - dit is ongeveer 170 mA. Deze handleiding is van toepassing op alle niet-18650 lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen.

Van de enorme verscheidenheid aan li-ionbatterijen is vooral de 18650-batterij in trek. Een lange levensduur en stabiele batterijparameters worden gegarandeerd door een aantal regels in acht te nemen, maar de belangrijkste voorwaarde die de prestaties van 18650 lithium-ionbatterijen beïnvloedt, is hun correct opladen.

Oplaadbare batterij 18650

De belangrijkste positieve eigenschappen van lithium 18650-batterijen zijn het vermogen om een ​​grote hoeveelheid lading te accumuleren, deze lading voldoende lang op te slaan, gebrek aan geheugeneigenschappen en een mager soortelijk gewicht.

Het geheugeneffect is vooral kenmerkend voor nikkel-cadmium-batterijen. Dit effect betekent enig verlies van batterijcapaciteit als deze wordt opgeladen totdat deze volledig is ontladen.

Voor 18650 batterij en anderen:ikl-lop batterijen hebben hun eigen markeringen:

• De eerste twee cijfers geven de diameter in millimeters aan;
• De volgende twee cijfers geven de lengte in millimeters aan;
• Het laatste cijfer geeft het type batterij aan (0 - geeft de cilinder aan).

In de beginfase van productie en gebruik onderscheidden dergelijke batterijen zich door hun explosiviteit, als gevolg van ongecontroleerde chemische reacties binnenin en gevallen van kortsluiting in de batterijen. Om dergelijke storingen te voorkomen, zijn alle oplaadbare batterijen in het algemeen en 18650 in het bijzonder uitgerust met speciale borden met controllers die schade aan de batterij door kritieke oververhitting en drukverlaging voorkomen.

Optimale bewaarcondities voor lithium-ionbatterijen worden bereikt bij een temperatuur van 5°C met een batterijontlading van 40%.

De procedure voor het opladen van de batterij 18650

Bekende laderfabrikanten gebruiken daarin een tweetraps acculaadmethode.

De tweetraps oplaadmethode omvat:

1. De taak van de oplader in de eerste fase wordt teruggebracht tot opladen met een gestabiliseerde stroom. De stroomsterkte tijdens het opladen wordt bepaald door de nominale capaciteit van de batterij met een coëfficiënt in de orde van 0,2 tot 0,5. Tijdens het opladen wordt de spanning automatisch verhoogd om een ​​stabiele stroom te behouden. Bij een spanning van 4,2 V stopt het laadproces in dit stadium. Op dit punt heeft de batterij de tijd om zijn capaciteit met 70-80% aan te vullen. Om de laadtijd voor lithiumbatterijen te verkorten, wordt een versneld laadproces toegepast. In dit geval wordt de laadstroom genomen met een factor 0,5-1,0;
2. De 18650 wordt in de tweede trap met constante spanning opgeladen. Het 18650-laadbord ondersteunt US-opladen ~ 4.15-4.25V en regelt de hoeveelheid stroom. Tijdens het opladen neemt de huidige waarde geleidelijk af tot een waarde van 0,05-0,01 van de batterijcapaciteit. Dienovereenkomstig wordt het laadproces als voltooid beschouwd.

Naast de eerder genoemde laadstappen geldt voor 18650 li-ion accu's een voorbereidende acculading. Het opladen gebeurt met een verminderde stroom totdat de spanning op de batterij 2,8 V bereikt.

Ondanks al zijn onmisbaarheid heeft het tweetraps laadsysteem enkele nadelen. Aangezien de spanning op de batterij wordt gemeten terwijl er een grote laadstroom doorheen gaat, kunnen dergelijke metingen, afhankelijk van de interne weerstand van de batterij, verschillen. In dit opzicht kan de spanning 4,3-4,4V bereiken, wat een extreem negatief effect heeft op de batterij. In de praktijk is het beter om gebruik te maken van opladers met stroompulsen in aanwezigheid van openingen ertussen. Tijdens deze intervallen wordt de spanning over de accu gemeten. Hoe dichter de spanning bij de waarde van een volledig opgeladen batterij ligt, hoe korter de impuls wordt gegeven door de lader. Dienovereenkomstig, wanneer de gemeten spanning 4,15V bereikt, stopt de toevoer van pulsen.

Lader circuits

Radioamateurs vragen zich vaak af hoe ze lithium-ionbatterijen moeten opladen en hoe ze die kunnen opladen met een maximale besparing van middelen, moeite en tijd. De aanwezigheid van de nodige basiselementen en basiskennis zal de radioamateur niet zonder oplader achterlaten.

Het geassembleerde doe-het-zelf 18650-laden, weergegeven in de onderstaande afbeelding, wordt geconfigureerd door de uitgangsspanning in te stellen op 4,2V met een trimmerweerstand R8 en de laadstroom met weerstanden R4, R6. Het laadproces wordt als voltooid beschouwd nadat de HL1-led uitgaat.

Belangrijk! Om de LM317-chip normaal te laten functioneren, moet de 18650-batterijlader een ingangsspanning hebben binnen 8-12V.

Zelfgemaakte oplader voor 18650, inclusief MAX-geïntegreerde schakelingen (1551 of 1555), verschilt kwalitatief van concurrenten in een aantal eigenschappen en kenmerken:

• De mogelijkheid om de batterij op te laden via USB of een aparte voeding;
• Gebrek aan externe transistors en diodes;
• Bescherming tegen overmatige oververhitting door het kunstmatig verlagen van de laadstroom.

Het zal niet moeilijk zijn om een ​​pulslader voor 18650 te krijgen, die met uw eigen handen is geassembleerd, vanwege het ontbreken van een microschakeling in het apparaat. De gepresenteerde 18650-oplader voldoet aan alle eisen en functies van pulsladen. Een bijkomend voordeel van de oplader is de mogelijkheid om de elementbasis te vervangen door huishoudelijke tegenhangers. Een slimme oplader voor 18650-batterijen, met uw eigen handen geassembleerd en getest, zal niet slechter dienen dan de gekochte oplader.

Het geschetste onderwerp bracht dergelijke vragen aan het licht: hoe de batterij op te laden, hoe een li-ionbatterij op te laden. Bij gebruik van een oplader voor 18650-batterijen, gekocht of zelfgemaakt, is het belangrijkste om de uitgangswaarden goed te controleren. Verder kun je letten op extra opties in de vorm van lcd-schermen, het aantal kanalen, de aanwezigheid van een achtergrondverlichting, een autoadapter.

Video

Lithium-ion 18650-batterijen worden op grote schaal gebruikt in veel van de elektronische apparaten die we tegenwoordig gebruiken. Denk hierbij aan led-verlichting, laptop-accu's, e-bikes of powerbanks.

Deze batterijen zijn een betrouwbare energiebron, dus het is ook erg handig om ze in projecten te gebruiken als je iets met je eigen handen doet. In vorm lijken de 18650 lithium-ionbatterijen op vingerbatterijen, maar de uitgang heeft een spanning van 3,7 V met een capaciteit van 1600 tot 3600 mAh (AA- of AAA-batterijen hebben een spanning van 1,5 V / 1,2 V).

Het opladen van deze batterijen is op dit moment echter nog geen gemakkelijke zaak, aangezien commerciële opladers vrij duur zijn. Daarnaast is voor lithium-ion-accu's een oplader van goede kwaliteit vereist, anders gaat de accuduur achteruit. Een gebalanceerde oplader werkt goed, maar is verkrijgbaar in een hogere prijsklasse.

Daarom hebben we in deze tutorial besloten om een ​​Li-Ion-oplader te maken die vier 18650's tegelijk kan opladen. Deze oplader is heel eenvoudig te maken en doet het werk van een uitgebalanceerde oplader door de stroom naar afzonderlijke batterijen na een volledige lading af te sluiten.

We hebben een paar "reserveonderdelen" nodig voor onze oplader:

• printplaat voor algemeen gebruik
• TP4056-module
• paperclips
• verbindingsstuk
• PCB-schakelaars:
• 3.7V Li-Ion-batterijen
• Soldeerbout

Je kunt dit allemaal in verschillende winkels kopen, vooral in buitenlandse, zoals Amazon of E-bay.

Stap 2: begin met verzamelen

• Neem een ​​universele printplaat en plaats de batterijen bovenop de printplaat;
• Let op de afstand tussen de randen van de batterijen en hun PCB-breedte;
• Vouw 8 paperclips open en knip met een tang de clips uit de randen zoals te zien is in de afbeelding hierboven;
• Er moeten in totaal 8 U-klemmen worden gemaakt (afhankelijk van het aantal op te laden batterijen);
• Plaats de U-klemmen in de print zodat de batterijen tussen de klemmen kunnen worden geplaatst;
• De klemmen fungeren als batterijhouders;
• Gebruik ook de overgebleven stukjes paperclip om de zijaanslagen te maken;
• Bevestig de klemmen goed aan het bord zoals weergegeven in de afbeelding.

Let op: Zorg ervoor dat de klemmen niet met elkaar verbonden zijn tijdens het solderen.

Stap 3: componenten toevoegen

• Plaats de TP4056 oplaadmodule op de print zoals in bovenstaande afbeelding;
• Markeer met een stift de modulegaten op het bord;
• Soldeer een pin in elk van de gemarkeerde gaten;
• Schuif de module over de pinnen en soldeer voorzichtig;
• Gebruik het aantal modules gelijk aan het aantal op te laden batterijen, d.w.z. één module per batterij;
• Soldeer alle modules op het bord zoals weergegeven in de afbeelding;
• Neem de schakelaars en soldeer ze tussen elke module op de printplaat.

Let op: bekijk zeker de video (hieronder) en de afbeeldingen om fouten te voorkomen.

Stap 4: sluit de componenten aan

• Zie het aansluitschema hierboven en soldeer alle componenten aan elkaar;
• Markeer de polariteit op de batterijhouders vanaf de U-clips;
• Verbind de klemmen van de batterijhouder met de ingangsklemmen van de TP4056 laadmodule volgens de polariteit;
• Sluit de modules zo aan dat ze stroom kunnen overbrengen van een enkele stationaire lader;
• Stel ook de verbindingen tussen de schakelaars zo in dat ze kunnen worden gebruikt om de voeding van de modules onafhankelijk te regelen.

Stap 5: de oplader testen

• Plaats de batterijen in de batterijhouders op het bord;
• Sluit de oplader van de mobiele telefoon aan op een van de modules en schakel de stroom in;
• Er gaat een indicator op de module branden om het opladen aan te geven;
• Gebruik schakelaars om de stroomtoevoer naar de batterijen te regelen;
• Zet alle schakelaars uit als je maar één batterij wilt opladen;
• Schakel de schakelaars in afhankelijk van de hoeveelheid batterijlading op een bepaald moment;
• Omdat elke batterij een aparte oplader heeft, hebben ze nooit het probleem van overladen en opnieuw opladen (het meest voorkomende probleem dat lithium-ioncellen beschadigt).

Let op: De TP4056 laadmodule is in staat om 1 A te leveren bij 5 V. Aangezien we de lader voor 4 accu's hebben gemaakt, is het noodzakelijk om een ​​2 A mobiele lader te gebruiken zodat er minimaal 500 mA aan elke cel kan worden geleverd.

Stap 6: Videozelfstudie

Dus, vrienden, hier sluiten we de les af. Maak het thuis en gebruik een willekeurig aantal lithium-ioncellen zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over batterijvermogen.

Als je iets hebt gemist, bekijk dan de video over hoe je deze prachtige en zeer nuttige oplader kunt maken.

Vergeet bovendien niet om uw feedback en suggesties achter te laten in de opmerkingen in onze VKontakte-groep. Blijf ons volgen voor updates over onze lessen.

Tegenwoordig is een van de meest populaire batterijformaten voor verschillende elektronische apparaten de 18650. Het vereist een juiste behandeling tijdens het gebruik. De duurzaamheid en functionaliteit van deze stroombron hangt hiervan af.

Hoe u een 18650-batterij oplaadt, moet in detail worden overwogen. Het advies van experts zal u helpen erachter te komen.

algemene karakteristieken

Tegenwoordig worden veel standaardformaten gebruikt en een van de meest gevraagde is de batterij 18650. Deze heeft een cilindrische vorm. Uiterlijk lijkt zo'n batterij op vingerbatterijen. Alleen de gepresenteerde weergave is iets groter van formaat dan de gebruikelijke apparaten.

Tijdens het gebruik rijst noodzakelijkerwijs de vraag hoe de batterij 18650 moet worden opgeladen.Dit is een eenvoudige procedure. Je moet er echter wel verantwoord mee omgaan. De levensduur van de batterij is afhankelijk van het juiste opladen.

Batterijen van het gepresenteerde type worden tegenwoordig gebruikt om laptops en elektronische sigaretten van stroom te voorzien. Dit maakte de gepresenteerde standaardmaat populair. Dergelijke batterijen worden ook geïnstalleerd in zaklampen en laserpointers. Meestal zijn de gepresenteerde apparaten van het lithium-ion-type. Dit type batterij is bewezen effectief en gebruiksvriendelijk.

Eigenaardigheden

Als u bedenkt hoe u een 18650-batterij oplaadt voor een zaklamp, elektronische sigaret en andere apparaten, moet u het principe van de werking ervan beschrijven. Dit formaat is beschikbaar in de categorie lithium-ionbatterijen. Het heeft kleine afmetingen. De hoogte is slechts 65 mm en de diameter is 18 mm.

In het apparaat bevinden zich metalen elektroden waartussen lithiumionen circuleren. Hiermee kunt u elektrische stroom opwekken om apparatuur van stroom te voorzien. Bij een lage of hoge lading worden er meer ionen gevormd op een van de elektroden. Ze groeien op het materiaal en veranderen het volume en de kenmerken ervan.

Om de batterij lang en volledig te laten werken, is het noodzakelijk om het verschijnen van een diepe of te hoge lading te voorkomen. Anders zal het apparaat snel falen. Afhankelijk van het batterijvermogen worden speciale soorten laders gebruikt.

Batterij bescherming

Tegenwoordig zijn de gepresenteerde typen batterijen verkrijgbaar met een speciale controller of bevatten ze mangaan. Voorheen werden batterijen zonder bescherming geproduceerd. Hoe u de 18650-batterij in dit geval correct oplaadt, moest u voor uw eigen veiligheid weten.

Het is een feit dat het apparaat, dat geen speciale bescherming had, ernstig kan oververhitten als het verkeerd of te lang wordt opgeladen. In dit geval kan kortsluiting en zelfs brand ontstaan, of Vandaag is het gebruik van dergelijke constructies in de vergetelheid geraakt.

Alle lithium-ionbatterijen zijn ontworpen om te worden beschermd tegen dergelijke negatieve verschijnselen. Meestal wordt een speciale controller gebruikt. Het bewaakt het niveau van de batterijcapaciteit. Het koppelt indien nodig eenvoudig de batterij los. Sommige soorten structuren bevatten mangaan. Het heeft een aanzienlijke invloed op de chemische reacties binnenin. Daarom hebben deze batterijen geen controller nodig.

Oplaadfuncties

Veel kopers vragen zich af hoe ze een 18650 Li-Ion (3.7V) batterij moeten opladen. U moet vertrouwd raken met de kenmerken van een dergelijk proces. Het is vrij eenvoudig. Moderne fabrikanten maken speciale apparaten die het opladen van de batterij regelen.

Lithium-ionbatterijen hebben vrijwel geen geheugeneffect. Dit geeft een aantal richtlijnen voor het opladen en gebruiken van batterijen. Het geheugeneffect is de geleidelijke afname van de capaciteit van de batterij wanneer deze niet volledig is ontladen. Deze eigenschap was kenmerkend voor nikkel-cadmium-batterijen. Ze moesten volledig ontladen worden.

Integendeel, ze tolereren geen diepe ontspanning. Ze moeten worden opgeladen tot 80% en ontladen tot 14-20%. In dergelijke omstandigheden zal het apparaat zo lang en productief mogelijk meegaan. De aanwezigheid van speciale borden in het ontwerp vereenvoudigt dit proces. Wanneer het capaciteitsniveau daalt tot een kritische waarde (meestal tot 2,4 V), koppelt het apparaat de batterij los van de consument.

Opladen

Veel kopers van verschillende elektrotechniek zijn geïnteresseerd in het opladen van een 18650 Li-Ion-batterij (3.7V, 6800mah). Dit proces wordt uitgevoerd met behulp van een speciaal apparaat. Het begint te laden bij een spanning van 0,05 V en eindigt bij een maximumniveau van 4,2 V. Boven deze waarde kan de batterij van het gepresenteerde type niet worden opgeladen.

U kunt 18650-batterijen opladen met een stroomsterkte van 0,5-1A. Hoe groter het is, hoe sneller het proces gaat. Een soepelere stroom heeft echter de voorkeur. Het is het beste om het laadproces niet te versnellen, tenzij de batterij dringend moet worden gebruikt.

De procedure duurt niet langer dan 3 uur. Het apparaat zal dan de batterij loskoppelen. Dit voorkomt oververhitting en uitval. Er zijn apparaten te koop om op te laden die het verloop van dit proces niet kunnen beheersen. In dat geval dient de gebruiker zelf de uitvoering ervan te monitoren. Experts raden aan om apparaten aan te schaffen die het proces zelf regelen. Dit is een veilige methode.

Opties

Batterijen met verschillende capaciteitsindicatoren zijn te koop. Dit heeft invloed op de gebruiksduur en het laadproces. Batterijen van 1100-2600 mAh hebben een kleine capaciteit. De meest populaire in deze categorie zijn UltraFire-producten. Deze fabrikant maakt kwaliteitszaklampen. Daarom hebben consumenten een redelijke vraag over het opladen van de 18650 UltraFire-batterij.

In dit geval moet worden opgemerkt dat apparaten met een capaciteit tot 2600 mAh moeten worden opgeladen met een stroomsterkte van 1,3-2,6 A. Dit proces wordt in verschillende fasen uitgevoerd. Aan het begin van het opladen wordt er een stroom aan de batterij geleverd, die 0,2-1 van de waarde van de batterijcapaciteit is. Op dit punt wordt de spanning op ongeveer 4,1 V gehouden. Deze fase duurt ongeveer een uur.

Tijdens de tweede fase wordt de spanning op een constant niveau gehouden. Voor sommige fabrikanten van opladers kan deze procedure worden uitgevoerd met wisselstroom. Er moet ook worden opgemerkt dat als er een grafietelektrode in het batterijontwerp is, deze niet kan worden opgeladen met een stroomsterkte van meer dan 4,1 V.

Soorten opladers

Er is een eenvoudige manier om de batterij op te laden, hiervoor moet je een bepaald type apparaat kopen. Er is een grote selectie oplaadapparatuur voor batterijen van dit type te koop. Het eenvoudigste en goedkoopste apparaat is voor één batterij. Het huidige niveau daarin kan 1 A bereiken.

Apparaten waarin meerdere batterijen tegelijk kunnen worden geplaatst zijn erg populair. Meestal zijn dergelijke ontwerpen uitgerust met een indicator. Sommige modellen kunnen worden gebruikt met andere typen lithium-ionbatterijen. Hun stoelen zijn dienovereenkomstig ontworpen. Dergelijke apparaten onderscheiden zich door acceptabele kosten en hoge functionaliteit.

Er zijn ook universele opladers te koop. Ze kunnen niet alleen lithium-ionbatterijen opladen, maar ook andere typen. Dergelijke eenheden moeten correct worden geconfigureerd voordat de procedure wordt uitgevoerd.

Zelfgemaakt apparaat

Sommige gebruikers hebben een vraag over het opladen van een 18650-batterij in een noodgeval wanneer een speciaal apparaat niet bij de hand is. In dit geval kunt u het zelf doen. Een oude telefoonoplader (bijvoorbeeld Nokia) is voldoende.

Het is noodzakelijk om de mantel van de draad te verwijderen en de min (zwarte) en plus (rode) draden los te koppelen. Met behulp van plasticine kunt u de blote contacten aan de batterij bevestigen. De juiste polariteit moet in acht worden genomen. Vervolgens wordt het apparaat verbonden met het netwerk.

Dit opladen kan ongeveer een uur duren. Dit is voldoende voor de batterij om de juiste werking van de apparatuur te garanderen.

Experts raden aan een verantwoordelijke houding aan te nemen ten aanzien van het laadproces en de duurzaamheid ervan hangt ervan af. Het is niet de moeite waard om de batterij volledig te ontladen en tot 100% op te laden. Het is beter om het laadproces te beperken tot 90%. U kunt de batterij echter periodiek (eens per drie maanden) volledig ontladen en volledig opladen. Dit is nodig om de controller te kalibreren.

De batterij kan lang worden bewaard. Om dit te doen, moet u het voor 50% opladen. Ze kan ongeveer een maand in deze staat blijven. Tegelijkertijd mag de kamer niet te warm of te koud zijn. De temperatuur op 15 ºС houden wordt als ideale omstandigheden beschouwd.

Door na te denken over het opladen van een 18650-batterij, kunt u de batterij goed onderhouden en bedienen. In dit geval zal de gebruiksperiode veel langer zijn.