Den är installerad i alla bärbara datorer, surfplattor, mobiltelefoner och annan utrustning. Den nominella spänningen för ett sådant batteri är 3,7-3,8 V, maxvärdet är upp till 4,4 V, och minimum är från 2,5 till 3,0 V.
Från skapelsens historia
Li-ion-batterier dök upp först i början av 90-talet. Deras ledande tillverkare var ursprungligen Sony. Sammansättningen av ett sådant batteri inkluderar två elektroder. Katoden placeras på en aluminiumfolie och anoden placeras på en kopparfolie. Separatorer (separatorer) som innehåller en vätska eller gelliknande elektrolyt placeras mellan elektroderna. Litiumjoner med en "+"-laddning är strömbärare, joner som kan tränga in i andra kemiska element och därigenom ge förloppet av en elektrokemisk reaktion som ger kraft till en viss enhet.
Litiumbatterier från den senaste generationen var "kända" för sin ökade explosivitet på grund av användningen av en metalllitiumanod i dem och förekomsten av gasformiga kemiska föreningar inuti batteriet. Med flera "laddning-urladdning"-cykler kan en kortslutning och sedan en explosion av ett litiumbatteri inträffa. Explosioner inträffade också på grund av att litiumjoner ingick i en farlig reaktion med andra ämnen som ingick i batterierna.
När anodkemikalien slutligen ersattes med grafit korrigerades detta helt. Förresten, alla moderna enheter för laddning, genom vilka batterierna får ström, skyddar dem från överhettning och "busting" strömmen. I litium-ferrum-fosfat-batterier är denna allvarliga nackdel helt eliminerad. Det tog dock cirka 20 år att utveckla säkra batterienheter.
För att förhindra spontan förbränning av ett litiumbatteri när det laddas, började tillverkarna bygga in en batteriladdningskontroller i höljet. Regulatorn reglerar temperaturen inuti batteriet, urladdningsdjupet och mängden ström som förbrukas. Men inte alla litiumbatterier är utrustade med en kontroller. Ofta installerar inte tillverkaren det - för att spara pengar och öka kapaciteten. Det är av denna anledning som vissa batterier fortfarande exploderar.
Men till skillnad från sina föregångare i form och batterier har jonbatterier mycket bättre egenskaper. Den låga självurladdningshastigheten i sådana batterier säkerställer deras längre hållbarhet, och den höga kapaciteten gör att de håller mycket längre. Dessutom kräver inte en enda litiumcell ytterligare underhåll, och i händelse av ett slutligt fel är det bättre att inte återställa den, utan att byta ut den.
Hur man använder och förvarar ett litiumjonbatteri på rätt sätt
Det är viktigt att se till att batteriet alltid har minst en minimal laddning. Alla joniska batterier bör aldrig laddas ur helt. Om den inte används och kommer att vara helt urladdad leder det till en kortslutning. Temperaturfaktorn påverkar starkt batteriets säkerhet.Ladda eller förvara intelitiumbatteriervid alltför höga och låga temperaturer, eftersom deras kapacitetsindikator snabbt börjar sjunka.
Li-jon är känsliga för spänningsförändringar. Om U i laddaren ökas till och med något (till exempel med endast 4%), kommer batteriet att förlora kapacitet för varje laddnings-urladdningscykel.
De bästa lagringsförhållandena för Li-ion: laddningen bör vara minst 40 % av joncellens kapacitet, och temperaturen bör vara från 0 till +10°C.
Trots alla positiva egenskaper är det inte vettigt att köpa Li-ion för framtiden: batteriet förlorar cirka 4% av sin kapacitet på 2 år. När du köper, var noga med att vara uppmärksam på tillverkningsdatumet. Om det har gått längre tid sedan produktionen rekommenderas inte ett sådant batteri att köpa.
Vanligt - 2 år, men nu har tillverkande företag uppfunnit en metod som gör att de kan lagras under längre tid. Ett speciellt konserveringsmedel läggs till batteriet, vilket gör att det kan lagras i mer än två år. Om det finns ett konserveringsmedel i elektrolyten, innan den första användningen, bör batteriet vara helt urladdat, efter att ha genomfört en slags träning i form av två eller tre "laddning-urladdning"-cykler. Med denna återkonservering sönderdelas elektrolyten i batteriet gradvis, och batteriet når sin normala kapacitetsnivå.
Om detta inte görs med litiumceller, kommer batteriet att få en "minneseffekt", och sedan, eftersom konserveringsmedlet fortfarande finns inuti, när en laddning appliceras och batteriströmmen ökar, kommer det snabbt att sönderfalla, och batteriet kan svälla .
Om du hanterar jonbatterier noggrant och noggrant och observerar alla lagringsförhållanden, kommer de att hålla länge med korrekt drift, och kapacitetsnivån i sådana batterier kommer att förbli på en hög nivå under lång tid.
Litiumpolymerbatteri som ett alternativ till Li-ion
Polymerbatterier är en avancerad version av litiumjonbatterier. Den tekniska utvecklingen står inte stilla, och nu anses de redan som ett seriöst alternativ till de tidigare litiumbaserade batterierna. Syftet med att skapa batterier baserade på polymermaterial var först och främst att eventuellt eliminera nackdelarna med Li-ion i form av höga kostnader och ökad risk för självantändning.
Den största skillnaden mellan ett polymerbatteri och Li-ion är att fasta polymerer, snarare än flytande eller gel, används som en elektrolyt vid tillverkningen. Att byta elektrolyten är en stor prestation, eftersom sådana batterier är säkrare, och nu kan du tänka mycket mindre på den potentiella explosionen under deras drift.
Fasta material har tidigare spelat en allvarlig roll när det gäller strömledningsförmåga - till exempel med hjälp av en plastfilm, och deras användning inuti ett Li-pol batteri istället för en porös separator av dess två poler indränkta i vätska var ett viktigt steg fram.
Li-pol batteri har också förbättrade egenskaper när det gäller bekväm form, eftersom polymerer gör det möjligt att få olika storlekar och typer av sådana batterier. Den minsta tjockleken som polymerbatterier har kan vara så lite som 1 mm.
Tillsammans med skillnaderna finns det också likheter mellan Li-ion och Li-pol. För det mesta innebär detta att inte alla brister har eliminerats, och möjligheterna till vidare arbete från tillverkarna har ännu inte helt uttömts. Till exempel är det inte så stor skillnad mellan dem när det gäller livslängd och problemet med att "åldras" om de inte används.
Polymerbatterier, som Li-ion, används i mobiltelefoner, radiostyrd utrustning, bärbara elektriska verktyg, såsom elektriska borrar och skruvmejslar.
Vissa tillverkare av polymerbatterier hävdar att de inte har en minneseffekt, och de kan förmodligen fungera i ett bredare temperaturområde: från -20 till + 40-60 ° C, vilket gör deras användning möjlig i ett varmt tropiskt klimat. Eftersom risken för självantändning ännu inte helt eliminerats, är polymerbatterier vanligtvis utrustade med en inbyggd elektrisk krets som förhindrar överladdning och överhettning.
Hur man återställer ett Li-ion-batteri
Trots att livslängden för många moderna batterier är ganska lång, kommer det en tid när laddningen av någon kemisk strömkälla är uttömd. Kapaciteten sjunker, och batteriet kan inte längre fungera under lång tid och ordentligt. Speciellt om den urladdade strömförsörjningen har lagrats under lång tid utan omladdning. Det finns flera vanliga sätt att väcka den till liv igen. Ett renoverat batteri håller inte länge, men det kommer att köpa dig tid innan du behöver byta ut det.
De mest oväntade och ibland helt ologiska metoderna beskrivs på Internet. Det finns till exempel artiklar om hur du effektivt kan pumpa batteriet om du laddar och laddar ur det flera gånger i rad. Naturligtvis är detta en myt, och det är inte värt att använda en sådan "metod". Också på ett av de populära forumen beskrivs ett verkligt exempel på hur en person skakade batteriet genom att lägga det i kylskåpet. Hon svällde till en enorm storlek och sprack efter att ha tagits ur frysen - naturligtvis från ett temperaturfall.
På en seriös fråga om hur man verkligen återupplivar ett mobiltelefonbatteri kan du ge ett enkelt och tydligt svar: ta vilken batteriladdare som helst med en spänning på 5-12 V och ett motstånd med ett motstånd på 330 ohm till 1 kilo ohm . Anslutningsschemat är extremt enkelt: strömkällans "minus" är ansluten till batteriets "minus" och "plus" är ansluten till "plus" genom ett motstånd. Nu måste du slå på laddaren i nätverket och regelbundet kontrollera spänningstillväxten med en multimeter i 10-15 minuter. Spänningen ökar gradvis, och när den når ungefär 3,31 V "hittar" telefonen batteriet och accepterar det.
Uppbyggnaden av Li-ion, inaktiverad av styrenheten, med en snabb förflyttning av batteriet till fungerande skick är också möjligt . I det här fallet, när man mäter strömspänningen, kommer dess indikator att vara cirka 2,5 V. Batteriet är "levande" och kan fortfarande fungera under en tid, även om det vid första anblicken nästan ser urladdat ut. Vi återställer det så här: för detta behöver du en "folkladdare" Imax B6 och en multimeter. En skyddskrets löds av batteriet, den är ansluten till Imax. Och hur man kontrollerar spänningen är redan klart: den styrs alltid av en multimeter.
Vi svänger batteriet så försiktigt som möjligt. Laddningsprogrammet är inställt på Li-Po, laddningsläget väljs beroende på typ av batteri: för Li-ion - 3,6 V, eller 3,7 V för Li-pol. Viktigt: under återställningsprocessen, ställ in Auto-parametern - utan den kommer starten inte att starta på grund av låg batteriladdning. Det aktuella värdet väljs med knapparna "+" och "-". 1 A är den säkraste och optimala strömmen för uppbyggnad.
När spänningen når 3,2-3,3 V kommer batteriet att börja sitt fullfjädrade arbete.
Kan ett svullet batteri fixas?
Det finns ett stort antal populära artiklar om detta ämne på Internet och till och med videor som "Jag återställer svullna batterier på ett enkelt sätt." Detta följs av en beskrivning eller filmning av processen att ta isär batteriet, genomborra det med en nål eller syl för att "släppa ut gaser" för att sedan sätta tillbaka batteriet i telefonen.
Tyvärr förklarar de olyckliga författarna av sådana videor och publikationer inte för människor varför batteriet är svullet, utan fortsätter djärvt till mycket tvivelaktiga handlingar som kan vara osäkra både för en person och för en enhet där ett sådant batteri är placerat.
Att "träna intellektet" och engagera sig i sådan återhämtning avråds starkt. Det bör förstås att alla litiumjonbatterier först och främst är en källa till kemiska reaktioner som kan vara både giftiga och explosiva.
Svullnad av batteriet kan uppstå både som ett resultat av en kränkning av kemiska processer inuti den på grund av en fabriksdefekt, och genom fel av ägaren av gadgeten om operationen var felaktig.
Om till exempel ett billigt batteri är svullet på grund av ett tillverkningsfel bör du fundera på om tillverkaren var verifierad och nästa gång är det bättre att köpa ett batteri till ett högre pris, men med kvalitetsgaranti.
Batterier sväller också när fukt kommer in, vilket oftast händer på grund av försumlighet från ägaren av telefonen eller surfplattan. Om du använder fel enhet när du laddar din telefon kommer batteriet förr eller senare att svälla på grund av den höga strömnivån, vilket stör hastigheten på kemiska processer inuti den. Om telefonen är designad för en ström på 1A, kan laddning med en strömförsörjning på 2A inte längre användas. Som ett alternativ kan du ta en enhet med en mindre, men inte med en stor strömindikator. - om den "native" laddningen går förlorad eller inte fungerar.
Att använda batteriet i varmt klimat kan också få det att svälla. Du kan inte lämna en fulladdad telefon i värmen, och om batteriet är svullet av någon anledning ska det inte plockas isär och hål i, utan ersättas med en ny.
I moderna hushållsapparater, både för "högteknologi" och för enkla enheter, används litiumjonbatterier, som kännetecknas av sin enkelhet och låga produktionskostnad. Dessutom är det omöjligt att inte notera de goda prestandaegenskaperna. Det är viktigt att ta reda på hur man laddar li-ion-batterier korrekt, för om detta görs felaktigt kommer enheten inte att hålla en laddning under lång tid och kommer snart att helt enkelt misslyckas. Det finns flera regler som måste beaktas för att telefonen eller annan enhet ska fungera under en längre tid.
Hur laddar man ett li-ion batteri?
Ofta har modern teknik en enhet som inte tillåter övergången av laddningen till kritiska nivåer. Om gadgeten har ett litiumjonbatteri bör den laddas när batteriets prestanda är 10-20 %. I det här fallet ökar antalet fulla laddningscykler från 600 gånger till 1700. En annan viktig punkt är att när det indikeras att laddningen har nått 100 % av värdet ska du inte koppla ur enheten från nätverket för ytterligare ett par timmar. På tal om hur man laddar ett nytt li-ion-batteri är det värt att säga att för att öka livslängden på en teknisk enhet rekommenderas det att alternera hela och partiella laddningar. Om en USB-port används för laddning bör processen ta längre tid.
Regler för hur man laddar ett li-jonbatteri:
- Det rekommenderas att ladda ur gadgeten helt en gång var tredje månad. Sådana förebyggande åtgärder kommer att förhindra att markeringen för maximal och lägsta laddning slås ner. En fullständig urladdning leder till att minimiladdningsvärdet nollställs, och sedan bör laddningen utföras i 8-12 timmar, detta kommer också att återställa maxvärdet. Tack vare sådana manipulationer kommer batteriet att fungera bättre.
- Om batteriet inte kommer att användas på en tid, är det bättre att förvara det med en liten mängd 30-50% laddning. Det bästa är om temperaturen är cirka 15 grader. Tack vare detta kommer batteriet att lagras utan att försämra dess kapacitet. Om batteriet är fulladdat kan det mesta av kapaciteten förbrukas. Ett urladdat batteri efter förvaring behöver bara slängas.
- På tal om hur man laddar ett li-jonbatteri är det värt att byta ut, vilket är viktigt att bara använda den ursprungliga enheten, eftersom den externa adaptern spelar rollen som en likriktare och spänningsstabilisator. Om inte, bör batteriet tas bort och laddas med en extern enhet.
- För litiumjonbatterier är förhöjda temperaturer skadliga. Det är därför enheten rekommenderas att förvaras borta från direkt solljus och olika värmekällor. Det tillåtna temperaturområdet är från -40 till +50 grader.
Många använder idag de så kallade "grodorna" som tillverkas av kinesiska tillverkare för laddning. Du kan hitta rapporter som sådana 
enheter fattade helt enkelt eld under drift. Det är därför, innan du använder en sådan universell laddare, är det viktigt att kontrollera de tillåtna värdena som anges på förpackningen. Var särskilt uppmärksam på den maximala kapaciteten, med vilken de bedömer om laddning kommer att utföras eller inte.
Hur mycket ström ska man ladda ett li-jonbatteri?
I de flesta enheter är den nominella spänningen på cellen 3,6 V, så den rekommenderade laddningsströmmen bör vara 0,7 C, och urladdningsströmmen bör inte överstiga 0,1 C. I händelse av att batteriet fungerar med en spänning på mindre än 2,9 V, då bör strömmen vara 0,1 C.
Litiumbatterier (Li-Io, Li-Po) är för närvarande de mest populära uppladdningsbara källorna för elektrisk energi. Litiumbatteriet har en nominell spänning på 3,7 volt, vilket anges på höljet. Men ett 100 % laddat batteri har en spänning på 4,2 V, och en urladdad "till noll" spänning är 2,5 V, det är ingen mening att ladda ur batteriet under 3 V, för det första försämras det från detta, och för det andra, i intervall från 3 till 2,5 Batteriet ger bara ett par procent av energin. Därför accepterar vi driftspänningsområdet 3 - 4,2 volt. Du kan se mitt urval av tips om drift och förvaring av litiumbatterier i den här videon.
Det finns två alternativ för att ansluta batterier, serie och parallell.
Vid seriekopplade summeras spänningen på alla batterier, när en last är ansluten flyter en ström lika med den totala strömmen i kretsen från varje batteri, generellt sett ställer lastresistansen urladdningsströmmen. Du bör komma ihåg detta från skolan. Nu den roliga delen, kapacitet. Kapaciteten hos enheten med en sådan anslutning är bra lika med kapaciteten för batteriet med den minsta kapaciteten. Föreställ dig att alla batterier är 100 % laddade. Titta, urladdningsströmmen är densamma överallt, och batteriet med den minsta kapaciteten kommer att laddas ur först, detta är åtminstone logiskt. Och så snart den är urladdad kommer det inte längre att vara möjligt att ladda denna enhet ytterligare. Ja, resten av batterierna är fortfarande laddade. Men om vi fortsätter att ta bort strömmen kommer vårt svaga batteri att börja överurladdas och misslyckas. Det vill säga, det är korrekt att anta att kapaciteten hos en seriekopplad enhet är lika med kapaciteten hos det minsta eller mest urladdade batteriet. Av detta drar vi slutsatsen: det är nödvändigt att montera ett seriellt batteri, först och främst från batterier med samma kapacitet, och för det andra, innan montering måste de alla laddas lika, med andra ord, 100%. Det finns en sådan sak som heter BMS (Battery Monitoring System), det kan övervaka varje batteri i batteriet, och så fort ett av dem är urladdat kopplar det bort hela batteriet från belastningen, detta kommer att diskuteras nedan. Nu när det gäller att ladda ett sådant batteri. Du måste ladda den med en spänning som är lika med summan av de maximala spänningarna på alla batterier. För litium är detta 4,2 volt. Det vill säga, vi laddar ett batteri på tre med en spänning på 12,6 V. Se vad som händer om batterierna inte är desamma. Batteriet med den minsta kapaciteten laddas snabbast. Men de andra har inte laddats än. Och vårt stackars batteri kommer att steka och ladda tills resten är laddat. Överurladdning, jag påminner dig, litium gillar inte heller särskilt mycket och försämras. För att undvika detta minns vi den tidigare slutsatsen.
Låt oss gå vidare till parallellkoppling. Kapaciteten hos ett sådant batteri är lika med summan av kapaciteten för alla batterier som ingår i det. Urladdningsströmmen för varje cell är lika med den totala belastningsströmmen delat med antalet celler. Det vill säga, ju fler batterier i en sådan sammansättning, desto mer ström kan den ge. Men med spänning händer en intressant sak. Om vi samlar in batterier som har olika spänning, det vill säga grovt sett laddade till olika procent, så kommer de efter anslutning att börja utbyta energi tills spänningen på alla celler blir densamma. Vi avslutar: innan montering måste batterierna laddas på samma sätt igen, annars kommer stora strömmar att flyta när de är anslutna, och det urladdade batteriet kommer att skadas, och troligen kan det till och med fatta eld. Under urladdningen byter batterierna också energi, det vill säga om en av burkarna har en lägre kapacitet, kommer resten inte att låta den laddas ur snabbare än de själva, det vill säga batterier med olika kapacitet kan användas parallellt hopsättning. Det enda undantaget är högströmsdrift. På olika batterier under belastning sjunker spänningen olika, och ström kommer att börja gå mellan de "starka" och "svaga" batterierna, och vi behöver inte detta alls. Och detsamma gäller laddning. Du kan helt säkert ladda batterier med olika kapacitet parallellt, det vill säga balansering behövs inte, enheten kommer att balansera sig själv.
I båda fallen måste laddningsströmmen och urladdningsströmmen beaktas. Laddströmmen för Li-Io bör inte överstiga halva batterikapaciteten i ampere (1000 mah batteri - laddning 0,5 A, batteri 2 Ah, laddning 1 A). Den maximala urladdningsströmmen anges vanligtvis i databladet (TTX) för batteriet. Till exempel: laptop 18650-batterier och batterier från smartphones kan inte laddas med en ström som överstiger 2 batterikapacitet i ampere (exempel: 2500 mah batteri, vilket innebär att du måste ta maximalt 2,5 * 2 = 5 ampere från det). Men det finns högströmsbatterier, där urladdningsströmmen tydligt anges i specifikationerna.
Funktioner för att ladda batterier med kinesiska moduler
Standard köpt laddnings- och skyddsmodul för 20 rubel för litiumbatteri ( Aliexpress länk)
(placerad av säljaren som en modul för en burk 18650) kan och kommer att ladda alla litiumbatterier oavsett form, storlek och kapacitet till rätt spänning på 4,2 volt (spänningen för ett fulladdat batteri, till ögongloberna). Även om det är ett enormt 8000mah litiumpaket (naturligtvis pratar vi om en cell på 3,6-3,7v). Modulen ger en laddström på 1 amp, detta betyder att de säkert kan ladda vilket batteri som helst med en kapacitet på 2000 mah och över (2Ah, vilket betyder att laddningsströmmen är halva kapaciteten, 1A) och följaktligen kommer laddningstiden i timmar att vara lika med batterikapaciteten i ampere (i själva verket lite mer, en och en halv till två timmar för varje 1000 mah). Batteriet kan förresten kopplas till lasten redan under laddningen.
Viktig! Om du vill ladda ett batteri med mindre kapacitet (till exempel en gammal 900mah burk eller en liten 230mah litiumpåse), så är 1A laddningsström mycket, den bör minskas. Detta görs genom att byta ut motståndet R3 på modulen enligt den bifogade tabellen. Motståndet är inte nödvändigtvis smd, det vanligaste gör det. Jag påminner om att laddningsströmmen ska vara hälften av batteriets kapacitet (eller mindre, det är inte läskigt).
Men om säljaren säger att den här modulen är för en 18650 burk, kan den ladda två burkar? Eller tre? Vad händer om du behöver sätta ihop en rymlig powerbank från flera batterier?
BURK! Alla litiumbatterier kan kopplas parallellt (alla plus till plus, alla minus till minus) OAVSETT KAPACITET. Batterier lödda parallellt upprätthåller en driftsspänning på 4,2V och deras kapacitet ökar. Även om du tar en burk på 3400mah och den andra på 900 får du 4300. Batterierna fungerar som en helhet och laddas ur i proportion till sin kapacitet.
Spänningen i PARALLELLMONTERING ÄR ALLTID SAMMA PÅ ALLA BATTERIER! Och inte ett enda batteri kan fysiskt laddas ur i en sammansättning före andra, principen att kommunicera kärl fungerar här. De som hävdar motsatsen och säger att batterier med lägre kapacitet kommer att laddas ur snabbare och dö - de är förvirrade med SERIELL montering, spottar dem i ansiktet. 
Viktig! Innan de ansluts till varandra måste alla batterier ha ungefär samma spänning så att utjämningsströmmar inte flyter mellan dem vid lödningstillfället, de kan vara mycket stora. Därför är det bäst att helt enkelt ladda varje batteri individuellt innan montering. Givetvis kommer laddningstiden för hela monteringen att öka, eftersom du använder samma 1A-modul. Men du kan parallellisera två moduler och få en laddström på upp till 2A (om din laddare kan ge så mycket). För att göra detta måste du ansluta alla liknande terminaler på modulerna med byglar (förutom Out- och B +, de dupliceras på korten av andra nickel, de kommer redan att vara anslutna ändå). Eller så kan du köpa en modul ( Aliexpress länk), där mikrokretsarna redan är parallella. Denna modul kan laddas med en ström på 3 Ampere.
Ledsen att vara så uppenbar, men folk blir fortfarande förvirrade, så vi måste diskutera skillnaden mellan parallell och serie.
PARALLELL anslutningen (alla plus till plus, alla minus till minus) håller batterispänningen på 4,2 volt, men ökar kapaciteten genom att lägga ihop alla kapacitanser. Alla powerbanks använder en parallellkoppling av flera batterier. En sådan enhet kan fortfarande laddas från USB och boostomvandlaren höjer spänningen till utgången 5v.
SEKVENS anslutning (varje plus till minus för det efterföljande batteriet) ger en multipel ökning av spänningen för en laddad burk på 4,2v (2s - 8,4v, 3s - 12,6v, och så vidare), men kapaciteten förblir densamma. Om tre 2000 mah-batterier används, är monteringskapaciteten 2000 mah.
Viktig! Man tror att för sekventiell montering är det heligt att det är nödvändigt att endast använda batterier med samma kapacitet. Det är det faktiskt inte. Du kan använda olika, men då kommer batterikapaciteten att avgöras av den LÄGSTA kapaciteten i monteringen. Lägg ihop 3000 + 3000 + 800 - du får en 800 mah-byggnad. Då börjar specialisterna att gala att då kommer ett mindre rymligt batteri att laddas ur snabbare och dö. Och det spelar ingen roll! Den huvudsakliga och verkligt heliga regeln är att för sekventiell montering är det alltid nödvändigt att använda ett BMS-skyddskort för det erforderliga antalet burkar. Det kommer att bestämma spänningen på varje cell och stänga av hela enheten om en urladdas först. I fallet med en bank på 800 kommer den att laddas ur, BMS kopplar bort belastningen från batteriet, urladdningen kommer att stoppa och restladdningen på 2200mah på de återstående bankerna spelar ingen roll längre - du behöver ladda.
BMS-kortet, till skillnad från enkelladdarmodulen, ÄR INTE EN SERIELADDARE. Krävs för laddning konfigurerad källa för önskad spänning och ström. Guyver gjorde en video om detta, så slösa inte din tid, titta på den, den handlar om det så noggrant som möjligt.
Är det möjligt att ladda en seriemontering genom att ansluta flera enstaka laddningsmoduler?
Under vissa antaganden är det faktiskt möjligt. För vissa hemmagjorda produkter har en krets som använder enstaka moduler, även seriekopplade, visat sig, men VARJE modul behöver sin egen SEPARAT STRÖMFÖRSÖRJNING. Om du laddar 3s – ta tre telefonladdare och anslut var och en till en modul. När du använder en enda källa - strömkortslutning, ingenting fungerar. Ett sådant system fungerar också som ett skydd för monteringen (men modulerna kan inte leverera mer än 3 ampere) Eller ladda helt enkelt enheten med cellen, koppla modulen till varje batteri tills det är fulladdat.
Batteriindikator 
Det är också ett akut problem – åtminstone att veta ungefär hur mycket procent av laddningen som finns kvar på batteriet så att det inte tar slut i det mest avgörande ögonblicket.
För parallella monteringar på 4,2 volt skulle den mest uppenbara lösningen vara att omedelbart köpa ett färdigt powerbankkort, som redan har en display som visar laddningsprocent. Dessa procentsatser är inte superexakta, men hjälper ändå. Emissionskursen är cirka 150-200 rubel, alla presenteras på Guyver-webbplatsen. Även om du inte bygger en powerbank, utan något annat, är denna bräda ganska billig och liten att placera den i en hemmagjord produkt. Dessutom har den redan funktionen att ladda och skydda batterier.
Det finns färdiga miniatyrindikatorer för en eller flera burkar, 90-100r 
Tja, den billigaste och mest populära metoden är att använda boostomvandlaren MT3608 (30 rubel), inställd på 5-5,1v. Egentligen, om du gör en powerbank på en 5-volts-omvandlare, behöver du inte ens köpa någonting. Förfiningen består i att installera en röd eller grön lysdiod (andra färger kommer att fungera vid en annan utspänning, från 6V och högre) genom ett 200-500 ohm strömbegränsande motstånd mellan utgångens positiva terminal (detta kommer att vara ett plus) och ingång positiv terminal (för en lysdiod kommer detta att bli ett minus). Du har inte fel, mellan två plus! Faktum är att under driften av omvandlaren skapas en spänningsskillnad mellan plusen, +4,2 och + 5V ger en spänning på 0,8V mellan sig. När batteriet är urladdat kommer dess spänning att sjunka och uteffekten från omvandlaren är alltid stabil, vilket innebär att skillnaden ökar. Och när spänningen på banken är 3,2-3,4V kommer skillnaden att nå det nödvändiga värdet för att tända lysdioden - det börjar visa att det är dags att ladda.
Hur mäter man batterikapacitet?
Vi är redan vana vid uppfattningen att Imax b6 behövs för mätning, men det kostar pengar och är överflödigt för de flesta radioamatörer. Men det finns ett sätt att mäta kapaciteten på ett 1-2-3-cells batteri med tillräcklig noggrannhet och billigt - en enkel USB-testare.
Litiumjonbatterier är extremt populära just nu. Mer än 80 % av alla hushållsbatterier är litiumjoner. Och för att dessa batterier ska fungera troget under lång tid är det mycket viktigt att hantera dem korrekt och ladda dem korrekt.
Det bästa alternativet är att ladda varje batteri separat. Förutom laddare kan du köpa färdiga styrkort för laddning av enskilda batterier. Till exempel baserat på det populära TP4056-chippet.
Laddar ett litiumjonbatteri
Ett miniatyrkort (ca 20x30 mm) låter dig ladda ett litiumjonbatteri från en konstant spänningskälla upp till 8V. Lämplig, inklusive en dator USB. Två indikatorer visar laddningens förlopp. Själva kortet kommer att sluta ladda när spänningen når 4,2V - det kan även användas för att ladda batterier utan skyddskort.
Om flera batterier används samtidigt är alternativ möjliga. För att öka kapaciteten vid samma utspänning kopplas batterierna parallellt - plus till plus, minus till minus. Om du till exempel tar två 2500 mAh-batterier och parallellkopplar dem får du ett 5000 mAh-batteri med en utspänning på 4,2V. Du behöver ladda ett sådant batteri på samma sätt som ett separat batteri, bara det tar 2 gånger mer tid.
Behöver du öka spänningen med bibehållen kapacitet kopplas batterierna i serie. Samma två banker från föregående exempel, kopplade i serie, ger ett batteri med en spänning på 8,4V och en kapacitet på 2500mAh.
Laddströmmen för seriekopplade batterier bör vara densamma som vid laddning av ett enstaka batteri, och spänningen ska motsvara spänningen på hela batteriet - 4,2V gånger antalet seriekopplade celler.
När batterier används tillsammans är det mycket viktigt att välja exakt samma burkar - samma tillverkare och modell, samma grad av färskhet. Helst från samma batch. Faktum är att olika batterier kan ha lite olika kapacitet, spänningar och andra parametrar. Följaktligen kommer de att fungera ojämnt och misslyckas snabbare.
Det är nödvändigt att korrekt ladda litiumjonbatterier kopplade i serie med enheter som har ett laddningsbalanseringssystem för varje element. Strängt taget bör sådana batterier laddas ur genom liknande balanseringssystem. Kärnan i dess arbete är att övervaka parametrarna för varje batteri och sluta ladda hela batteriet om ett av batterierna redan är fulladdat. På samma sätt, vid urladdning: om ett av batterierna är helt urladdat, stängs hela batteriet av. Detta kommer att undvika överladdning/överurladdning av batterierna och förlänga deras livslängd.
Laddnings-/urladdningsregulatorn för två seriekopplade batterier kan se ut så här:
Laddar två seriekopplade litiumjonbatterier
Kortets P+ och P-kontakter tjänar både till att mata spänning vid laddning och för att ta bort ström när batteriet är urladdat. Kortet kan användas med batterier utan skyddskort.
För att ladda tre seriekopplade batterier kan följande schema vara lämpligt:
Laddar tre seriekopplade litiumjonbatterier
Liksom i den tidigare versionen används P+- och P-kontakterna både för att mata laddningsspänning och för att ta bort ström när man arbetar från batterier. Kortet har balanseringssystem, överladdnings-/urladdningsskydd och kortslutningsskydd. Och kan även användas med oskyddade batterier.
Ett liknande laddnings-/urladdningskort finns även för fyra seriekopplade batterier.
Laddar fyra seriekopplade litiumjonbatterier
Ett större antal seriekopplade batterier är ganska sällsynt. Oftare, för att öka effekten, används seriekopplade par parallellkopplade batterier. Till exempel kan batterier för bärbara datorer innehålla tre eller fyra par batterier.
Korrekt laddning av batterier är avgörande för långvarig och effektiv användning av litiumjonbatterier. Var uppmärksam på detta och batterierna kommer att tjäna dig troget.
Processerna för laddning och urladdning av alla batterier fortgår som en kemisk reaktion. Att ladda litiumjonbatterier är dock ett undantag från regeln. Vetenskapliga studier visar energin hos sådana batterier som den kaotiska rörelsen av joner. Påståenden från förståsigpåare förtjänar uppmärksamhet. Om det är vetenskapligt korrekt att ladda litiumjonbatterier bör dessa enheter hålla för evigt.
Fakta om förlusten av batteriets användbara kapacitet, bekräftad av praktiken, ser forskare i joner blockerade av så kallade fällor.
Därför, som är fallet med andra liknande system, är litiumjonanordningar inte immuna mot defekter i tillämpningsprocessen i praktiken.
Laddare för Li-ion-konstruktioner har vissa likheter med enheter designade för bly-syra-system.
Men de största skillnaderna mellan sådana laddare ses i tillförseln av högspänningar till cellerna. Dessutom noteras snävare strömtoleranser, plus eliminering av intermittent eller flytande laddning när batteriet är fulladdat.
Relativt kraftfull strömförsörjning som kan användas som energilagringsenhet för alternativa energikonstruktioner Om de skiljer sig åt i viss flexibilitet när det gäller spänningsanslutningar/frånkopplingar, avvisar tillverkare av litiumjonsystem kategoriskt detta tillvägagångssätt.
Li-ion-batterier och driftreglerna för dessa enheter tillåter inte möjligheten till en obegränsad överladdning.
Därför finns det ingen så kallad "mirakulös" laddare för litiumjonbatterier som kan förlänga livslängden under lång tid.
Det är omöjligt att få ytterligare kapacitet av Li-jon på grund av impulsladdning eller andra kända knep. Litiumjonenergi är ett slags "rent" system som accepterar en strikt begränsad mängd energi.
Laddar koboltblandade batterier
Klassiska konstruktioner av litiumjonbatterier är utrustade med katoder, vars struktur består av material:
- kobolt,
- nickel,
- mangan,
- aluminium.
Alla är vanligtvis laddade med spänning upp till 4,20V / I. Den tillåtna avvikelsen är inte mer än +/- 50 mV/I. Men det finns också vissa typer av nickelbaserade litiumjonbatterier som tillåter en laddningsspänning på upp till 4,10V/m.
Koboltblandade litiumjonbatterier har interna säkerhetskretsar, men detta räddar sällan batteriet från att explodera i överladdningsläge. Det finns också utvecklingar av litiumjonbatterier, där andelen litium ökas. För dem kan laddningsspänningen nå ett värde av 4,30V / I och högre.
Tja, att öka spänningen ökar kapacitansen, men om spänningen går utöver specifikationen är det fyllt med förstörelsen av batteristrukturen.
Därför är litiumjonbatterier för det mesta utrustade med skyddskretsar, vars syfte är att hålla den etablerade normen.
Hel eller delvis laddning
Praxis visar dock att de flesta kraftfulla litiumjonbatterier kan acceptera en högre spänningsnivå, förutsatt att den används under en kort tid.
Med det här alternativet är laddningseffektiviteten cirka 99 %, och cellen förblir kall under hela laddningstiden. Det är sant att vissa litiumjonbatterier fortfarande värms upp med 4-5C när de når full laddning.
Kanske beror detta på skydd eller på högt inre motstånd. För sådana batterier bör laddningen stoppas när temperaturen stiger mer än 10ºC vid en måttlig laddningshastighet.
Litiumjonbatterier i laddaren på laddning. Indikatorn visar att batterierna är fulladdade. Ytterligare process hotar att skada batterierna Full laddning av koboltblandade system sker med ett tröskelvärde för spänning. I detta fall sjunker strömmen med upp till 3 -5 % av det nominella värdet.
Batteriet kommer att visa full laddning även när en viss nivå av kapacitet uppnås, som förblir oförändrad under lång tid. Orsaken till detta kan vara den ökade självurladdningen av batteriet.
Ökar laddningsström och mättnadsladdning
Det bör noteras att en ökning av laddningsströmmen inte påskyndar uppnåendet av ett tillstånd av full laddning. Litium - kommer att nå toppspänningen snabbare, men laddningen till full mättnad av kapaciteten tar längre tid. Att ladda batteriet med hög ström ökar dock snabbt batterikapaciteten till cirka 70 %.
Litiumjonbatterier kräver inte full laddning, vilket är fallet med blysyraenheter. Dessutom är det detta laddningsalternativ som inte är önskvärt för Li-ion. Faktum är att det är bäst att inte ladda batteriet helt eftersom högspänningen belastar batteriet.
Att välja en lägre spänningströskel eller ta bort full mättnadsladdning förlänger livslängden på Li-Ion-batteriet. Det är sant att detta tillvägagångssätt åtföljs av en minskning av batteriets energireturtid.
Det bör noteras här: hushållsladdare fungerar som regel med maximal effekt och stöder inte reglering av laddningsström (spänning).
Tillverkare av litiumjonbatteriladdare anser att lång livslängd är mindre problem än kostnaden för kretsens komplexitet.
Li-ion batteriladdare
Vissa billiga hemladdare använder ofta en förenklad metod. Ladda litiumjonbatteriet i en timme eller mindre utan att bli mättat.
Klar-indikatorn på sådana enheter tänds när batteriet når spänningströskeln i det första steget. Laddningsläget i detta fall är cirka 85 %, vilket ofta tillfredsställer många användare.
Denna hemgjorda laddare erbjuds att fungera med olika batterier, inklusive litiumjonbatterier. Enheten har ett spännings- och strömregleringssystem, vilket redan är bra Professionella laddare (dyra) skiljer sig genom att de sätter laddningsspänningströskeln lägre, vilket förlänger livslängden på litiumjonbatteriet.
Tabellen visar de beräknade effekterna när de laddas av sådana enheter vid olika spänningströsklar, med och utan mättnadsladdning:
| Laddspänning, V/cell | Kapacitans vid högspänningsavbrott, % | Laddningstid, min | Kapacitet vid full mättnad, % |
| 3.80 | 60 | 120 | 65 |
| 3.90 | 70 | 135 | 75 |
| 4.00 | 75 | 150 | 80 |
| 4.10 | 80 | 165 | 90 |
| 4.20 | 85 | 180 | 100 |
Så fort litiumjonbatteriet börjar laddas ökar spänningen snabbt. Detta beteende är jämförbart med att lyfta en last med ett gummiband när det finns en eftersläpande effekt.
Kapaciteten kommer så småningom att fyllas när batteriet är fulladdat. Denna laddningsegenskap är typisk för alla batterier.
Ju högre laddningsström, desto ljusare blir gummibandseffekten. Låg temperatur eller närvaron av en cell med högt inre motstånd förstärker bara effekten.
Strukturen hos ett litiumjonbatteri i sin enklaste form: 1 - negativ kopparbuss; 2 - positivt däck gjord av aluminium; 3 - koboltoxidanod; 4- grafitkatod; 5 - elektrolyt Att utvärdera laddningstillståndet genom att läsa av spänningen hos ett laddat batteri är inte praktiskt. Att mäta tomgångsspänningen (tomgång) efter att batteriet har stått i några timmar är den bästa utvärderande indikatorn.
Precis som med andra batterier påverkar temperaturen tomgången på samma sätt som den påverkar det aktiva materialet i ett litiumjonbatteri. , bärbara datorer och andra enheter uppskattas genom att räkna coulombs.
Litiumjonbatteri: mättnadströskel
Ett litiumjonbatteri kan inte absorbera överskottsladdning. Därför, när batteriet är helt mättat, måste laddningsströmmen omedelbart tas bort.
En konstant strömladdning kan leda till metallisering av litiumceller, vilket bryter mot principen om att säkerställa driftsäkerheten för sådana batterier.
För att minimera bildandet av defekter bör du koppla bort litiumjonbatteriet så snart som möjligt när det når laddningstoppen.
Detta batteri kommer inte längre att laddas exakt så mycket som det borde. På grund av felaktig laddning har den förlorat sina huvudsakliga egenskaper hos en energilagringsenhet. Så snart laddningen upphör börjar spänningen på litiumjonbatteriet att sjunka. Effekten av att minska fysisk stress manifesteras.
Under en tid kommer den öppna kretsspänningen att fördelas mellan ojämnt laddade celler med en spänning på 3,70 V och 3,90 V.
Här uppmärksammas också processen när ett litiumjonbatteri som har fått en helt mättad laddning börjar ladda det intilliggande (om ett sådant ingår i kretsen) som inte fått en mättnadsladdning.
När litiumjonbatterier måste förvaras i laddaren hela tiden för att säkerställa att de är redo, bör du lita på laddare som har en kortvarig blixtladdningsfunktion.
En laddare med en kortvarig underhållsladdningsfunktion slås på om tomgångsspänningen sjunker till 4,05 V / ch och stängs av när spänningen når 4,20 V / ch.
Laddare designade för standby- eller standby-läge tillåter ofta att batterispänningen sjunker till 4,00V/i och laddar endast Li-Ion-batterier till 4,05V/i utan att nå hela 4,20V/i.
Denna teknik minskar den fysiska spänningen som är inneboende i den tekniska spänningen och hjälper till att förlänga batteriets livslängd.
Laddar koboltfria batterier
Traditionella batterier har en nominell cellspänning på 3,60 volt. Men för enheter som inte innehåller kobolt är värdet ett annat.
Så litium-fosfatbatterier har en klassificering på 3,20 volt (laddningsspänning 3,65V). Och nya litium-titanat-batterier (tillverkade i Ryssland) har en nominell cellspänning på 2,40V (laddare 2,85).
Litiumfosfatbatterier är energilagringsenheter som inte innehåller kobolt i sin struktur. Detta faktum förändrar något villkoren för att ladda sådana batterier. För sådana batterier är traditionella laddare inte lämpliga, eftersom de överbelastar batteriet med hot om en explosion. Omvänt kommer ett laddningssystem för koboltfria batterier inte att ge tillräckligt med laddning för ett 3,60V traditionellt Li-Ion-batteri.
Överdriven laddning av litiumjonbatteriet
Litiumjonbatteriet fungerar säkert inom specificerade driftsspänningar. Batteriets prestanda blir dock instabil om det laddas över dess driftsgränser.
Långtidsladdning av ett litiumjonbatteri med en spänning över 4,30V, designat för en arbetskapacitet på 4,20V, är fylld med litiumplätering av anoden.
Katodmaterialet får i sin tur egenskaperna hos ett oxidationsmedel, förlorar sin tillståndsstabilitet och frigör koldioxid.
Battericelltrycket byggs upp och om laddningen fortsätter kommer den interna skyddsanordningen att lösa ut vid ett tryck mellan 1000 kPa och 3180 kPa.
Om tryckökningen fortsätter efter det, öppnar skyddsmembranet vid en trycknivå av 3.450 kPa. I det här tillståndet är litiumjonbattericellen på gränsen till att explodera, och så småningom är det precis vad som händer.
Struktur: 1 - topplock; 2 - toppisolator; 3 - stålburk; 4 - nedre isolator; 5 - anodflik; 6 - katod; 7 - separator; 8 - anod; 9 - katodflik; 10 - ventilering; 11 - PTC; 12 - packning Aktiveringen av skyddet inuti litiumjonbatteriet beror på en ökning av temperaturen på det interna innehållet. Ett fulladdat batteri har en högre intern temperatur än ett delvis laddat batteri.
Därför ses litiumjonbatterier som säkrare under tillstånd av lågnivåladdning. Det är därför som myndigheterna i vissa länder kräver användning av Li-ion-batterier i flygplan, mättade med energi som inte är högre än 30 % av deras fulla kapacitet.
Den interna batteritemperaturtröskeln vid full belastning är:
- 130-150°C (för litium-kobolt);
- 170-180°C (för nickel-mangan-kobolt);
- 230-250°C (för litium-mangan).
Det bör noteras att litium-fosfatbatterier har bättre temperaturstabilitet än litium-manganbatterier. Litiumjonbatterier är inte de enda som utgör en fara i energiöverbelastningsförhållanden.
Till exempel är bly-nickel-batterier också benägna att smälta följt av eld om energimättnad utförs i strid med passregimen.
Därför är användningen av laddare som är idealiskt lämpade för batteriet av största vikt för alla litiumjonbatterier.
Några slutsatser från analysen
Laddning av litiumjonbatterier kännetecknas av en förenklad metod jämfört med nickelsystem. Laddningskretsen är enkel, med spännings- och strömgränser.
En sådan krets är mycket enklare än en krets som analyserar komplexa spänningssignaturer som ändras när batteriet används.
Mättnadsprocessen för litiumjonbatterier är avbrytbar, dessa batterier behöver inte vara helt mättade, vilket är fallet med blybatterier.
Styrkrets för lågeffekt litiumjonbatterier. En enkel lösning och ett minimum av detaljer. Men systemet ger inte cykelförhållanden som upprätthåller en lång livslängd. Egenskaperna hos litiumjonbatterier lovar fördelar vid driften av förnybara energikällor (solpaneler och vindturbiner). Som regel, eller en vindgenerator ger sällan en full laddning av batteriet.
För litiumjon förenklar avsaknaden av stabila laddningskrav laddningskontrollkretsen. Ett litiumjonbatteri kräver ingen styrenhet som utjämnar spänning och ström, vilket krävs av blybatterier.
Alla hushålls- och de flesta industriella litiumjonladdare laddar batteriet helt. Men befintliga litiumjonbatteriladdare ger i allmänhet inte spänningsreglering i slutet av cykeln.
