LiPo-акумулятор - RC wiki

1. переваги [ правити ]
2. Позначення літій-полімерних джерел живлення [ правити ]
3. Що таке mAh [ правити ]
4. Що таке S [ правити ]
5. Що таке P [ правити ]
6. Що таке З [ правити ]
7. Розряд LiPo-акумуляторів [ правити ]
8. Температура при розряді [ правити ]
9. Расконсервация [ правити ]
10. Заряд LiPo-акумуляторів [ правити ]
11. Fast Charge [ правити ]
12. Температура при заряді [ правити ]
13. думки [ правити ]
14. Див. також [ правити ]
15. Як паяти банки акумулятора [ правити ]
16. Чи можна одну з банок на 5200мА · год замінити банкою на 5000мА · год тієї ж токоотдачи [ правити ]
17. Виробники (бренди) [ правити ]

Наша сеть партнеров Banwar

LiPo-акумулятор (літій-полімерний, LiPo, Li-Pol або Li-polymer) - один з типів літієвих акумуляторів . Більш досконала конструкція літій-іонного акумулятора. В якості електроліту використовується полімерний матеріал з включеннями гелеобразного літій-провідного наповнювача.

Багато так звані «модельні» LiPo-акумулятори здатні віддавати струм в 10 і навіть 100 разів перевищує чисельне значення ємності. Такі акумулятори застосовуються також в портативному інструменті і в деяких сучасних електромобілях.

Також бувають «звичайні», побутові літій-полімерні акумулятори (які використовуються в мобільних телефонах, цифровій техніці і т.п.), які не здатні віддавати великий струм.

переваги [ правити ]

• Здатність віддавати струм в 10 і навіть 100 разів перевищує чисельне значення ємності;
• Велика щільність енергії на одиницю об'єму і маси;
• Низький саморозряд;
• Товщина елементів від 1 мм;
• Можливість отримувати дуже гнучкі форми;
• Незначний перепад напруги в міру розряду.

Де купити LiPo-акумулятор [ правити ]

Позначення літій-полімерних джерел живлення [ правити ]

Розглянемо позначення LiPo-акумуляторів на прикладі акумулятора з популярними характеристиками 2200 mAh 3 S 20 C, для такого акумулятора зустрічається також позначення 2200mAh 3S 1P 20C.

• 2200 mAh - ємність акумулятора в милі-Ампер-годинах
• 3S1P (3 sequential 1 parallel) - три послідовно з'єднані осередки по одному LiPo-елементу в кожному осередку
• 20C (C = сapacity) - максимальний розрядний струм може перевищувати ємність акумулятора в 20 разів помножену на годину (струм 1C заряджає / розряджає акумулятор рівно за годину - умовно)

Що таке mAh [ правити ]

У цих одиницях вказується ємність акумулятора - в даному випадку 2200 мА · год. Чим більше ємність, тим довше акумулятор зможе підтримувати потрібний струм і напруга для роботи навантаження. Також від ємності прямо пропорційно залежить максимальний струм розряду і заряду. Детальніше див. У статті Ємність акумуляторів .

Що таке S [ правити ]

Число біля букви S означає кількість «банок» в батареї. Буква S - це скорочення від serial або sequential - послідовне з'єднання елементів.

Li-Po-акумулятори складаються з однієї або декількох елементів ( «банок»). Кожна банку має номінальну напругу 3,7 В і максимальний (до якого заряджається) - 4,2В.

Тобто акумулятор 3S - три банки, три елементи живлення з'єднаних послідовно (плюс однієї банки з мінусом інший) із загальним номінальним напругою 11,1В і максимальним 12,6В.

LiHV-акумулятори мають підвищені номінальні і максимальні напруги.

Що таке P [ правити ]

Буква P це скорочення від parallel - паралельне з'єднання елементів.

"1P" - це позначення кількості елементів з'єднаних паралельно, в даному випадку - один. Найчастіше використовують тільки одинарні збірки, тому 1P в позначенні не вказують.

Але якщо, наприклад, взяти 2 однакових акумулятора "2200 2S1P", з'єднати їх силові дроти паралельно (плюс з плюсом, а мінус з мінусом), то вийде подвоєння ємності, а позначається така збірка батарей "4400 2S2P", і практично вона буде ідентична в експлуатації "4400 2S1P".

У запечатаних збірках, для дотримання балансування при заряді, банки на початку паралелі і вже потім з'єднують послідовно. Якщо з'єднувати 2 акумулятора через силові дроти, то бажано так само з'єднати і їх балансування роз'єми.

Можна, можливо наочно подивитися різні схеми збірок акумуляторів.

Що таке З [ правити ]

Важливою характеристикою LiPo-акумуляторів є максимальний розрядний струм (токоотдачи), тобто здатність забезпечувати в навантажувальної ланцюга якийсь максимальний розрядний струм. Токоотдачи вимірюється в одиницях С, і обчислюється як відношення допустимого розрядного струму до еквівалентної ємності акумулятора (заряду в ампер-годинах).

Наприклад, якщо на акумуляторі вказана ємність 2200mAh і максимальний розрядний струм 20С, то це означає що акумулятор може забезпечувати струм не вище 2200 * 20 = 44000 mA = 44 A, що потрібно враховувати при підключенні навантаження до нього.

Також можна описати цю величину як максимальну швидкість розряду в зворотних одиницях. Тобто 20С - це значить, що акумулятор може бути безпечно розряджений (при максимальному струмі) мінімум за 1/20 години, тобто за 3 хвилини.

Окремо в характеристиках акумулятора фігурує максимальний зарядний струм, який визначається в тих же одиницях C. Все вищесказане справедливо і для зарядного струму.

При перевищенні максимального струму розряду (коли навантаження вимагає струм, більший ніж може забезпечити акумулятор) або заряду - неминуче слідує призводити до його перегрівання, при якому всередині нього відбуваються незворотні хімічні реакції. Як наслідок - акумулятор здувається, втрачає ємність . Також може послідувати займання або навіть вибух акумулятора. Деякі виробники вказують пікову токоотдачи (зазвичай в 2 рази більше номінальної), яка допустима при розряді акумулятора короткочасно, зазвичай до 10 секунд.

Якщо максимальна токоотдачи акумулятора значно перевищує необхідний струм навантаження ланцюга, то в цьому немає нічого страшного, тому що реальний струм визначається перш за все навантаженням, а не здатністю акумулятора. Мінусом такого підключення можуть бути лише невиправдано великі розміри і маса акумулятора.

Слід завжди скептично ставитися до заявленого значенням токоотдачи C. Наклейки із зазначенням параметрів акумулятора далеко не завжди відповідають реальним і можуть значно відрізнятися від них. Якщо акумулятор виділяється меншими розмірами або вагою на тлі інших з такими ж електричними характеристиками - це привід для скепсису. Більш точне значення С - можна дізнатися, видаливши термоусадочний корпус з акумулятора і прочитавши технічні написи на банках - їм можна довіряти більше.

Див. також: Максимальний струм і істинний С-рейтинг

Розряд LiPo-акумуляторів [ правити ]

Звичайний розряд - це харчування електричної схеми (моделі).

• Критичний розряд допускається до не менше, ніж 3.3B на банку. На короткий час можна розряджати до 3.0B, після чого бажано відразу (протягом години) поставити на зарядку, за умови, що батарейка не гарячою і не дуже замерзла. При 2.9В починаються незворотні зміни в електроліті, ємність буде знижуватися швидше. При розряді до 2.8В з електроліту почне виділятися сіль літію і осідати на електродах, що відразу знизить ємність (за рахунок зниження щільності електроліту), і токоотдачи (за рахунок зменшення площі електродів). Також зменшується можливу кількість циклів. Крім того, акумулятор може і не зарядитися.

За іншими даними, при низькій напрузі (менше 2.5В) можлива металізація літію, створення струмопровідних літієвих «містків». І при зарядці такого акумулятора утворення провідних ділянок з літію призводить до внутрішнього короткого замикання та, як наслідок, до теплового розгону акумулятора з можливим вибухом акумулятора. Для своєчасного попередження переразряда використовують звукові індикатори , Які видають різного роду сигнали при підході напруги акумулятора до мінімальних значень. Краще використовувати пристрої, що дозволяють контролювати напругу побаночно.

• Рекомендоване мінімальне напруження, до якого можна доводити батарею при експлуатації, це 3.6В на банку. При цьому кількість циклів розряду / заряду без помітної втрати ємності може обчислюватися сотнями.
• При розряді струмом I = C можливо близько 500 повноцінних циклів заряду-розряду.
• При розряді струмом, багаторазово перевищує номінал ємності (звичайний режим роботи) кількість повноцінних циклів знижується в рази.
• Найнебезпечніше для LiPo висока температура, а не низька напруга. Не слід при розряді допускати нагрів акумулятора більше, ніж 60 ° С.
• При використанні на повітрі в холодний сезон акумулятори краще тримати в теплі перед використанням і після.

Температура при розряді [ правити ]

LiPo-батареї мають оптимальну температуру розряду близько + 43 ° C, при якій забезпечується найбільш висока напруга під навантаженням. Також LiPo-акумулятори з початком розряду при температурі + 43 ° C менше нагріваються під час розряду і закінчують розряд при більш низькій температурі, ніж батарея з початком розряду при температурі + 21 ° C. Це обумовлено внутрішнім опором: воно зменшується в міру збільшення температури акумулятора до + 43..45 ° C, а при більш високій температурі опір знову починає збільшуватися.

Крім того, за деякими спостереженнями, зазначалося вирівнювання внутрішнього опору банок при температурі + 43 ° C, в той час як на тих же акумуляторах в холодному стані при вимірюванні внутрішнього опору спостерігався більший розкид значень

Нагрівання батарей до або близько до їх оптимальній температурі + 43 ° C при розряді також забезпечує виграш в тривалості служби (скільки разів вони можуть бути заряджені і розряджені перед початком деградації характеристик).

Расконсервация [ правити ]

Перші 2-4 циклу заряду / розряду краще робити струмом 3-5C, не більше. Це пов'язано з тим, що при виробництві Li-Ion і Li-Po акумуляторів в електроліт додається свого роду консервант (інгібітор), який продовжує термін зберігання без шкоди для акумулятора, а також підтримує напругу в батареї після виробництва. Ця добавка (інгібітор) розкладається при перших декількох циклах заряд-розряд. Після такої розконсервації акумулятор виходить на нормальні режими роботи, в яких, в тому числі, після повної зарядки досягається рівне напругу на банках. При використанні батарей в умовах високих струмів розряду, при наявності неразложившихся інгібітору, осередки можуть бути пошкоджені, що виражається спухання осередків, втрати ємності і зниження терміну служби.

Заряд LiPo-акумуляторів [ правити ]

Ніколи не залишайте процес зарядного пристрою без уваги! Неважливо, наскільки вважається безпечним використовується зарядний пристрій, чи має воно контроль температури і т.п. функції. Навіть найнадійніші пристрою не застраховані від виходу з ладу. Є сенс заряджати LiPo-акумулятори поза домом, або в залізному ящику, або в каструлі з піском.

• Напруга заряду кожної банки повинно бути не більше 4,2В (при перезаряді 4,5 В і більше - можливий вибух), винятком є LiHV-акумулятори .
• Заряджати можна тільки зарядними пристроями з функцією балансування (щоб не допустити ситуації, коли одна з банок зарядилася швидше за інших, після чого буде відбуватися її перезаряд). Також можна застосовувати спеціальні балансувальні пристрої (гуглити по Lithium Power Protection Board [1] ).
• Струм заряду не більше зазначеного в характеристиках конкретного акумулятора, більшість сучасних батарей можуть заряджатися струмом до 3C без будь-яких наслідків. Але найкраще заряджати за струмом ≤1С, це гарантовано продовжить термін служби акумулятора.
• При перших декількох циклах заряду-розряду LiPo-акумуляторів деяких виробників (поки акумулятори нові) може спостерігатися досить сильна розбіжність напруг банок. Розбаланс може досягати 0,5..0,8В. Таке помічено, наприклад, у деяких екземплярів акумуляторів AGAPower , Turnigy Nanotech [2] , Zippy [3] . Це не означає, що такі акумулятори неякісні. Через кілька циклів акумулятори починають добре збалансовуватися і після розряду банки «рівні».
• Зазвичай зарядний пристрій швидко «заливає» в акумулятор близько 90% ємності, а потім дозаряджати кожну банку з балансуванням. Більш заряджені і підійшли до межі відключаються і заряд йде на решту банки.
• LiPo-акумулятор не має ефекту пам'яті (не потрібно доразряжать перед новою зарядкою).
• Рекомендується заряджати акумулятори до напруги на 0.05 В (на банку) менше максимально допустимого, тобто до 4.15 В, що значно подовжує термін служби акумулятора.

Fast Charge [ правити ]

Для заряду акумуляторів в поле варто пошукати акумулятори з можливістю прискореної зарядки, на них пишуть Fast charge 2С або 5С.

Деякі зарядні пристрої для LiPo-акумуляторів мають серед режимів зарядки Fast Charge - швидка зарядка. З досвіду , Різниця між швидким і звичайним режимом зарядки полягає лише в більш точної балансуванню банок у останнього. Час зарядки відрізняється незначно, тому особливого сенсу в застосуванні режиму Fast Charge немає. Можливо, більш істотний виграш у часі буде виходити при зарядці акумуляторів з великою кількістю банок (від 6S).

Температура при заряді [ правити ]

Температура - важливий параметр при заряді акумуляторів.

• Не можна відразу заряджати батареї, які зберігалися при низькій температурі (наприклад - в холодильнику, або на морозі на полетушках / покатушки), і ще не встигли нагрітися. Це може спричинити за собою ризик вибуху цих батарей. Обов'язково переконайтеся, що батарея нагрілася до кімнатної температури!
• Слід контролювати температуру акумулятора під час зарядки. При зарядному струмі 1С батарея не повинна грітися. При струмі 3С батарея може бути злегка теплою. Інтенсивний нагрів говорить про те, що в процесі зарядки щось йде не так, слід негайно відключити акумулятор від зарядного пристрою! деякі зарядні пристрої оснащені або мають можливість підключення датчика температури.
• Після силового розряду в моделі польоту батареї зазвичай відчутно нагріваються. Слід дати їм трохи охолонути перед наступним зарядом.
• У загальному випадку температура LiPo-акумулятора не повинна перевищувати + 60 ° С.

думки [ правити ]

• Немає сенсу заряджати батареї струмом більш 3..5С, так як при високих струмах заряду батарея за рахунок внутрішнього опору має більш низьку напругу завершення заряду, і, як наслідок, більш низьку корисну ємність. За практичного досвіду, оптимальні струми заряду для батарей з FOM = 0,5 і вище - лежать в діапазоні 3..5С, що забезпечує досить короткий час заряду і прийнятне польотне час. Більш високі струми заряду (хороші батареї цілком можна без шкоди заряджати струмами до 10С) призводять до скорочення часу заряду, але за рахунок більш низької корисної ємності. - Mark Forsyth

Див. також [ правити ]

Зберігання (рекомендовано) [ правити ]

• Температура: +5 .. + 28 ° С (за іншими джерелами - 0 .. + 10 ° С). Як Лайфхак серед моделістів вважається зберігання акумуляторів в холодильнику, тому що чим нижче температура в зазначених межах, тим довше вони прослужать.
• Напруга на банках: 3.7-3.85В, це ~ 40% від повного заряду, рекомендований виробниками рівень, саме з такою напругою поставляються LiPo-акумулятори виробниками. У більшості «розумних» зарядних пристроїв передбачений спеціальний режим перекладу LiPo в режим зберігання (зазвичай називається "LiPo Storage"). При зберіганні повністю заряджених акумуляторів або занадто виряджених вони втрачають свою ємність набагато швидше, яка не відновлюється.
• LiPo-акумулятори старіють, навіть в той час, коли просто лежать на полиці. Немає сенсу купувати акумулятори «про запас» або надмірно захоплюватися економією його ресурсу. При покупці бажано дізнатися дату виробництва, щоб знати, скільки даний акумулятор вже пролежав на складі. У разі, якщо з моменту виготовлення пройшло більше двох років, краще утримайтеся від покупки, тому що вважається, що за 2 роки акумулятор втрачає 20% ємності.

Де зберігати безпечно:

• під ванною: найменш займистих простір;
• в залізному ящику;
• в холодильних;
• в каструлі або металевому відрі (як варіант - з піском).

Вельми часто при підключенні LiPo-батарей, з кількістю банок від 3S і більше, відбувається сильне іскріння. Це відбувається через швидкої зарядки конденсаторів контролерів моторів . При поганому контакті іскріння може бути тривалим і викликати вигоряння польотних контролерів або регуляторів через постійні скидів програми мікроконтролерів і стрибків напруги (перевірено, на жаль, на практиці).

З цим можна боротися резисторами на окремому тонкому кабелі, який потрібно підключати раніше основного. Струм заряду конденсаторів через резистор буде нижче і іскріння буде таким чином придушуватися. Також можна використовувати спеціальні роз'єми .

Здуття LiPo-акумулятора - результат певних хімічних процесів усередині нього, що супроводжуються виділенням газу, якому нікуди вийти з-за герметичній конструкції батареї. Здуття може відбуватися з різних причин і в будь-якому випадку супроводжується деградацією, фізичним старінням акумулятора, зменшенням ємності, нездатністю утримувати отриманий заряд і віддавати заявлений струм - це все наслідки збільшення відстані між пластинами всередині банки акумулятора.

• Неправильні умови експлуатації. Зазвичай це занадто великий зарядний струм або занадто велике навантаження при розряді (занадто великий тривалий розрядний струм), що призводять до надмірного нагрівання акумулятора. А також - зневага процедурою розконсервації .
• Порушення виробничих технологій (в тому числі - потрапляння вологи всередину в процесі складання) і / або використання дешевих матеріалів при виготовленні.

Ледве розпухлі акумулятори (в такому стані спухання визначається скоріше на дотик, ніж візуально) можна якийсь час продовжувати експлуатувати, контролюючи фактичну ємність. Якщо акумулятор не здатний тримати ємність менше 80% від номінальної, то слід приступити до його утилізації .

Сильно (помітно) розпухлі акумулятори слід негайно припинити експлуатувати і так само утилізувати .

Цілісність і герметичність м'якого корпусу елементів LiPo-акумулятора - запорука безпеки. При порушенні оболонки батареї, або зміні її форми можливі загоряння і навіть вибух!

Навіть якщо здається, що нічого не відбувається і акумулятор ще послужить, то ПП може відбутися при його зарядці, коли активізуються хімічні процеси всередині нього і підвищується температура. Як варіант, при краше оболонка може десь надірватися або лопнути, а при заряді - почати грітися і здуватися, в результаті чого тріщина може стати більше, в неї потрапляє кисень, а далі - полум'я з ущелини.

У продажу є вогнетривкі спецпакети для зарядки LiPo-акумуляторів, призначені для зменшення шкоди в разі загоряння. Їх рекомендується використовувати, але, тим не менш, не варто сподіватися на них і залишати акумулятори без нагляду.

на багатьох зарядний пристрій є можливість контролю температури (Присутній вхід для температурного датчика). Коли температура датчика, закріпленого на акумуляторі, перевищує ліміт в настройках значення (рекомендується встановити межу в 45 ° C), то акумулятор відразу знеструмлюється і зарядник починає сигналізувати про небезпечну ситуацію. При цьому, можливо, акумулятор вздуется і сильно нагріється, але до вогню / вибуху швидше за все справа не дійде.

У таких випадках рекомендується негайно утілізуваті LiPo-акумулятор:

• Аварія, «краш» радіокерованої моделі або Мультикоптер з пошкодженням оболонки (при цьому зазвичай у поверхні акумулятора відчувається виразний специфічний запах електроліту) або зміною форми акумулятора.
• занадто висока (Дуже ймовірний вибух) або занадто низька напруга на одній з банок (при цьому загоряння або вибух самі по собі малоймовірні, але можуть відбутися при зарядці).
• роздутий акумулятор.

Перед тим як викинути LiPo-акумулятор, бажано його (варіанти):

• розрядити невеликим навантаженням в нуль (лампочка або кілька).
• потримати в солоній воді до припинення газоутворення. 2-3 столові ложки на літрову банку. Плюс в тому, що гарантовано все банки розряджаються.
• надрізати пак канцелярським ножем (разгерметизировать) і через кілька годин він деградує. - ця рекомендація зустрічалася на форумах, але її безпеку під сумнівом, виконуйте на свій страх і ризик.

Як паяти банки акумулятора [ правити ]

Паяти контактні пластини елементів LiPo-акумулятора потрібно звичайним припоєм після обробки одним з флюсів:

• ФТКА - флюс для пайки алюмінієвих проводів.
• Рідкий флюс для алюмінію вітчизняного виробництва (в пластиковому флаконі).
• Флюсом для алюмінію і ЛТИ-120.
• Активний паяльний жир. Потрібно тільки не забути потім все промити.

Чи можна одну з банок на 5200мА · год замінити банкою на 5000мА · год тієї ж токоотдачи [ правити ]

Якщо буде передбачений побаночний моніторинг, то можна. А якщо буде просто відсічення по напрузі, то банку з меншою ємністю (5000мА · год) буде сідає раніше всіх і вона піде в глибокий розряд, що неприпустимо.

Виробники (бренди) [ правити ]

Де купити LiPo-акумулятор [ правити ]