Lithium-iontové baterie mají dobrý výkon a jsou navrženy pro dlouhou životnost. Ale aby nedošlo k rychlému vyčerpání životnosti baterie, musíte dodržovat pravidla pro jejich provoz a skladování. Je velmi důležité vědět, jak správně nabíjet Li-ion baterie, protože silné vybíjení a přebíjení jsou pro ně škodlivé.

Li-ion baterie nemají paměťový efekt. Aby nedošlo k poškození chemického systému takových pohonů, je vhodné je vybít alespoň na 5–10 % a nabíjet na 90–95 % jejich plné kapacity. Nejlepší je nabíjet lithiové baterie a baterie na 50 % po každém použití, než čekat, až se úplně vybijí.

Aby byly Li-ion baterie chráněny před přebíjením a kritickým vybitím, jsou vybaveny vestavěnými ochrannými deskami. Při nabíjení odpojí přepětí (nad 4,2 V na baterii) a při kritickém poklesu úrovně nabití baterii vypnou (obvykle na napětí 2,7 V).

Jak nabíjet lithiovou baterii

Abyste neváhali, jaké napětí je pro nabíjení Li-ion baterie nejlepší, používejte vždy originální nabíječky nebo jejich analogy s parametry doporučenými výrobcem pro konkrétní baterii. Budou přesně dodávat požadované napětí a správně doplňovat nabití všech baterií v baterii. Nabíječky s nevhodnými parametry přitom mohou baterii velmi ublížit.

Průměrně se Li-ion baterie nabijí asi za 3 hodiny, ale přesná doba doplnění nabití závisí na kapacitě konkrétní baterie a aktuální síle nabíječky. Li-ion baterii můžete nabíjet:

  1. Standardní nabíječka ze zdroje 220 V. Jedná se o nejlepší variantu, která poskytuje bezpečné a rychlé dobíjení. Všechny ostatní metody lze použít pouze v nezbytně nutných případech.
  2. Z USB konektoru počítače – bezpečná, ale nepohodlná možnost. Vzhledem k tomu, že proud je v tomto případě omezen na 0,5 A, bude nabíjení baterie trvat dlouho.
  3. Ze zapalovače v autě. Při použití standardního USB adaptéru bude proces zdlouhavý. Urychlit jej můžete, pokud použijete USB port s vhodným proudem. Chcete-li zjistit, jakým proudem potřebujete nabíjet lithium-iontovou baterii nebo baterii v konkrétním případě, stačí se podívat na tuto hodnotu na standardní nabíječce nebo v dokumentaci.
  4. Použití „žabky“ – univerzální nabíječky, často používané k dobíjení lithiových baterií z mobilních telefonů. „Frog“ design se skládá z doku pro umístění baterie a kontaktů, které jsou šířkově nastavitelné. O dokončení procesu nabíjení u takových zařízení informuje LED indikátor. „Žábu“ můžete používat pouze jako poslední možnost a s maximální opatrností, protože by mohla zničit baterii.
ČTĚTE VÍCE
Jaký výkon by měl být větrný generátor pro soukromý dům?

Další doporučení

Lithium-iontové baterie s úrovní nabití 30–50 % skladujte nejlépe při teplotě asi 15 °C. Pokud skladujete disk s vysokou úrovní nabití, povede to ke snížení jeho kapacity a uložením vybité baterie hrozí její úplné selhání. Optimální teplotní rozsah pro provoz takových zásobníků energie je od +10 do +25 °C, přípustný teplotní rozsah je od –40 do +50 °C.

Při použití lithium-iontových baterií v chladném počasí se jejich životnost zkracuje. Kromě teplot pod nulou je pro takové baterie škodlivé přímé sluneční záření a blízké zdroje tepla. Při nabíjení lithium-iontových baterií je třeba dodržovat 5 základních pravidel:

  1. Nabijte baterii, aniž byste čekali na její úplné vybití.
  2. Používejte standardní nabíječky.
  3. Baterii dobijte jednou za čtvrt roku na 1 %.
  4. Při delší nečinnosti (například při skladování) nabijte baterii o 30–50 % a umístěte ji na místo s teplotou cca 15 °C.
  5. Vyhněte se vysokým a nízkým teplotám.

Mýty a realita

Mýtus 1. První nabití Li-Ion baterie by mělo trvat minimálně 16 hodin. To platilo pro alkalické modely. Dlouhé první nabíjení zajistilo rovnoměrné a plné nabití všech článků baterie. Li-Ion baterie to ale nepotřebují. Doba jejich nabíjení závisí pouze na stupni vybití a kapacitě.

Mýtus 2. Nová baterie musí být zcela vybita a nabita 2-3krát. Li-Ion baterie se ve skutečnosti mohou a měly by se nabíjet, dokud úroveň nabití kriticky neklesne.

Mýtus 3. Cykly úplného vybití a nabití prodlužují životnost baterie. Ve skutečnosti toto pravidlo neplatí pro lithiové modely.

Mýtus 4. Je nežádoucí přerušit proces nabíjení před jeho dokončením. Ve skutečnosti se Li-Ion baterie nemusí úplně vybíjet nebo nabíjet na 100 %. Naopak optimální rozsah kapacity při jejich provozu je 10–95 %.

Mýtus 5. Baterie musí být pravidelně vystavena cyklu úplného vybití a nabití. To lze přičíst pouze bateriím nízké kvality. To vám umožní vyvážit baterie v baterii mezi sebou.

Už je to dávno, co Ni-Cd a Ni-Mh baterie kralovaly v mobilních zařízeních, ale od počátku éry Li-ion a Li-pol se neustále diskutuje o tom, zda je třeba tyto baterie „školit “ ihned po zakoupení.
Začíná to být směšné, v diskusním vláknu ZP100 na čínském iPhonu bylo všem nováčkům doporučeno spořádaným tónem projít 10 cykly nabití a vybití, a teprve potom přijít s dotazy ohledně baterií.

ČTĚTE VÍCE
Proč se nedoporučuje nanášet lepidlo na vliesové tapety?

Zkusme přijít na to, zda má takové doporučení právo na život, nebo jde o reflexy míchy (při absenci mozku pravděpodobně) některých jedinců, kterým zbyly z dob niklových baterií.

Text může a pravděpodobně obsahuje pravopisné, interpunkční, gramatické a další typy chyb, včetně sémantických. Autor bude vděčný za informace o nich (samozřejmě v soukromí, a ještě lépe s pomocí tohoto úžasného rozšíření), ale nezaručuje jejich likvidaci.

O terminologii

  • А (Ampér(A) nebo miliampér – mA, mikroampéry – μA) – hodnota proudu ve vodičitseke. Může být velký i malý. Proud 100A dokáže svařit plechy železa, ale pokud vezmete dráty ze zdroje 5V 100A, nic neucítíte, protože vám kůží neprojde žádných 100A – odpor těla je příliš vysoký na to, aby proud složit.
  • В (Volt(V) nebo milivolt – mV, mikrovolt – uV) je hodnota napětí. Vysoké napětí vytvoří dlouhou jiskru, ale malým proudem ze zdroje vás pouze praskne, ale nepromění vás v hrst popela. Příkladem je statická elektřina, napětí je do 10 kV a proudy jsou zanedbatelné.
  • Ohm (Ohm, nebo kilo-ohm – kohm, megaohm – MOhm) — hodnota odporu. Právě vysoký odpor vašeho těla (cca 15 kOhmů) vám umožňuje držet dráty od prvního bodu. Při průchodu drátem, který má odpor (a všechny dráty mají odpor, a než drát dále od provincie Čína tenčí, tím vyšší je), napětí klesne o určitou hodnotu, která závisí na síle proudu. Na topidlo je tedy potřeba silný drát, na žárovku tenký drát, i když napětí je v obou případech 220V. Ve vztahu k bateriím a bateriím (a vlastně ke všem zdrojům proudu) lze hovořit o vnitřním odporu. Tento odpor vám nedovolí získat velký proud v krátkém čase, i když se o to baterie při zkratu velmi snaží – jiskra, která vzniká při zkratování svorek, je jen několik ampérů proudu při napětí nižším než volt. To je způsobeno tím, že rychlost iontů uvnitř baterie není příliš vysoká. Jsou zaseklí, chudáci, po kolena v polymeru.
  • Út. (Watt(W) nebo miliwatt – mW, pak chápete, že?) – ve své nejjednodušší podobě je to výkon stejnosměrného proudu, vypočítaný vynásobením voltů ampéry. Například napájecí zdroj pro notebook, který produkuje 3A při napětí 20V, a laboratorní zdroj, který produkuje 3V při proudu 20A, dodá zátěži stejný výkon 60W. Budou spotřebovávat více ze sítě díky tomu, že jejich účinnost není 100% – část energie se změní na teplo.
  • Wh (Watt-hodina) je míra energie. Z názvu by mělo být zřejmé, že 1 Wh je energie, kterou někdo přijme (nebo dá) tím, že za hodinu přijme (nebo dá) 1 W výkonu. Nebo 60W za minutu. Výše uvedený napájecí zdroj dodává 60 Wh každou hodinu. Toto je „správná“ kapacita, která neposkytuje informace o samotné baterii, ale poskytuje úplnou představu o její kapacitě.
    Existují také kilowatthodiny, kWh — jsou psány na účtenkách. Pokud necháte zapnutý zdroj, spotřebuje za měsíc 60 Wh*24*30 energie, tzn. přibližně o 43 kWh nebo 73 rublů. Samozřejmě to, co produkuje zdroj na výstupu (těch 20V a 3A), musí někdo spotřebovat a nezapomínejte na efektivitu, to jsem zjednodušil.
  • Ah (ampérhodin) – Nabíjení. Je obecně přijímána, i když se mylně nazývá kapacita. proč je to špatně? Protože bez napětí z pouhého čísla 5Ah nic nepochopíte – znamená to pouze, že například baterie dokáže produkovat proud 5 ampérů po dobu jedné hodiny. Nebo jeden zesilovač na 5 hodin. Ale kolik energie bude během této hodiny dodáno, závisí na napájecím napětí a obžerství spotřebitele. Jednoduše řečeno, Ah je Wh, ze kterého byly vytrženy volty (W – V*A, pokud se odstraní B, zůstane A). Zdálo by se, že by to mohlo být jednodušší – baterie si řekne 2Ah, 3.7V, vynásobte 2 krát 3.7, dostanete 7.4Wh a jásejte. Ale je tu nuance. Tady je:
ČTĚTE VÍCE
Kde by mělo potrubí spočívat po uložení do výkopu?

Toto je graf vybíjení lithiové baterie, který ukazuje, že ke konci vybíjení napětí klesá. To znamená, že prostým vynásobením Ah V (což by fungovalo v případě napájecího zdroje, který produkuje stabilní napětí) dostaneme energetickou hodnotu s velmi velkou chybou. Chcete-li zjistit, kolik watthodin je v baterii, můžete například sestavit graf výkonu (který lze získat vynásobením okamžitých hodnot proudu a napětí) a poté najít plochu pod křivkou této graf:

Je to složitější, ale výsledkem jsou watthodiny.

O čtení datových listů

Na Googlu byl nalezen datový list baterie, který se skládá z jedné stránky:

Rozluštím, co je tam napsáno.
Myslím, co to je Jmenovitá kapacita и Minimální kapacita Každý rozumí – obvyklá kapacita a minimální kapacita. Označení 0,2 C znamená, že takové kapacity dosáhne pouze v případě, že se vybije proudem 0.2 své kapacity – 720 * 0.2 = 144 mA.
Nabíjecí napětí и Jmenovité napětí — Nabíjecí napětí a provozní napětí jsou také jednoduché a přehledné.
Další bod je ale obtížnější – Nabíjení.
Metoda: CC/CV — To znamená, že první polovina nabíjecího procesu musí být udržována na konstantním proudu (je uvedeno níže, 0.5C je standardní – tj. 350mA a 1C je maximum – 700mA). A poté, co napětí na baterii dosáhne 4.2V, musíte nastavit konstantní napětí, stejných 4.2V.
Bod níže – Standardní výboj, Vybít. Navrhují vybíjení proudem 0.5C – 350mA a do 2C – 1400mA do napětí 3V. Výrobci lžou – při takových proudech bude kapacita nižší než deklarovaná.
Maximální vybíjecí proud je přesně určen vnitřním odporem. Je ale nutné rozlišovat mezi maximálním vybíjecím proudem a maximálním přípustným. Pokud první může být 5A nebo dokonce více, pak je druhý přísně specifikován – ne více než 1,4A. To je způsobeno tím, že při tak vysokých vybíjecích proudech se baterie začíná nevratně zhoršovat.
Dále následuje informace o hmotnosti a provozní teplotě: nabíjení od 0 do 45 stupňů, vybíjení od -20 do 60. Skladovací teplota: od -20 do 45 stupňů, obvykle při nabití 40 % -50 %.
Životnost je slibována minimálně na 300 cyklů (plné vybití-nabití proudem 1C) při teplotě 23 stupňů. To neznamená, že po 300 cyklech se baterie vypne a už se nezapne, to ne. Výrobce prostě garantuje, že se kapacita baterie po 300 cyklech nesníží. A pak – jaké máte štěstí, závisí na proudech, teplotě, provozních podmínkách, šarži, poloze měsíce a tak dále.

ČTĚTE VÍCE
Jaké doklady obdrží kupující při koupi domu?

O nabíjení

Standardní metodou, kterou se nabíjejí všechny lithiové baterie (li-pol, li-ion, lifepo, liší se pouze proudy a napětí) je výše zmíněný CC-CV.
Na samém začátku nabíjení udržujeme konstantní proud. To se obvykle provádí zpětnovazebním obvodem v nabíječce – napětí se automaticky volí tak, aby se proud procházející baterií rovnal požadovanému.
Jakmile se toto napětí rovná 4.2 voltu (u popsané baterie), není již možné takový proud udržovat – napětí na baterii se příliš zvýší (pamatujeme, že provozní napětí lithiových baterií nelze překročit ), a může se zahřát a dokonce explodovat.
Nyní ale baterie není plně nabitá – obvykle 60% -80% a pro nabití zbývajících 40% -20% bez výbuchů je třeba snížit proud.
Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je udržovat konstantní napětí na baterii a ta bude odebírat proud, který potřebuje. Když tento proud klesne na 30-10 mA, je baterie považována za nabitou.
Pro ilustraci všeho výše uvedeného I barevné ve photoshopu připravil graf nabití převzatý z experimentální baterie:

Na levé straně grafu, zvýrazněné modře, vidíme konstantní proud 0.7A, zatímco napětí postupně stoupá z 3.8V na 4.2V. Je také vidět, že během první poloviny nabití baterie dosáhne 70% své kapacity, zatímco během zbývající doby dosáhne pouze 30%

O testovací technologii

Jako testovací baterie byla vybrána následující baterie:

Byl k němu připojen Imax B6 (psal jsem o tom zde):

Která stáhla informace o nabití a vybití do počítače. Grafy byly vytvořeny v LogView.
Pak jsem jen každých pár hodin přišel a střídavě zapínal nabíjení a vybíjení.

O výsledcích

V důsledku pečlivé práce (sami se snažíte nabíjet 2 týdny) byly získány dva grafy:

Jak již název napovídá, ukazuje změnu kapacity baterie během prvních 10 cyklů. Trochu plave, ale výkyvy jsou asi 5% a nemají žádný trend. Obecně se kapacita baterie nemění. Všechny body byly pořízeny vybíjecím proudem 1C (0.7A), což odpovídá aktivnímu provozu smartphonu.
Dva ze tří bodů na konci grafu ukazují, jak se mění kapacita při nízkých teplotách baterie. Poslední je, jak se mění kapacita při vybíjení vysokým proudem. Popisuje to následující graf:

ČTĚTE VÍCE
Kam jít, když teče teplá voda z horkého kohoutku?

Ukazuje, že čím větší je vybíjecí proud, tím méně energie lze z baterie získat. I když, tady je vtip, i při nejmenším proudu 100 mA kapacita baterie neodpovídá datasheetu. Všichni lžou.

obraz

I když ne, test baterie od Mugen Power při 1900 mAh pro Zopo ZP100 ukázal docela poctivé téměř dva zesilovače: