Большая часть бытовых электроприборов функционируют на основе li-ion аккумуляторов, поэтому как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы и как их использовать, надо знать всем ответственным владельцам. В наибольшей степени такие батарейки получили большую распространенность из-за своих маленьких габаритов и хорошего сбережения энергии.
В нашей статье мы подробно расскажем о том, как заряжать литий ионный аккумулятор правильно, какая имеется схема восстановления энергии, по каким правилам осуществляется контроль процедуры, каким током заряжать li ion аккумулятор, сколько времени выполняется зарядка литиевых аккумуляторов, а также можно ли заряжать АКБ обыкновенной зарядкой.
Как правильно заряжать Li-ion аккумулятор
Среди батареек, которые выполнены на основе ионов лития, наибольшую распространенность имеет тип 18650. Область его использования довольно большая: эти компоненты используются в АКБ шуруповертов, смартфонах, планшетах, стационарных телефонов, для питания электросигарет или обычных фонариков.
Кроме того, в настоящее время, набирает популярность преобразование никель кадмиевой батареи шуруповерта на литий ионные аккумуляторы. Используется этот тип во многом из-за того, что они функционируют намного дольше компонентов предыдущего поколения.
Чтобы работать с таким типом АКБ нужно знать, как заряжать литиевый аккумулятор правильно и как контролировать такую процедуру. Зарядка литий ионных аккумуляторов выполняется при помощи схемы, а осуществляют контроль над ней вспомогательные платы.
Подбираем тип аккумулятора
Выбор данного критерия будет, прежде всего, основываться на доступной вам сумме и предполагаемой частоты использования шуруповерта. На сегодняшний день шуруповерты комплектуются тремя видами аккумуляторов.
Никель – кадмиевые — морально устаревший вариант, но еще составляет конкуренцию своим более современным собратьям. Его применение обусловлено низкой стоимостью. Он в два – три раза дешевле металлогидридных собратьев. Разница в цене с другими типами батарей еще более существенна. Основным минусом является так называемый эффект памяти , который при несоблюдении цикла заряд/разряд существенно снижает емкость. Вплоть до выхода из строя. Так же обладает высоким уровнем саморазряда.
Никель-металл-гидридный. В этом типе аккумуляторов существенно минимизированы недостатки Ni – Cd батарей. Эффект памяти гораздо меньше выражен, но не убран полностью. Выросла емкость аккумуляторов, а так же существенно снижен саморазряд. Но естественно эти аккумуляторы дороже никель — кадмиевых аналогов.
Литий-ионный. Полностью отсутствуют недостатки предыдущих типов аккумуляторов. Но имеет и свои слабые стороны. Так Li-ion батареи не переносят полного разряда или наоборот перезаряда. Они попросту разрушаются (и взрываются). Соответственно это повышает технические требования к зарядному устройству. Существенно дороже Ni – Cd и Ni – MH аналогов.
В перспективе доступен четвертый тип аккумулятора — литий-железофосфатный. Они уже используются как элементы питания, но до инструмента пока не добрались. Связанно это с высокой стоимостью батарей. Особенностью данного типа являются большие токи разряда (до 30А) и большой срок жизни (обещают 2000 циклов заряд/разряд).
Если подвести итог всему вышесказанному, то для бытовых нужд более целесообразно приобретать с Ni – MH аккумулятором. Стоит он существенно дешевле, а при выходе из строя всегда можно будет перепаять батарейную сборку. Переплачивать за инструмент, который большую часть времени будет просто лежать на полке, попросту не целесообразно. Кроме того, если приобрести интеллектуальное зарядное устройство типа La Crosse Technology BC-700, то большинство недостатков этих типов аккумулятора можно убрать всего несколькими нажатиями кнопок. Но дело хозяйское – решать вам.
Двухступенчатая схема зарядки
Такая схема считается лучшим методом выполнения заряда li ion аккумуляторов. Здесь схема контроллера имеет большую нагрузку, но она никаким образом не влияет на эксплуатационный срок АКБ.
Выполнение 1-ой стадии зарядки для li-ion АКБ зависит от насыщения зарядного тока. Расчетное значение тока – от 0,2А до 0,5А, а мощность 12,6В. Стабильный ток заряда выполняется благодаря функционированию зарядника, который увеличивает потенциалы батареи. При достижении значения в 4,2В АКБ имеет степень заряженности в 70%. На этом 1-ая стадия зарядки литиевых батареек завершается.
Вторая стадия имеет постоянное напряжение и поэтапно уменьшающийся ток заряда. Прибор поддерживает вольтаж на уровне от 4,15В до 4,25В и контролирует параметр тока. Чем больше значение, тем меньше будет величина тока. Параметр от 0,05А до 0,01А говорит о завершении процедуры.
Как контролируют параметры зарядки
Чтобы узнать, как правильно заряжать ионные батареи, необходимо уметь контролировать показатели зарядки. Так как литий ионные АКБ функционируют в малом диапазоне изменения напряжения, то поэтому они нуждаются в контроле. Лучшим значением этого параметра является от 3В до 4,2В.
Схема контроллера устанавливается в ЗУ, но каждая батарейка обладает индивидуальным трамблером и системой защиты. Если возникнет какое-нибудь нарушение, то система защиты сразу же выполнит отключение неисправной банки.
Схема также предназначена для выполнения следующих операций:
- перевод в режим CC/CV;
- контроль подачи энергии в аккумуляторных батареях;
- подача тока, предотвращающая саморазряд;
- измерение температуры, что способствует недопущению перегрева АКБ;
- отключение зарядки.
Подзарядить батарею без такой схемы возможно только при применении резистора, который необходимо подключить последовательно с прибором. Изготовить контроллер можно также самостоятельно, только необходимо заранее рассчитать ток заряда, сопротивление, а также мощность.
Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт
Чтобы узнать, как зарядить АКБ с напряжением 12 вольт, необходимо для начала выяснить, что же из себя представляет это устройство, а также какие имеет особенности и характеристики. Все АКБ, выполненные на основе ионов лития, представляют собой непроницаемую конструкцию, изготовленную в форме цилиндра либо призмы. Каждая батарейка имеет напряжение от 3,6В до 4,2В и разную энергоемкость.
Однако имеется одна особенность, если соединить 3 батарейки друг за другом, то получится аккумулятор с напряжением от 10,8В до 12,6В. В этом случае энергоемкость измеряется по самой слабой литионной банке.
Для восстановления энергоемкости устройства нужно применять зарядное устройство, которое оснащено контроллером. Также нужно иметь модуль управление (РСМ) для всех батареек и систему защиты от пере- и недозаряда. Кроме того, имеется также другая система защиты аккумуляторов – РСВ. Ее лучше устанавливать с балансирами, чтобы зарядка батареек происходила равномерно.
На ЗУ нужно установить напряжение, на котором будет функционировать АКБ (12,6В). На заряднике необходимо также задать число батареек и ток, который будет использоваться.
Способы восстановления энергоемкости литиевых аккумуляторов:
- Применять разъем USB от электроприборов или компьютера. В таком случае можно получить ток заряда, равный 0,5А, но так восстановление энергоемкости будет выполняться намного дольше.
- От прикуривателя машины. Для выполнения этой процедуры надо приобрести специальный переходник, который может работать с 12В АКБ.
Эксперты рекомендуют применять для подзарядки литиевых АКБ только оригинальные ЗУ, поскольку использование внешнего зарядника сомнительного качества может плохо сказаться на функционировании аккумулятора.
Варианты изготовления блока питания
Существует несколько вариантов, как переоборудовать шуруповёрт для работы от электросети. Задача заключается в том, чтобы запитать электродвигатель устройства с помощью промежуточного источника.
Используем зарядку от ноутбука
Изготовить блок питания 12 В для шуруповёрта своими руками можно, даже не обладая техническими знаниями. Следует только найти ненужное зарядное устройство от ноутбука, которое имеет технические характеристики, сходные с параметрами для питания шуруповёрта. Главное, чтобы выходное напряжение соответствовало искомому (12—14 вольт).
Для достижения заданной цели необходимо сначала аккумуляторную батарею разобрать и удалить оттуда неисправные элементы. Затем следуют такие манипуляции:
- Берём зарядное устройство от ноутбука.
- Отрезаем выходной разъём, оголяем и производим лужение концов проводов.
- Зачищенные провода припаиваем к входным проводам батареи.
- Изолируем места пайки, чтобы избежать короткого замыкания.
- Делаем в корпусе отверстие, чтобы не пережать провод, и производим сборку конструкции.
Основа — блок питания от компьютера
Для изготовления такого устройства понадобится блок от персонального компьютера формата А. Т. Найти его несложно, это старая модель питающего устройства, которую легко купить на любом рынке радиодеталей. Важно знать, что применять можно блок мощностью 300—350 Вт с током в цепи питания 12 В не ниже 16 А.
Именно блоки формата АТ соответствуют таким параметрам. На корпусе этого устройства находится кнопка включения питания, что очень удобно при работе. Внутри установлен вентилятор охлаждения и смонтирована схема защиты от перегрузок.
Порядок проведения переустройства блока:
- Снимаем крышку корпуса Б. П. Внутри увидим плату с множеством проводов, идущих к разъёмам, а также вентилятор.
- Следующим шагом необходимо отключить защиту от включения. Находим на квадратном большом разъёме зелёный провод.
- Соединяем этот провод с чёрным из этого же разъёма. Можно сделать перемычку из другого кусочка провода, а можно просто его коротко обрезать и оставить в корпусе.
Сколько заряжать литиевый аккумулятор
Продолжительность зарядки батареи, в том числе и в первый раз, определяется процедурой восстановления энергоемкости.
Энергоемкость измеряется в а/ч. Это означает то, что если дать заряд, соответствующий значению емкости, то за 1 час образуется необходимое значение напряжения, а степень заряженности будет равна 75%. Продолжительность подзарядки в быстром режиме займет 1 час.
Для полноценного цикла подзаряда аккумуляторов из нескольких компонентов, подключенных последовательно, применяют два режима – CC и CV. Первый режим продолжается, пока напряжение не достигнет рабочего параметра. Второй режим: при постоянном напряжении на батарею поступает ток, но с увеличением заряда, он приближается к 0. На выполнение восстановления энергии уходит 3 часа, вне зависимости от энергоемкости устройства.
Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой
Литий ионные и свинцово-кислотные АКБ нуждаются в особом подходе к заряду. Щелочные модели не столь требовательны к параметрам, как ионные.
Для подзарядки на 1-ой стадии литий ионные аккумуляторы нуждаются в стабильном зарядном токе, а на 2-ой стадии в стабильном напряжении. Если не выполнять контроль 1-го показателя, то может произойти перезаряд. Однако если в аккумуляторе имеется встроенная система защиты от перезаряда (BMS), то осуществлять контроль не обязательно.
В щелочных батареях основным параметром является постоянное напряжение.
В настоящее время начали изготавливать универсальные ЗУ, которые могут самостоятельно выбирать необходимый режим заряда.
Как зарядить без родной зарядки?
Если выбрано решение по зарядке устройства автомобильным ЗУ, для начала необходимо выставить на устройстве минимальное значение. Батарею снимают, определяются с ее полярностью (находят «плюс» и «минус»). После этого к ней напрямую подключают клеммы зарядника. Если это невозможно, узел совершенствуют, для чего применяют пластины либо скрепки. Зарядку включают минут на 15-20 минут, а как только батарея станет теплой, зарядник выключают. Обычно в этом случае достаточно непродолжительного времени заряда. Что касается зарядного тока, то его выбирают в пределах между 0,5 и 0,1 в зависимости от емкости самой батареи в ампер/часах.
Аккумулятор на 18 вольт емкостью 2 А/час нуждается в зарядном устройстве с отдачей зарядного тока в 18 вольт и мощностью 200 мА в час. Предпочтительней, чтобы показатели зарядного устройства составляли примерно в 8 раз меньше. Для подачи тока необходимо пользоваться специальными крокодильчиками, вешая их на токоразволящие пластины разъема аккумулятора. При этом важно, есть ли в самом устройстве гнездо для заряда.
Если зарядник встроен в аккумулятор, его можно зарядить посредством адаптера, который понижает напряжение. В этом случае можно подобрать в магазине универсальную зарядку. Если нет, придется отремонтировать имеющийся зарядник либо поискать аналоговое устройство. Важно использовать зарядное устройство с функцией регулировки силы тока, заряжая батарею несколько часов.
Для того чтобы контакт был достаточным, предпочтительней закрепить крокодильчики посредством металлических проводов. Напряжение должно соответствовать аккумуляторному устройству. На зарядку ставить такой аккумулятор нужно только при остаточном заряде. Если параметры устройств не совпадают, но при этом имеют небольшие различия, в некоторых случаях возможна кратковременная зарядка. Однако она, как правило, приводит к быстрой поломке аккумулятора.
