Рейтинг темы:
  • 0 Голос(ов) - 0 в среднем
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы
#1
Литий-полимерный аккумулятор
http://ru.wikipedia.org/wiki/Литий-полимерный_аккумулятор
Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol или Li-polymer) — это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего  наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике, радиоуправляемых моделях и пр.

Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток в 10 и даже 130 раз превышающий численное значение ёмкости в ампер-часах. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

Преимущества

Большая плотность энергии на единицу объёма и массы (в сравнении с литий-ионными);
Низкий саморазряд;
Толщина элементов от 1 мм;
Возможность получать очень гибкие формы;
Отсутствие эффекта памяти;
Незначительный перепад напряжения по мере разряда.
Диапазон рабочих температур литий-полимерных аккумуляторов довольно широкий: от -20 до +40 град. Цельсия по данным производителей.

Недостатки

Аккумуляторы пожароопасны при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда. По этой же причине требуют специальных алгоритмов зарядки (зарядных устройств).

Количество рабочих циклов 800—900, при разрядных токах в 2С до потери ёмкости в 20 % (для сравнения: NiCd — 1000 циклов, NiMH — 500, LSD NiMH — 1500, LiFePO4 — 2000). Вообще говоря, каких-либо данных по количеству рабочих циклов пока ещё очень мало и к приведённым в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие.

Старение

Под воздействием заряда литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость в зависимости от температурного режима.

Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. Оптимальные условия хранения Li-pol аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора. Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года батарея теряет около 20 % ёмкости. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться «экономией» его ресурса. При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе.

В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.
+++

Литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы
http://www.rcdesign.ru/articles/engines/lipol
+++
Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа - литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol).

Разница между ними – в типе используемого электролита.

В случае LiIon – это гелевый электролит, в случае LiPo – специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором.

Но для использования в силовых установках моделей наибольшее распространение получили литий-полимерные аккумуляторы, так что в дальнейшем разговор пойдет именно о них.

Впрочем, жесткое разделение тут весьма условно, так как оба типа отличаются в основном используемым электролитом, и все, что будет сказано про литий-полимерные аккумуляторы, практически в полной мере относится и к литий-ионным (заряд, разряд, особенности эксплуатации, техника безопасности). С практической точки зрения нас волнует только тот момент, что литий-полимерные аккумуляторы в настоящий момент обеспечивают более высокие разрядные токи. Поэтому на модельном рынке в качестве источника энергии для силовых установок в основном предлагают именно их.

Основные характеристики

Литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd в 4-5 раз, NiMH в 3-4 раза.

Количество рабочих циклов 500- 600, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20%
(для сравнения - у NiCd- 1000 циклов, у NiMH – 500).

Вообще говоря, каких–либо данных по количеству рабочих циклов пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие.

Так же, как и все аккумуляторы, литиевые подвержены старению.
Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.


Из всего многообразия силовых литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы
- быстроразрядные (Hi discharge) и обычные.

Отличаются они между собой максимальным разрядным током - его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой букой «С».

Например, если ток разряда 3С, а емкость аккумулятора – 1 Ач, то ток будет равен 3 А.

Максимальный ток разряда обычных аккумуляторов, как правило, не превышает 3С, некоторые производители указывают 5С.

Быстроразрядные аккумуляторы допускают ток разряда до 8-10С.

Такие аккумуляторы несколько тяжелее своих слаботочных собратьев (примерно на 20%), и в названии у них после цифр емкости присутствуют буквы HD или HC,
например KKM1500 – обычный аккумулятор емкостью 1500 мАч,
а KKM1500HD – быстроразрядный.

Хочется сразу сделать небольшое замечание для любителей экспериментов.
В бытовой технике быстроразрядные аккумуляторы не применяются.

Поэтому если вас посетит идея добыть по дешевке аккумулятор из сотового телефона или видеокамеры, то на хороший результат тут рассчитывать сложно. Скорее всего, такая батарея очень быстро умрет из-за нарушения предусмотренных режимов эксплуатации.

Области применения и стоимость

Применение литий-полимерных аккумуляторов позволяет решить две важные задачи - увеличить время работы мотора и снизить вес батареи.
+++
Зарядка литий-полимерных аккумуляторов

Заряд аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму - заряд от источника постоянного напряжения 4.20 вольт/элемент с ограничением тока в 1С.
Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С.
После перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1С аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости.
Для полной зарядки необходимо время около 2-х часов.
К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда - не хуже 0.01 в/банку.
+++
ксплуатация и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случается или пожар, или аккумулятор «умирает».

Перечислим их в порядке убывания опасности:

  1. Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку.
  2. Короткое замыкание аккумулятора.
  3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С.
  4. Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку.
  5. Нагрев аккумулятора выше 60°С.
  6. Разгерметизация аккумулятора.
  7. Хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных - к полной или частичной потере емкости.  
+++
Разгерметизация – еще одна причина выхода литиевых аккумуляторов из строя, поскольку внутрь элемента не должен попадать воздух.

Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки), в результате удара или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке.

Вывод - не ронять с большой высоты и паять аккуратно.
+++
Сборка батареи

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов.
Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены.
Буква P (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, а S (serial) –последовательно.
Например, "Kokam 1500 3S2P" обозначает батарею, соединенную последовательно из 3-х пар аккумуляторов, и каждая пара образована 2-мя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мач., то есть емкость батареи будет 3000мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7*3 = 11,1В..

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы.
Особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую, и зарядный ток может превысить значение 1С. Желательно все купленные банки перед соединением разрядить до 3-х вольт током 0.1С – 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации ни в коем случае нельзя добавлять новые банки последовательно старым - батарея будет при этом разбалансирована.

Конечно, также нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей – например 1800 и 2000 мАч, а также использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей, так как различное внутреннее сопротивление приведет к разбалансировке батареи. При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов, - это может нарушить герметизацию и навсегда убить еще не успевший полетать аккумулятор.
+++

Примечание us998:
Для выводов быстроразрядных аккумуляторов, допускающих большой ток разряда до 8-10С применяют мягкий лужёный многожильный провод большого сечения с изоляцией на основе негорючей кремнийорганической резины.

Типовые даташиты от изготовителя для Li-Ion Li-Po батарей
обращаем внимание на зависимость ёмкости батареи от тока разряда.
А также на опции встроенного контроллера и пожаробезопасности(когда указаны)


cell type: Li-Ion (LiCoO2)
cell size: 18650
nominal voltage: 3.7 V
3600 mAh discharge at 1C

http://www.pollin.de/shop/downloads/D271098D.PDF

3.7V Lithium Polymer Battery 1000mAh (903048P)
http://srbatterysr.en.made-in-china.com/...048P-.html

Ссылки на обсуждения и видео возгораний:

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы - iXBT.com
www.ixbt.com/mobile/review/lipol.shtml
http://www.ixbt.com/mobile/review/lipol.shtml

Внутреннее устройство литий-ионного аккумулятора
http://dig.by/Конструкция_литий_ионного_аккумулятора

Turnigy nano-tech A-SPEC 5000mah 12S 65~130C Lipo Pack
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store...Pack_.html

Most Dangerous Battery!
http://www.youtube.com/watch?v=-DcpANRFrI4#

Li-Ion battery burnout
http://www.youtube.com/watch?v=jjAtBiTSsKY#

Lipo explode
http://www.youtube.com/watch?v=EseOhC8n7ro#ws

LiPo Explosion
http://www.youtube.com/watch?v=k9mcNvOGKtI#

Lipo Overcharged Explosion - Fire Test Li-Po 3S 8000mah
http://www.youtube.com/watch?v=gz3hCqjk4yc#ws

В руках продавца техники взорвался аккумулятор мобильника.
NovostiPlus
Опубликовано 21 авг. 2013 г.

http://www.youtube.com/watch?v=_XirYaxiLGc#ws

Огонь из батарейки
Alokin AlokinAlokin
Опубликовано 18 марта 2013 г.

http://www.youtube.com/watch?v=1j7g3Rp_DsA#ws
Ответ


Перейти к форуму:


Пользователи, просматривающие эту тему: 1 Гость(ей)