Літій-іонні акумулятори зараз надзвичайно популярні. Більше 80% всіх побутових акумуляторів є літій-іонними. І для того, щоб ці акумулятори служили вірою і правдою довгий час, дуже важливо правильно з ними поводитися і правильно заряджати.
Як правило, літій-іонний акумулятор являє собою дует - власне, саму акумуляторну банку й приєднаної до неї плату захисту. Плата захисту оберігає акумулятор від перезарядки або надмірної розрядки. Також вона обмежує максимальний струм акумулятора - стежить, щоб не було короткого замикання. Все це дуже важливо, оскільки літій-іонний акумулятор може дуже драматично реагувати на перезарядку або надмірний струм (а ще на перегрів) - банально вибухати, завдаючи абсолютно небанальні пошкодження.
Проте, цілком можуть поставлятися акумулятори без захисту - тільки банки. У цьому випадку мається на увазі, що контроль ступеня заряду і струму буде здійснюватися додаткової електронікою, про яку повинен подбати сам споживач.
Літій-іонні акумулятори з захистом і без неї
Необхідно завжди звертати увагу на наявність захисної електроніки при використанні літій-іонних акумуляторів. Без схем захисту ні заряджати, ні використовувати ці акумулятори можна! Оскільки в нештатних ситуаціях хімічні процеси в акумуляторах можуть почати протікати надмірно бурхливо. Це може привести до розриву акумуляторної банки, займання газів, що виділяються, електроліту і, в підсумку, до неквола вибуху з полум'ям і розкиданням навколо палаючих частин акумулятора.
Сам процес правильного заряду акумулятора - це контрольований і керований процес. Спочатку розряджений акумулятор заряджається постійним струмом 0.2 - 1 С (С - це ємність акумулятора в ампер / годинах). При досягненні напруги 4.0-4.1В (в залежності від рекомендацій виробника) зарядка триває при постійній напрузі до досягнення 4.2В на елемент. Допустиме відхилення напруги не перевищує + -0.05В. Для дотримання цих режимів, безумовно, необхідна відповідна електроніка. Як правило, це схеми, зібрані на спеціалізованих мікросхемах. Хороший вибір - для заряду акумуляторів використовувати спеціалізовані зарядні пристрої. Також можна зібрати зарядний пристрій самостійно.
Літій-полімерні акумулятори заряджаються також, як і літій-іонні, оскільки за своєю природою вони дуже схожі. У чому їх основна відмінність - читайте в статті "Літій-полімерний акумулятор - відміну від літій-іонного" .
Кращий варіант - заряджати кожен акумулятор окремо. Крім зарядних пристроїв, можна придбати готові плати-контролери для зарядки окремих акумуляторів. Наприклад, на базі популярної мікросхеми TP4056.
Зарядка одного літій-іонного акумулятора
Мініатюрна плата (близько 20х30 мм) дозволяє заряджати літій-іонний акумулятор від джерела постійної напруги до 8В. Підійде, в тому числі, комп'ютерний USB. Два індикатора відображають хід заряду. Плата сама зупинить зарядку при досягненні напруги 4.2В - з її допомогою можна заряджати та акумулятори без плати захисту.
Якщо використовується кілька акумуляторів одночасно, то можливі варіанти. Для збільшення ємності при тому ж вихідному напрузі батареї з'єднують паралельно - плюс до плюса, мінус до мінуса. Наприклад, якщо взяти два акумулятора ємністю 2500 мАh і з'єднати їх паралельно, то вийде батарея ємністю 5000 mAh з вихідним напругою 4.2В. Заряджати таку батарею потрібно також, як і окремий акумулятор, тільки це займе в 2 рази більше часу.
Якщо потрібно підвищити напруга при збереженні ємності, акумулятори з'єднують послідовно. Ті ж дві банки з попереднього прикладу, з'єднані послідовно, дадуть батарею з напругою 8.4В і ємністю 2500mAh.
Струм зарядки послідовно з'єднаних акумуляторів повинен бути такий же, як і при зарядці одного акумулятора, а напруга відповідати напрузі всій батареї - 4.2В помножити на кількість послідовно з'єднаних елементів.
Коли акумулятори використовуються в зв'язці, дуже важливо підбирати абсолютно однакові банки - одного виробника і моделі, одного ступеня свіжості. В ідеалі - з однієї партії. Справа в тому, що різні акумулятори можуть мати трохи відрізняються ємності, напруга та інші параметри. Відповідно, працювати вони будуть нерівномірно і швидше вийдуть з ладу.
Правильно заряджати літій-іонні акумулятори, з'єднані послідовно, необхідно пристроями, які мають систему балансування заряду кожного елемента. Строго кажучи, і розряджатися такі батареї повинні через аналогічні системи балансування. Суть її роботи полягає в тому, щоб стежити за параметрами кожного акумулятора і зупиняти зарядку всієї батареї, якщо один з акумуляторів буде вже заряджений повністю. Аналогічно при розряді: якщо один з акумуляторів повністю розрядився - відключається вся батарея. Це дозволить уникнути перезаряду / переразряда акумуляторів і продовжить термін їх служби.
Контролер заряду / розряду двох послідовно з'єднаних акумуляторів може виглядати так:
Зарядка двох послідовно з'єднаних літій-іонних акумуляторів
Контакти P + і P- плати служать як для подачі напруги під час заряджання, так і при знятті струму при розрядці батареї. Плата може використовуватися з акумуляторами без плат захисту.
Для зарядки трьох послідовно з'єднаних акумуляторів може підійти така схема:
Зарядка трьох послідовно з'єднаних літій-іонних акумуляторів
Так само як і в попередньому варіанті, контакти Р + і Р використовуються як для подачі напруги зарядки, так і для зняття харчування при роботі від акумуляторів. Плата має систему балансування, захист від перезаряду / розряду і захист від короткого замикання. І також може використовуватися з незахищеними акумуляторами.
Схожа плата зарядки / розрядки є і для чотирьох послідовно з'єднаних акумуляторів.
Зарядка чотирьох послідовно з'єднаних літій-іонних акумуляторів
Більша кількість послідовно з'єднаних акумуляторів зустрічається досить рідко. Найчастіше для збільшення потужності використовують послідовно з'єднані пари паралельно з'єднаних акумуляторів. Наприклад, батареї ноутбуків можуть містити три або чотири пари акумуляторів.
Правильна зарядка акумуляторів - абсолютно необхідна умова для того, щоб використання літій-іонних акумуляторів було довготривалим і ефективним. Приділіть цьому достатньо уваги і акумулятори будуть служити вам вірою і правдою.
