(11) 
На даний момент оптимальним та, в принципі, стандартним рішенням для автономної роботи електроніки є літієві акумулятори. Вони діляться різні типи, які можуть радикально відрізнятися своїми техніко-експлуатаційними характеристиками. Серед них практично промисловим стандартом стали літій-іонні АКБ (Li-Ion). Це пов'язано з вигідним поєднанням вартості виробництва, терміну служби та вихідних характеристик, які хоч і не найкращі на ринку, але збалансовані.
Тип Li-Ion був придуманий давно і зазнав значних змін з погляду матеріалів на аноді та катоді. Однак з початку нульових розвивався інший літієвий підхід - Li-Po (літій-полімерні акумуляторні батареї, що часто позначаються Li-Pol, Li-Ion polymer і так далі).
Ми розглянемо особливості полімерних батарей, їх відмінності від стандартних літій-іонних, а також подумаємо, як правильно заряджати акумулятори Li-Po.
Особливості літій-полімерних акумуляторних батарей
Для пояснення відмінності Li-Po від Li-Ion спочатку розглянемо будову стандартного літій-іонного акумулятора.
Літій-іонний акумулятор складається з мідної та алюмінієвої фольги з нанесеним анодним та катодним матеріалом. Між листами фольги розташований сепаратор із електролітом. Батарея віддає електроенергію завдяки тому, що електроліт не пропускає електрони, лише позитивно заряджені іони. Тому при підключенні навантаження іони літію проходять через сепаратор, а електрони змушені "наздоганяти" їх через зовнішній ланцюг. І ось цей рух заряджених частинок, електронів і є електроенергія.
Літій-іонні акумулятори не відрізняються стабільністю. Їх можна навіть назвати вогненебезпечними. Особливо з часом, коли внаслідок деградації електроліту з природних причин (старіння) та через неправильну експлуатацію підвищується ризик замикання анода з катодом та подальшого займання.
Літій-полімерні акумулятори працюють за тим же принципом з однією важливою відмінністю. Акумуляторні батареї типу Li-Po як сепаратор використовують полімерну плівку. Які переваги це надає?
- Значно вищий рівень безпеки. Імовірність замикання анода з катодом зводиться нанівець;
- Різноманітність форм та розмірів. Літій-полімерні акумулятори не скуті стандартними типорозмірами і можуть мати різноманітну форму;
- Li-Po батареї можуть мати дуже компактні розміри та особливо товщину. Яскравим прикладом реалізації цієї переваги є бездротові навушники, в яких використовуються супермаленькі акумулятори ємністю менше 100 мАг;
- Вища енергоємність. У порівнянні з Li-Ion, полімерні акумулятори мають велику ємність на одиницю об'єму.
Як бачите, переваги полімерних акумуляторів досить очевидні. Найпоширеніша сфера їх застосування, крім блютуз-гарнітур - це радіокерована техніка (квадрокоптери, машинки та різні моделі)
Як правильно заряджати літій-полімерні акумулятори
Вище ми говорили про те, що Li-Ion акумулятор може мати проблеми як з віком, так і у випадку з неправильною експлуатацією. І якщо полімерній батареї деградація електроліту в процесі старіння не загрожує, то з дотриманням вимог з експлуатації тут теж все досить серйозно.
Не можна перезаряджати акумулятор, так і допускати його глибокий розряд. У цьому плані наслідки для Li-Ion та Li-Po однакові. Що буде, якщо перезарядити акумулятор 18650 чи іншого типорозміру? З високою імовірністю він здувається. Здуту батарею в жодному разі не можна експлуатувати. АКБ все ще здатна працювати, але ризик її займання багаторазово зростає.
Що ж робити, щоби не допустити перезаряд АКБ? Очевидно, використовувати якісний зарядний пристрій. На відміну від свинцево-кислотних акумуляторів, для заряду яких з горем навпіл, але допустимо використовувати навіть кустарний блок живлення при постійному контролі, літій-полімерні АКБ потрібно заряджати тільки якісним приладом. Дані батареї дуже чутливі до перезарядження.
Винятком, коли якісним ЗП частково можна (але небажано) знехтувати, є акумулятори з BMS-контролером. Саме тому ті ж смартфони можна тримати на зарядці як завгодно довго - вбудований контролер живлення зупиняє процес заряду відразу після насичення акумулятора, а вбудований захист дозволяє обмежувати як вхідний, так і вихідний струм.
Особливу увагу наявності контролера слід приділяти у разі заряду збирання літій-полімерних акумуляторів. Навіть якщо батареї у збірці випущені в одній партії, згодом з'являтиметься різниця в рівні заряду кожного осередку (комірка – один літієвий елемент на 3,7В). Чому це проблема? Розглянемо з прикладу послідовної ланцюга з двох літієвих осередків. Напруга зарядженого осередку становить 4,2В, отже ланцюг заряджатимемо напругою 8,4В. Спочатку обидва акумулятори заряджатимуться до 4,2В, однак у міру появи різниці в заряді через природні причини виникатиме перекіс. Наприклад, акумулятори зарядяться на 4 і 4,4В відповідно. Таким чином, один із акумуляторів ланцюга регулярно буде перезаряджатися. Наслідки цього є очевидними.
Щоб уникнути ситуації з перекосом під час заряду складання, слід використовувати зрівнювач заряду. В ідеалі Вам потрібний BMS контролер із балансувальними каналами. Завдяки такому контролеру кожен цикл заряду закінчуватиметься балансуванням осередків, і кожен із акумуляторів складання буде заряджений правильно.
Також іноді виникає питання, чи потрібно заряджати літій-іонні та літій-полімерні АКБ різними зарядними пристроями. Відповідь – ні. Дані типи АКБ повністю взаємозамінні як споживача, так зарядного устройства.
Супер