Як заряджати літієвий акумулятор

Автор:
Сергей Куртов

Рейтинг статті: (4150)

На даний момент, залежно від сфери застосування, найбільш популярними є два види акумуляторних батарей: літієві та свинцево-кислотні. Свинцеві акумулятори поступово втрачають популярність, тому що не відрізняються високою щільністю енергії та тривалим ресурсом. Якщо потрібно максимально компактне джерело живлення, вибір завжди падає саме на літієві АКБ.

Як і у випадку зі свинцево-кислотними аналогами, акумуляторні літієві батареї діляться на безліч типів. Найбільш поширеними є літій-іонні (Li-ion) та літій-полімерні (Li-pol). Саме вони використовуються у мобільних гаджетах і навіть у електрокарах. Наприклад, у Tesla model S встановлено понад 7 тисяч літій-іонних акумуляторів Panasonic Li-ion NCR18650B.

Більшість техніки, де використовуються літієві акумулятори, мають вбудовані механізми заряджання, тому користувачеві потрібно лише підключитися до електромережі. В інших випадках заряд потрібно здійснювати самостійно. Щоб акумулятор служив довго, його потрібно правильно заряджати.

Як заряджати літієвий акумулятор, щоб не зашкодити йому? Незважаючи на очевидність, спробуємо розібратися, чим заряджати літієвий акумулятор можна, а чим не можна.

Що треба знати про акумулятор

Процес заряду завжди залежить від того, який акумулятор заряджається. Не можна однаковим режимом поповнювати заряд різних за характеристиками та типами моделей.

Якщо узагальнити, то приблизно підібрати правильний режим заряду можна за наявності даних про тип акумулятора, його ємність та напругу.

• Тип АКБ. Чому важливо знати тип? Достатньо порівняти номінальну напругу літій-титанатного та літій-іонного акумулятора. 2,4В та 3,7В відповідно. Неважко здогадатися, до яких наслідків може призвести заряд літій-титанатної батареї абстрактним зарядним пристроєм для літієвого акумулятора, який призначений саме для Li-ion.
• Місткість АКБ. Даний параметр акумулятора, що заряджається, важливий через те, що струм, як правило, підбирається у відсотковому співвідношенні до номінальної ємності. Літій-іонні акумулятори, наприклад, не рекомендується заряджати струмом вище, ніж 0,5С-1С (струм, що дорівнює 50% і 100% відповідно по відношенню до ємності в ампер-годинниках). Цей показник може значно змінюватись від моделі до моделі. Яскравий приклад - літій-титанатні АКБ, деякі моделі яких дозволяють зарядку струмами, що в сотні разів перевищують номінальну ємність.
• Напруга АКБ. Тип літієвого акумулятора говорить лише про напругу одного осередку або окремого елемента живлення, що складається з одного осередку. Тим не менш, для вибору зарядного пристрою або відповідного режиму на вже наявному ЗУ, треба знати сумарну напругу всього ланцюга, оскільки воно може бути нарощене багаторазово шляхом послідовного з'єднання осередків. У вже готових акумуляторах на основі безлічі осередків напруга завжди вказана у маркуванні.

Як зарядити АКБ

Нерідко користувачі цікавляться мережею, як заряджати літієвий акумулятор мотоцикла. Враховуючи, що літієвий АКБ для мотоцикла - це пристрій фабричний, а не саморобний, вся важлива інформація, у тому числі й струм заряду, зазвичай розміщена на бирці. Інша справа - це коли є елемент живлення, зібраний з одного або безлічі осередків, у тому числі зі згаданих акумуляторів panasonic.

Важливо враховувати наявність в акумуляторі або схемі захисту у вигляді BMS. BMS - це контролер, який виконує одразу безліч функцій. Він може захищати елементи живлення від небезпечних значень напруги та струму, балансувати елементи на останніх стадіях заряду, а також здійснювати регулювання напруги, що подається. Заряджання літій-іонних акумуляторів безпосередньо може становити небезпеку для АКБ, особливо якщо використовується кустарне ЗУ. Застосовувати кустарні пристрої як на основі трансформатора з діодним мостом, так і на основі перероблених комп'ютерних блоків живлення не рекомендується навіть для свинцево-кислотних АКБ.

Якщо з якоїсь причини в літієвому акумуляторі немає BMS, на ЗУ потрібно виставити напругу, яка є максимальною для даного типу батарей. Наприклад, літій-іонні АКБ при повному заряді видають 4,2 на одну осередок, а LiFePO4 - 3,65. Якщо струм при цьому перевищує 0,5С, рекомендується його обмежити. Якщо ЗУ не дозволяє регулювати струм, знизити його можна шляхом зниження вихідної напруги. Як тільки його буде досягнуто, його можна підняти до кінцевого показника, що відповідає повному заряду акумулятора.

У випадку з літієвими акумуляторами, обладнаними BMS (на щастя, таких більшість), все набагато простіше. Контролер просто не допустить подання небезпечних номіналів струму та напруги. Єдиний виняток – це коли користувач самостійно припаює BMS до свого збирання батарей. У такому випадку не можна гарантувати, що контролер налаштований правильно відповідно до вимог, які пред'являються конкретним блоком акумуляторів. В принципі, якщо користувач робить складання АКБ і самостійно припаює контролер - мабуть, він знає, що робить.

Як би там не було, найкращим способом безпечно і на 100% зарядити акумуляторну батарею будь-якого типу – це використовувати розумний зарядний пристрій, який працює в автоматичному режимі. Такий пристрій не просто видає постійний струм із певним номіналом напруги, а змінює режим заряду залежно від стадії. Також важливою перевагою є численні параметри, що налаштовуються, що дозволяють використовувати один і той же прилад з абсолютно різними збірками акумуляторів.

До вибору зарядного пристрою слід ставитися максимально серйозно, оскільки багато в чому від якості заряду залежить термін служби акумулятора. І якщо акумулятор складається з безлічі осередків із високою сумарною вартістю, то навіть невелике збільшення терміну служби заощаджує помітну суму.