Li ion için bir şarj cihazı nasıl yapılır. Lityum piller için şarj cihazı

Li ion için bir şarj cihazı nasıl yapılır.  Lityum piller için şarj cihazı
Li ion için bir şarj cihazı nasıl yapılır. Lityum piller için şarj cihazı

Neredeyse tüm modern lityum-iyon piller, yüksek kompakt performansın yanı sıra mükemmel enerji yoğunluğuna sahiptir. Onların yardımıyla yüksek güçlü cihazlara en yüksek verimlilikle güç sağlayabilirsiniz. Ve bunun için mağazada hazır bir şarj cihazı satın almak kesinlikle gerekli değildir, çünkü radyo amatörlerinin özellikle beğeneceği daha bütçeli bir seçenek vardır - lityum iyon piller için kendi ellerinizle bir şarj cihazı monte etmek.

Önlemler: aşırı şarja izin verilmez

Bir pili monte etmeden önce pillerin bir tanesini hatırlaması son derece önemlidir. basit şey- Lityum pillerin yeniden şarj edilmesi kesinlikle yasaktır. Şarj ve çalışma modu için çok katı gereksinimleri vardır, bu nedenle 4,2 V'tan daha yüksek bir voltajda şarj edilemezler. Her bir hücre için güvenli eşik bilgilerine göre yönlendirilmek daha da iyidir. Bu arada, bu örnek için kabul edilebilir olarak kabul edilen daha küçük bir eşik bile burada belirtilebilir.

Daha da iyisi, kendi lityum pil şarj işleminizi yapacaksanız, kullanılan malzeme ve ekipmanı birkaç kez kontrol edin. Voltmetre okumalarınızın doğruluğu veya kutuların kaynağı ve ayrıca şarjlarının izin verilen maksimum gücü hakkında şüpheleriniz varsa, eşiği daha da düşürmek daha iyidir. Optimum olarak 4,1–4,15 V aralığında olacaktır. Bu durumda, dahili koruma kartı olmayan pilleri şarj etmeniz sizin için güvenli olacaktır.

Aksi takdirde, teneke kutuların güçlü bir şekilde ısınması ve şişmesi, keskin, hoş olmayan bir koku ile bol miktarda gaz salınımı ve hatta müteakip patlama olasılığı yüksektir. Montaj ve şarj işlemine devam etmeden önce her şeyi birkaç kez kontrol edin.

Bir lityum pil şarj cihazı nasıl monte edilir kendin yap piller

Bir şarj cihazı oluşturmanın en basit, en kolay yollarından biri. LM317 yongasının kullanımını içerir. Ucuzdur ve yaygın olarak bulunur, ayrıca bir şarj göstergesi ile donatılmıştır.

Kurulum ayarlamak içindir çıkış gerilimi 4,2 voltluk nominal değer, bir düzeltici direnç R8 kullanılarak. Sadece bağlı bir piliniz olmadığından emin olun. Ayrıca şarj akımı, R4 ve R6 dirençleri seçilerek ayarlanır. Bu durumda direnç R1'in önerilen gücü en az 1 watt olmalıdır.

Diyagramdaki LED'in sönmesi, pil şarj işleminin tamamlandığını gösterir. Aynı zamanda, şarj akımının göstergeleri asla sıfıra inmeyecektir.

LM317 gibi çipler, muadilleri gibi çeşitli akım ve gerilim stabilizatörlerinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, bunları herhangi bir radyo pazarından satın alabilirsiniz ve sadece birkaç kuruşa mal olurlar.

Devrenin dezavantajı, mutlaka 8 ila 12 V arasında olması gereken besleme voltajı olarak düşünülebilir. Bunun nedeni, mikro devrenin normal çalışması için otomatik şanzımandaki voltaj ile besleme voltajı arasındaki farktır. en az 4,25 V gereklidir, yani cihaza şunu kullanarak güç verin: USB girişiçalışmayacak.

Şarjlı lityum pilleri kendi ellerinizle toplama sırası aşağıdaki gibidir:

  1. doğru durumu seçin;
  2. bir güç kaynağı (5 V) ve belirtilen devrenin elemanlarını (mutlaka doğru sırada) takın;
  3. pirinç alın ve ondan iki şerit kesin, yuvalara sabitleyin;
  4. bir somun kullanarak, kontaklar ile bağlayacağınız pil arasındaki mesafeyi ayarlayın;
  5. Soketlerdeki kutupları daha sonra değiştirebilmek istiyorsanız anahtarı sıkın (değilse, her şeyi olduğu gibi bırakın).

Ancak görev, 18650 pille çalışacak şekilde tasarlanmış bir şarj cihazı monte etmekse, hemen daha karmaşık devrelere geçmeli veya hazır bir cihaz satın almalısınız. Uygun teknik beceriler olmadan düğümü birleştirmek işe yaramaz. Bazen biraz harcamak gerçekten daha kolay daha fazla para, ancak gerekli parametrelere ve korumaya sahip bir fabrika şarj cihazını alın.

Kendi ellerinizle lityum iyon piller için bir şarj cihazı nasıl monte edilir?

Li-Ion piller, şarj sırasında ani voltaja duyarlı olduğundan, markalı pillerin içine özel mikro devreler yerleştirilmiştir. Voltaj kontrolü sağlarlar ve izin verilen limitlerin aşılmasına izin vermezler. Bu nedenle, 18650 lityum pil şarjını kendi elinizle monte etmek için yukarıda tartışılan devreden daha karmaşık bir devreye ihtiyacınız var.

Pilin bu versiyonunun oluşturulması öncekinden çok daha zor olacak ve evde bu ancak belirli beceriler ve ilgili deneyim varsa mümkündür. Teorik olarak, özellikleri açısından markalı pillerden hiçbir şekilde daha düşük olmayacak bir şarj cihazı alabilirsiniz. Ancak pratikte bu her zaman böyle değildir.

Doğaçlama malzemelerden evde hafıza topladınız mı? Yorumlarda bize sonuçlarınızdan bahsedin.

Lityum Li-Ion piller için mükemmel olan şarj devresi ile tanışabilirsiniz.

İlk başta yazarı, lm317 çipinde basit bir seçenek sunmak istedi, ancak bu durumda, şarjın 5 volttan daha yüksek bir voltajdan beslenmesi gerekiyor. Bunun nedeni lm317 çipinin giriş ve çıkış voltajları arasındaki farkın en az 2 volt olması gerektiğidir. Şarj edilmiş bir lityum iyon pilin voltajı yaklaşık 4,2 volttur. Bu nedenle, voltaj farkı 1 volttan azdır. Bu da başka bir çözüm bulabileceğiniz anlamına gelir.

AliExpress'te, yaklaşık bir dolara mal olan lityum pilleri şarj etmek için özel bir kart satın alabilirsiniz. Evet, ama neden birkaç dakika içinde yapılabilecek bir şey satın alasınız? Üstelik siparişin yanınızda olması bir ayı buluyor. Ancak, hemen kullanmak için hazır satın almaya karar verirseniz, bu Çin mağazasından satın alın. Mağaza aramasında şunu girin: TP4056 1A

En basit şema

Bugün, herkesin tekrarlayabileceği lityum piller için bir UDB şarj cihazı seçeneklerini ele alacağız. Şema, aklınıza gelebilecek en basit olanıdır.

Çözüm


Bu, voltaj stabilizasyonu ve akü şarj akımı sınırlamasının olduğu hibrit bir devredir.

şarj açıklaması

Voltaj stabilizasyonu, oldukça popüler bir tl431 ayarlanabilir zener diyot mikro devresi temelinde oluşturulmuştur. Güçlendirici bir eleman olarak transistör. Şarj akımı, direnç R1 tarafından ayarlanır ve yalnızca şarj edilen pilin parametrelerine bağlıdır. Bu direnç 1 watt'lık bir güçle tavsiye edilir. Ve diğer tüm dirençler 0,25 veya 0,125 watt'tır.

Bildiğimiz gibi, tam dolu bir lityum-iyon pilin tek bir hücresinin voltajı yaklaşık 4,2 volttur. Bu nedenle, şarj cihazının çıkışında, R2 ve R3 dirençlerinin seçilmesiyle ayarlanan bu voltajı tam olarak ayarlamalıyız. çok şey var çevrimiçi programlar tl431 mikro devresinin stabilizasyon voltajının hesaplanmasına göre.
çoğu için ince ayarçıkış voltajı, direnç R2'nin yaklaşık 10 kilo-ohm'luk çok turlu bir dirençle değiştirilmesi tavsiye edilir. Bu arada, böyle bir çözüm de mümkündür. Şarj göstergesi olarak bir LED'imiz var, zevkinize göre hemen hemen her LED uygundur.
Tüm ayar, çıkış voltajını 4,2 volta ayarlamaktan ibarettir.
Zener diyot tl431 hakkında birkaç söz. Bu, benzer bir paketteki transistörlerle karıştırılmaması gereken çok popüler bir mikro devredir. Bu çip hemen hemen her yerde bulunur. dürtü bloğu güç kaynağı, örneğin, mikro devrenin en sık bağlandığı bir bilgisayar.
Güç transistörü kritik değildir, orta veya yüksek güce sahip herhangi bir ters iletim transistörü uygundur, örneğin Sovyetlerden KT819, KT805 uygundur. Daha az güçlü KT815, KT817 ve benzer parametrelere sahip diğer transistörlerden.

Cihaz için hangi piller uygundur?

Devre, bir lityum pilin yalnızca bir hücresini şarj etmek için tasarlanmıştır. Standart 18650 pilleri ve diğer pilleri şarj edebilirsiniz, sadece şarj cihazının çıkışında uygun voltajı ayarlamanız gerekir.
Aniden, herhangi bir nedenle devre çalışmazsa, mikro devrenin kontrol çıkışındaki voltajı kontrol edin. En az 2,5 volt olmalıdır. Bu, IC'nin harici voltaj referansı için minimum çalışma voltajıdır. Minimum çalışma voltajının 3 Volt olduğu versiyonlar olmasına rağmen.
Lehimlemeden önce performansını kontrol etmek için belirtilen mikro devre için küçük bir test tezgahı yapılması da tavsiye edilir. Ve montajdan sonra kurulumu dikkatlice kontrol ediyoruz.

Başka bir yayında, iyileştirme hakkında materyal.


Kendime dört lityum iyon pil için bir şarj cihazı yaptım. Şimdi biri şöyle düşünecek: peki, yaptı ve yaptı, internette bolca var. Ve hemen tasarımımın hem bir pili hem de dördü aynı anda şarj edebildiğini söylemek istiyorum. Tüm piller birbirinden bağımsız olarak şarj edilir.
Bu, pilleri aynı anda şarj etmeyi mümkün kılar farklı cihazlar ve farklı başlangıç ​​şarjı ile.
18650 adet pil için şarj aleti yaptım el feneri, powerbank, laptop vs.
Devre hazır modüllerden oluşmakta ve çok hızlı ve basit bir şekilde montajı yapılmaktadır.

Sürer

  • - 4 şey.
  • - 4 şey.
  • Kağıt tutacağı.

Farklı sayıda pil için şarj cihazı yapma

Önce pil bölmesini yapalım. Bunu yapmak için evrensel bir devre kartı alın. büyük miktar delikler ve normal ataşlar.


Bu tür köşeleri ataçlardan ısırırız.


Daha önce ihtiyacınız olan pillerin uzunluğunu denedikten sonra tahtaya yerleştiriyoruz. Çünkü böyle bir şarj cihazı sadece 18650 pil için yapılamaz.


Ataçların parçalarını tahtanın altından lehimliyoruz.


Ardından şarj kontrol cihazlarını alıp kalan tahta boşluğuna, tercihen her bir akünün karşısına yerleştiriyoruz.


PLS konnektöründen yapılan bu ayaklara şarj kontrol cihazı monte edilecektir.


Modülü kartın üstüne ve altına lehimleyin. Modüle giden besleme akımı ve pillere giden şarj akımı bu ayaklar boyunca akacaktır.


Dört bölüm hazır.


Ardından, şarj yerlerini değiştirmek için düğmeler veya geçiş anahtarları kuracağız.


Her şey şu şekilde bağlantılı:


Siz soruyorsunuz - neden dört değil de sadece üç düğme var? Ve cevap vereceğim - bir modül her zaman çalışacağından, çünkü bir pil her zaman şarj edilecektir, aksi takdirde şarj cihazını takmanın hiçbir anlamı yoktur.
İletken rayları lehimleyin.


Sonuç olarak, düğmeler 1 ila 4 pili şarj etmek için bir yere bağlanabilir.


Şarj modülüne, şarj edilmekte olan pilin şarj olup olmadığını gösteren bir LED takılmıştır.
Tüm cihazı yarım saatte monte ettim. 5 voltluk bir güç kaynağı (adaptör) ile çalışır, bu arada, dört pili de aynı anda şarj edebilmesi için akıllıca seçilmesi gerekir. Ayrıca, tüm devreye bir USB bilgisayardan güç sağlanabilir.
Adaptörü ilk modüle bağlıyoruz ve ardından gerekli butonları açıyoruz ve ilk modülden gelen voltaj, anahtarların açılmasına bağlı olarak diğer yerlere geçiş yapacak.


18650 tipi çeşitli kapasitelerdeki Li-ion piller şu anda çok yaygın. Edinilmeleriyle birlikte, ücretlendirme sorunu ortaya çıkar ve zorunlu olarak teknik gereksinimlerşarj işlemine. İşte o gereksinimlerden bazıları:
- kararlı bir akımla şarj etme;
- voltaj dengeleme modu;
- şarjın bittiğinin göstergesi;
- aşırı değil izin verilen sıcaklık pil şarjı sırasında.

Üretimi ve kurulumu kolay bir bellek devresine dikkatinizi davet ediyoruz Li-ion piller işte kanıtlanmıştır.

Devre bir akım ve voltaj dengeleyicidir. Şarj sırasında akü üzerindeki voltaj Ustab.=(R7/R5+1)*Uref (Uref-referans voltajı TL431=2,5V) seviyesine ulaşana kadar TL431 kapalı durumdadır ve devre akım dengeleyici olarak çalışır. Itab.\u003d 0.6 / R2 (0.6, transistör KT816V'nin açılış voltajıdır). Aküdeki voltaj U'ya ulaşır ulaşmaz, devre voltaj stabilizasyon moduna geçer. Li-ion pil için bu değer 4,2V'tur. Akü üzerindeki voltaj 4.2V'a ulaştığında sarı LED yanmaya başlayarak akünün %80-90 oranında şarj olduğunu gösterir.Şarj akımı 7 ... 8 mA değerine düşer. Tam kapasitesine ulaşması için pili 10-15 saat bu durumda bırakın.

Devre elemanlarının amacı hakkında biraz.
LED1 - mavi, şarj cihazı açıkken pil (AC) şarj kutusuna takıldığında yanar. AC üzerindeki voltaj 3V'tan az olduğunda, LED1 yanmaz.
LED2 - sarı. AK şarj işleminin sonunu belirtmek için kullanılır. Kutuya şarjsız bir AK takıldığında LED2 yanmaz. Parlıyorsa, bu, kutuya şarj edilmiş bir AK'nin yerleştirildiğini gösterir (şarj cihazı güç kaynağına bağlı değilken).
R2 - AK'nin şarj akımını sınırlar.
R5, R7 - pili takmadan önce şarj kutusunun kontaklarındaki voltajı 4,2V'a ayarlamaya yarar (herhangi birini kullanabilirsiniz).

Transistör hariç belleğin tüm parçaları üzerine kuruludur. baskılı devre kartı basılı iletkenlerden:

Cam elyafında delik açamayacak kadar tembel olmayanlar için tahta seçeneği:

Transistör, küçük bir soğutucu ile donatılmıştır. Şarj sırasında transistör 40 ° C'ye kadar ısınır. Direnç R2 de ısınır, bu nedenle ısınmayı azaltmak için iki adet 10 ohm'luk direnci paralel olarak monte etmek daha iyidir.
Bir pili şarj etmek için güç kaynağının voltajı yaklaşık 5 V'tur. doğru akım. Birden fazla pilin aynı anda şarj edilmesi gerekiyorsa, PSU voltajı her blokta 4,2V olacak şekilde seçilir. Güç kaynağının gücü, her pil için şarj akımının değerinden seçilir. Kullanılabilir darbe kaynağı beslenme. Şarj cihazı daha küçük olacaktır.
Şarj cihazını kurma işlemi basittir. Pili takmadan devreye güç veriyoruz. Her iki LED de yanmalıdır. Ardından, şarj kutusunun kontaklarındaki voltajı ölçüyoruz. 4.2V ise şanslısınız ve kurulum neredeyse tamamlandı. Voltaj 4,2V'den fazla veya düşükse, R5 veya R7 direnci yerine gücü kapatın, 10k değişken çok turlu bir direnci lehimleyin ve voltajı kutu kontaklarında doğru şekilde 4,2V'a ayarlayın. Ayar direncinin ortaya çıkan direncinin değerini ölçtükten sonra, aynı sabiti seçip devreye lehimliyoruz. Şarj kutusunun kontaklarındaki voltajı bir kez daha kontrol edin. Bataryayı takmadan şarj kutusunun kontaklarındaki ampermetre ile şarj akımının değerini kontrol ediyoruz. Direnç R2'nin değerini seçerek, istediğiniz şarj akımını ayarlayabilirsiniz. Büyük akımlara kapılmayız, pil ısınabilir ki bu kategorik olarak kabul edilemez. Aşırı ısınma nedeniyle, Li-ion pillerin kapasitesi azalır ve geri yüklenmez.
Piller en iyi şekilde teker teker şarj edilir. Aynı anda birkaç pili şarj etmeniz gerekiyorsa, blokları bu şemaya göre seri olarak bağlayabilirsiniz.

Bu şemada, her pil ayrı ayrı şarj edilir. Her AK'de şarj sonundaki voltaj 4,2V ve şarj akımı 0,5A olacaktır. Örneğin yedi pili aynı anda şarj ederken, güç kaynağının voltajı 4,2V*7=29,5V olmalıdır. Güç kaynağının gücü, her bir AK için 0,5A, yani yaklaşık 40W şarj akımının değeri ile belirlenir.

Bitmiş cihazın fotoğrafı.

Herhangi bir pili şarj etme ve boşaltma işlemleri kimyasal bir reaksiyon olarak ilerler. Ancak, lityum iyon pillerin şarj edilmesi kuralın bir istisnasıdır. Bilimsel çalışmalar, bu tür pillerin enerjisini iyonların kaotik hareketi olarak göstermektedir. Uzmanların iddiaları dikkati hak ediyor. Lityum-iyon pilleri şarj etmek bilimsel olarak doğruysa, bu cihazlar sonsuza kadar dayanmalıdır.

Bilim adamları, pilin yararlı kapasitesinin kaybının pratikte doğrulanan gerçeklerini, sözde tuzaklar tarafından engellenen iyonlarda görüyorlar.

Bu nedenle, diğer durumlarda olduğu gibi benzer sistemler, lityum-iyon cihazlar, pratikte uygulanma sürecindeki kusurlardan muaf değildir.

Li-ion tasarımları için şarj cihazlarının, kurşun-asit sistemleri için tasarlanmış cihazlarla bazı benzerlikleri vardır.

Ancak bu tür şarj cihazları arasındaki temel fark, hücrelere yüksek voltaj sağlanmasında görülür. Buna ek olarak, daha sıkı akım toleransları ve pil tamamen şarj olduğunda kesintili veya dalgalı şarjın ortadan kaldırılması not edilir.


Alternatif enerji tasarımları için enerji depolama cihazı olarak kullanılabilen nispeten güçlü güç kaynağı
Kobalt karışımlı Lityum İyon pillerin dahili güvenlik devreleri vardır, ancak bu, pilin aşırı şarj modunda patlamasını nadiren önler.

Lityum yüzdesinin artırıldığı lityum iyon pillerde de gelişmeler var. Onlar için şarj voltajı 4.30V/I ve üzeri bir değere ulaşabilir.

Voltajı arttırmak kapasitansı arttırır, ancak voltaj spesifikasyonun ötesine geçerse, pil yapısının tahrip olmasıyla doludur.

Bu nedenle, çoğunlukla lityum iyon piller, amacı yerleşik normu korumak olan koruyucu devrelerle donatılmıştır.

Tam veya kısmi ücret

Bununla birlikte, uygulama, en güçlü lityum-iyon pillerin, kısa bir süre için uygulanması koşuluyla daha yüksek bir voltaj seviyesini kabul edebileceğini göstermektedir.

Bu seçenekle, şarj verimliliği yaklaşık %99'dur ve hücre tüm şarj süresi boyunca soğuk kalır. Doğru, bazı lityum-iyon piller tam doluluğa ulaştıklarında hâlâ 4-5C kadar ısınıyor.

Belki de bu, korumadan veya yüksek iç dirençten kaynaklanmaktadır. Bu tür piller için, sıcaklık makul bir şarj hızında 10ºC'nin üzerine çıktığında şarj işlemi durdurulmalıdır.


Lityum-iyon piller şarjda şarjda. Gösterge, pillerin tamamen şarj olduğunu gösterir. Daha fazla işlem pillere zarar vermekle tehdit ediyor

Kobalt karışımlı sistemlerin tam şarjı, bir eşik voltaj değeri ile gerçekleşir. Bu durumda akım, nominal değerin %3-5'ine kadar düşer.

Batarya, uzun süre değişmeden kalan belirli bir kapasite seviyesine ulaşıldığında bile tam şarj gösterecektir. Bunun nedeni, pilin kendi kendine boşalmasının artması olabilir.

Artan şarj akımı ve doygunluk şarjı

Şarj akımının arttırılmasının, tam şarj durumuna ulaşılmasını hızlandırmadığına dikkat edilmelidir. Lityum - tepe voltajına daha hızlı ulaşacaktır, ancak şarjın kapasitenin tam doygunluğuna ulaşması daha fazla zaman alır. Ancak, pili yüksek akımla şarj etmek, pil kapasitesini hızla yaklaşık %70'e çıkarır.

Lityum-iyon piller, kurşun asitli cihazlarda olduğu gibi tam şarj gerektirmez. Üstelik Li-ion için istenmeyen bu şarj seçeneğidir. Aslında, pili tamamen şarj etmemek daha iyidir, çünkü yüksek voltaj pili zorlar.

Eşik seçimi alçak gerilim veya doygunluk yükünün tamamen ortadan kaldırılması, lityum iyon pilin ömrünün uzamasına katkıda bulunur. Doğru, bu yaklaşıma pil enerjisi geri dönüş süresinde bir azalma eşlik ediyor.

Burada not edilmelidir: ev tipi şarj cihazları, kural olarak, maksimum güçte çalışır ve şarj akımı (voltaj) düzenlemesini desteklemez.

Lityum-iyon pil şarj cihazlarının üreticileri, uzun ömrü, devre karmaşıklığı masrafından daha az sorun olarak görüyor.

Li-ion pil şarj cihazları

Bazı ucuz ev tipi şarj cihazları genellikle basitleştirilmiş bir yöntem kullanır. Lityum iyon pili doygunluğa girmeden bir saat veya daha az şarj edin.

Bu tür cihazlarda hazır göstergesi, pil ilk aşamada voltaj eşiğine ulaştığında yanar. Bu durumda şarj durumu, çoğu kullanıcıyı genellikle tatmin eden yaklaşık %85'tir.


Bu ev yapımı şarj cihazı, lityum iyon piller de dahil olmak üzere farklı pillerle çalışacak şekilde sunulmaktadır. Cihaz, zaten iyi olan bir voltaj ve akım düzenleme sistemine sahiptir.

Profesyonel şarj cihazları (pahalı), şarj voltajı eşiğini daha düşük ayarlamaları ve böylece lityum iyon pilin ömrünü uzatmaları bakımından farklıdır.

Tablo, bu tür cihazlar tarafından doygunluk şarjlı ve doyumsuz farklı voltaj eşiklerinde şarj edildiğinde hesaplanan güçleri gösterir:

Şarj voltajı, V/hücre Yüksek voltaj kesmesinde kapasitans, % Şarj süresi, dk Tam doygunlukta kapasite, %
3.80 60 120 65
3.90 70 135 75
4.00 75 150 80
4.10 80 165 90
4.20 85 180 100

Lityum-iyon pil şarj olmaya başlar başlamaz voltajda hızlı bir artış olur. Bu davranış, bir gecikme etkisi olduğunda bir yükü lastik bantla kaldırmaya benzer.

Pil tamamen şarj olduğunda kapasite sonunda dolacaktır. Bu şarj özelliği, tüm piller için tipiktir.

Şarj akımı ne kadar yüksek olursa, lastik bant etkisi o kadar parlak olur. Düşük sıcaklık veya yüksek iç dirence sahip bir hücrenin varlığı yalnızca etkiyi artırır.


En basit haliyle bir lityum iyon pilin yapısı: 1 - negatif bakır bara; 2 - alüminyumdan yapılmış pozitif lastik; 3 - kobalt oksit anot; 4- grafit katot; 5 - elektrolit

Şarjlı bir pilin voltajını okuyarak şarj durumunu değerlendirmek pratik değildir. Akü birkaç saat oturduktan sonra açık devre voltajının (boşta) ölçülmesi en iyi değerlendirme göstergesidir.

Diğer pillerde olduğu gibi sıcaklık, bir lityum iyon pilin aktif maddesini etkilediği gibi rölantiyi de etkiler. , dizüstü bilgisayarlar ve diğer cihazlar coulomb sayılarak tahmin edilir.

Lityum-iyon pil: doyum eşiği

Li-ion pil fazla yükü ememez. Bu nedenle, pil tamamen dolduğunda, şarj akımı hemen kaldırılmalıdır.

Sabit bir akım şarjı, bu tür pillerin çalışma güvenliğini sağlama ilkesini ihlal eden lityum hücrelerin metalleşmesine yol açabilir.

Arıza oluşumunu en aza indirmek için, şarj doruğa ulaştığında lityum iyon pili mümkün olan en kısa sürede çıkarmanız gerekir.


Bu pil artık tam olarak olması gerektiği kadar şarj almayacaktır. Yanlış şarj nedeniyle, bir enerji depolama cihazının ana özelliklerini kaybetti.

Şarj durur durmaz, lityum iyon pilin voltajı düşmeye başlar. Fiziksel stresi azaltmanın etkisi kendini gösterir.

Bir süre için, açık devre voltajı, 3,70 V ve 3,90 V voltaj ile eşit olmayan şekilde şarj edilmiş hücreler arasında dağıtılacaktır.

Burada, tam doymuş şarj almış bir lityum-iyon pil, doyma şarjı almamış komşu pili (devrede varsa) şarj etmeye başladığında da süreç dikkat çekiyor.

Lityum-İyon pillerin hazır olduklarından emin olmak için her zaman şarj cihazında tutulmaları gerektiğinde, kısa süreli yavaş şarj işlevine sahip şarj cihazlarına güvenmelisiniz.

Şarj cihazı kısa süreli tampon şarj fonksiyonu ile açık devre voltajı 4,05 V/k'ye düştüğünde açılır ve voltaj 4,20 V/k'ye ulaştığında kapanır.

Bekleme veya bekleme modu için tasarlanmış şarj cihazları genellikle pil voltajının 4,00 V/m'ye düşmesine izin verir ve Li-Ion pilleri ulaşmadan yalnızca 4,05 V/m'ye kadar şarj eder. tam seviye 4,20V/I.

Bu teknik, teknik voltajın doğasında bulunan fiziksel voltajı azaltır ve pilin ömrünün uzamasına yardımcı olur.

Kobaltsız pilleri şarj etme

Geleneksel pillerin nominal hücre voltajı 3,60 volttur. Ancak kobalt içermeyen cihazlarda bu değer farklıdır.

Bu nedenle, lityum fosfat pillerin değeri 3,20 volttur (şarj voltajı 3,65 V). Ve yeni lityum-titanat piller (Rusya'da üretilmiştir) 2,40 V (şarj cihazı 2,85) nominal hücre voltajına sahiptir.


Lityum fosfat piller yapılarında kobalt içermeyen enerji depolama cihazlarıdır. Bu gerçek, bu tür pilleri şarj etme koşullarını biraz değiştirir.

Bu tür piller için, pili patlama tehdidiyle aşırı yükledikleri için geleneksel şarj cihazları uygun değildir. Tersine, kobaltsız piller için bir şarj sistemi, 3,60V geleneksel Li-Ion pil için yeterli şarj sağlamayacaktır.

Lityum iyon pilin aşırı şarjı

Lityum-iyon pil, belirtilen çalışma voltajlarında güvenli bir şekilde çalışır. Ancak, çalışma limitlerinin üzerinde şarj edilirse pilin performansı kararsız hale gelir.

4.20V çalışma değeri için tasarlanmış, 4.30V'un üzerinde bir voltaja sahip bir lityum-iyon pilin uzun süreli şarjı, anotun lityum kaplamasıyla doludur.

Katot malzemesi ise oksitleyici bir maddenin özelliklerini kazanır, durum kararlılığını kaybeder ve karbondioksit salar.

Akü hücresi basıncı oluşur ve şarj devam ederse dahili koruma cihazı 1000 kPa ile 3180 kPa arasındaki bir basınçta devreye girer.

Bundan sonra basınç artışı devam ederse koruyucu membran 3.450 kPa basınç seviyesinde açılır. Bu durumda, lityum-iyon pil hücresi patlamanın eşiğindedir ve sonunda olan tam olarak budur.


Yapı: 1 - üst kapak; 2 - üst yalıtkan; 3 - çelik kutu; 4 - alt izolatör; 5 - anot sekmesi; 6 - katot; 7 - ayırıcı; 8 - anot; 9 - katot sekmesi; 10 - havalandırma; 11 - PTC; 12 - conta

Lityum-iyon pil içindeki korumanın etkinleştirilmesi, dahili içeriğin sıcaklığındaki artıştan kaynaklanır. Tam olarak şarj akümülatör pili kısmen yüklü olandan daha yüksek bir iç sıcaklığa sahiptir.

Bu nedenle, lityum-iyon piller, düşük seviyeli şarj koşullarında daha güvenli olarak görülüyor. Bu nedenle bazı ülkelerin yetkilileri, uçaklarda tam kapasitelerinin %30'undan fazla olmayan enerji ile doymuş Li-ion pillerin kullanılmasını şart koşuyor.

Tam yükte dahili pil sıcaklık eşiği:

  • 130-150°C (lityum-kobalt için);
  • 170-180°C (nikel-mangan-kobalt için);
  • 230-250°C (lityum-mangan için).

Lityum fosfat pillerin, lityum manganez pillerden daha iyi sıcaklık stabilitesine sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Lityum-iyon piller, aşırı enerji yüklemesi koşullarında tehlike oluşturan tek piller değildir.

Örneğin, kurşun-nikel piller, pasaport rejimine aykırı olarak enerji doygunluğu gerçekleştirilirse, erimeye ve ardından yangına eğilimlidir.

Bu nedenle, aküye en uygun şarj cihazlarının kullanılması tüm lityum-iyon aküler için büyük önem taşımaktadır.

Analizden bazı sonuçlar

Lityum iyon pillerin şarj edilmesi, nikel sistemlere kıyasla basitleştirilmiş bir yöntemle karakterize edilir. Şarj devresi, voltaj ve akım limitleri ile basittir.

Böyle bir devre, pil kullanıldıkça değişen karmaşık voltaj imzalarını analiz eden bir devreden çok daha basittir.

Lityum-iyon pillerin doyma süreci kesintiye uğrayabilir, bu pillerin kurşun-asit pillerde olduğu gibi tamamen doymasına gerek yoktur.


Düşük güçlü lityum-iyon piller için kontrolör devresi. Basit bir çözüm ve minimum ayrıntı. Ancak şema, uzun bir hizmet ömrünü koruyan döngü koşulları sağlamaz.

Lityum-iyon pillerin özellikleri, yenilenebilir enerji kaynaklarının işletilmesinde avantajlar vaat ediyor ( Solar paneller ve rüzgar türbinleri). Kural olarak, bir rüzgar jeneratörü nadiren pilin tam şarjını sağlar.

Lityum-iyon için kararlı şarj gereksinimlerinin olmaması, şarj kontrol devresini basitleştirir. Bir lityum-iyon pil, kurşun-asit pillerin gerektirdiği gibi voltaj ve akımı eşitleyen bir kontrolör gerektirmez.

Tüm ev tipi ve endüstriyel lityum iyon şarj cihazlarının çoğu pili tamamen şarj eder. Bununla birlikte, mevcut lityum-iyon pil şarj cihazları genellikle döngü sonunda voltaj regülasyonu sağlamaz.