Батарея на призматиках что это

10.07.202211.07.2022 admin 0 Comments

Обзор LiFePO4

Статья обновлена: 2020-10-29

Несмотря на разнообразие элементов питания с разным химическим составом, литий-железо-фосфатные аккумуляторы по характеристикам стойко удерживают первенство. Удельный вес у них на 14% выше, чем у остальных Li-ion аккумуляторов той же емкости, а номинальное напряжение – ниже (3–3,3 В). Зато LFP аккумуляторы имеют большой циклический ресурс (минимум 2000 циклов до момента снижения емкости на 20%), отличаются морозоустойчивостью и максимальной безопасностью в эксплуатации.

Немаловажные характеристики LiFePO4 аккумуляторов 32650 и остальных типоразмеров – это:

История создания LiFePO4

Литий-феррофосфатный аккумулятор изобрел Джон Гуденаф – профессор из Техаса, занятый в 1996 году поисками инновационного катодного материала для Li-ion элементов. Он создал катодный материал, отличающийся от аналогов сниженной токсичностью и увеличенной термостойкостью. «Минусом» нового типа аккумуляторов была меньшая удельная емкость.

Открытие профессора изначально не привлекло к себе внимания, но в 2003 году технологией и ее дальнейшим развитием заинтересовался производитель A 123 Systems. Инвесторами нового проекта стали Qualcomm, Sequoia Capital, Motorola и другие корпорации.

Как устроены LFP аккумуляторы

Элементы LiFePO4 устроены по аналогии с остальными литиевыми элементами, но в отличие от них имеют литий-феррофосфатный катод. Анод используется стандартный, графитовый. Внутри протекают обратимые химические процессы – окислительно-восстановительные реакции. Основными элементами аккумулятора являются феррофосфатный катод, графитовый анод и пропитанный электролитом сепаратор.

В процессе разряда элемента питания ионы лития проходят через пористый сепаратор от катода к аноду и при этом отдают накопленный заряд – происходит окисление. В процессе заряда аккума ионы лития проходят через сепаратор от анода к катоду и аккумулируют заряд – происходит восстановление.

Особенности зарядки

Феррофосфатные элементы питания благодаря своей стабильности позволяют использовать быструю зарядку большими токами. Для них производятся специальные зарядные устройства, несовместимые с остальными аккумуляторами из-за риска их перегрева и выхода из строя. Но заряжать LFP аккумуляторы можно и зарядными устройствами для Li-ion, и универсальными зарядниками. Отлично подходят для зарядки таких элементов и «интеллектуальные» ЗУ с многочисленными опциями, способные регулировать процесс подзарядки.

Виды LiFePO4 аккумуляторов

С таким типом химии производятся разные элементы питания:

В отличие от привычной маркировки батареек символами АА и ААА, литиевые элементы питания имеют собственную систему форм-факторов. Типоразмеры цилиндрических аккумуляторов имеют 2-значное обозначение, в котором первые 2 цифры указывают на диаметр элемента (в мм), 2 последующие – на его высоту. В некоторых обозначениях в конце стоит цифра 5. Она соответствует половине миллиметра при обозначении высоты аккумулятора.

Среди размеров аккумуляторов LiFePO4 цилиндрической формы распространены форм-факторы: 14430, 14505, 17335, 18500, 18650, 22650, 26650, 32600, 32650, 32700, 32900, 38120, 40160, 42120, 46160. У призматических элементов маркировка состоит из их линейных размеров. Например, аккумулятор призматической формы с размерами 27х148х205 мм имеет форм-фактор 27148205.

LiFePO4 аккумуляторы, обзор характеристик

Емкость элементов питания и собранных из них батарей зависит от размеров. Например, емкостные характеристики LiFePO4 32700 и 14430 будут разными. Но остальные рабочих параметры у всех литий-феррофосфатных аккумуляторов идентичны:

Аккумуляторные батареи LiFePO4

Для получения высокой емкости и напряжения, например, для использования в электроскутерах, мопедах и велосипедах, из литий-железо-фосфатных аккумуляторов создают аккумуляторные батареи. Их собирают путем последовательного и параллельного соединения ячеек в зависимости от требуемых рабочих параметров АКБ. При параллельном соединении суммируется емкость, а напряжение остается неизменным. При последовательном соединении емкость – константа, а напряжение элементов суммируется.

Ячейки соединяются друг с другом по выбранной схеме и соединяются при помощи точечной сварки. Для сборки в единую батарею используются элементы с идентичными характеристиками – равной емкости, от одного производителя и по возможности из одной партии. Толщина перемычек для LiFePO4 аккумуляторов обычно составляем 1 мм, ширина – 10 мм. Для стабильной и безопасной работы батареи используется BMS плата с функциями балансировки и защиты от высокого напряжения и тока.

Использование литий-феррофосфатных АКБ

Элементы питания этой категории отлично подходят для комплектации персонального электротранспорта – велосипедов, трициклов, квадроциклов, скутеров, мопедов, мотоциклов, электромобилей, гольфкаров. Особенно они актуальны для транспорта, используемого круглый год или в жестких условиях. Широко используются батареи из литий-железо-фосфатных аккумуляторов для лодочных электромоторов, поломоечных машин, электрических погрузчиков, пылесосов, инвалидных колясок и другой техники.

Литий-феррофосфатные аккумуляторы входят в состав аккумуляторных электростанций, систем аварийного электроснабжения, автономных источников питания, буферных систем для ветрогенераторов и солнечных панелей. Цилиндрические элементы используются для питания медицинского оборудования и других приборов. Крупные батареи поддерживают работоспособность автономных устройств в больницах, банках, метеостанциях и других объектах.

Особенности хранения и использования

Перед длительным хранением литий-железо-фосфатные аккумуляторы рекомендуется зарядить до 40–60%. Этот уровень заряда – оптимальный для их хранения. Держать элементы питания нужно в сухом прохладном месте, исключающем риск их перегрева.

При эксплуатации LFP аккумуляторов необходимо следовать рекомендациям производителя – соблюдать температурный режим, избегать перезаряда и глубокого разряда, не допускать механических повреждений, не использовать аккумуляторами со вздутиями или другими признаками неисправности.

Заряжать АКБ и элементы питания рекомендуется после каждого использования, не дожидаясь значительного снижения уровня заряда. У литиевых аккумуляторов нет эффекта памяти, поэтому разряжать их «в ноль» перед зарядкой не нужно. Аккумуляторы недопустимо долго хранить в разряженном состоянии, иначе они деградируют и приходят в негодность.

Источник

Призматические Ni-Mh аккумуляторы 7/5F6 / LF6 1400mAh с Али (аналог Panasonic HF-AZ01, Sony NH-14WM итд)

Начали мне приезжать товары, заказанные еще 11.11. Два месяца, нормально так. Сегодня расскажу об одном своем заказе — призматических Ni-Mh аккумуляторах с Али. Товар редко кому нужный, но кому он нужен, обычно найти его или проблема или цены локальные перекупщики загибают не детские. Под катом испытания, тесты, техническая информация

Итак, что представляют собой такие аккумуляторы — по сути, это плоская версия высокоемких пальчиковых AAA Ni-Mh батареек. Правила по зарядке и использованию те же. В свое время такие аккумуляторы широко использовались в дисковых носимых плеерах, кассетных плеерах, md плеерах, mp3 плеерах итд. Если у кого-то такой аппарат остался, то он знает, как сейчас сложно их найти. Но путь стандартный — Али 🙂 Сначала думал, какие из них купить. На али наиболее распространены обычные, в зеленой термоусадке. Отзывы противоречивые. У одних они не влазят в плеер, другие пишут, что емкость не соответствует, третьи, что быстро погибают. Есть и хорошие отзывы (большая часть которых, естественно, ‘товар получил, цвет к обоям подошел’). В общем в термоусадке не рискнул. Подумал, что хоть какая-то гарантия качества, если будет нормальная полиграфия, сертификаты. Поискал, посмотрел отзывы, заказал эти. Получилось 14 баксов пара. Дорого, но цену завышают, т.к. спрос небольшой. А локально все совсем печально. На аккумуляторах написано 1400mAh. Реальная емкость чуть меньше, но сегодня зашел на тот же лот, продавец уже исправил на 1200mAh 🙂 Сколько там реально, будет ниже. Аккумуляторы пришли в запаянной упаковке. В одной упаковке две штуки. Выглядят так

Взвешиваем каждый. Первый 24.1гр, второй 23.9гр

По размерам. Формат 7/5F6 подразумевает размеры 67мм на 17мм. Китайцы не выдерживают размеры и потом у людей проблема с их использованием. Давайте измерим эти. По длине 67.5мм

По ширине 16.4мм

Т.е она на 0.5мм длиннее стандарта и немного уже. Проблем у вас быть не должно. По правде сказать, в моем плеере жесткие контакты и даже 0.5мм заставляют их засунуть с некоторым усилием, но проблема даже не в этом, проблема была их вытащить — у панасоника батарея вставляется в углубление и если сильно прижата, потом сложно достать. Но в общем, по размерам зачет. Теперь самое интересное. Измеряем емкость. Можно было вставить батареи в литокалу, тем более там подпружиненные салазки ее бы удержали, но зная, как литокала измеряет емкость, я решил этого не делать. И я не был уверен, что литокала нормально ловит дельту на малых токах при зарядке Ni-Mh. Лучше применить спец зарядку. Я использовал технолайн bc700. Но вставить их туда нет никакой возможности, поэтому пошел лютый колхоз. Провода я зафиксировал обычной батарейкой, заизолировав с одной стороны

Провода к аккумулятору зафиксировал резинкой. Получилось так

Дальше начал измерения. Немного отступлю от темы. Как измерять емкость новых Ni-Mh? На емкость они выходят после нескольких циклов. Это называется формовка. Для современных аккумуляторов с низким разрядом, вроде энелупов, достаточно пары циклов. Для обычных, число циклов может быть больше. Но в любом случае, это делать надо. После разряда их нужно заряжать током 0.1C. Я решил сделать три цикла, но ждать каждый раз по 10 часов + время зарядки мне не хотелось. Решил первые два цикла делать 500mA заряд, 250mA разряд. А последний уже 200/100 (200 это несколько больше 0.1С, но это минимальный режим в bc700). Заодно посмотрел, как себя ведут аккумы при зарядке током 500mA. Несколько раз проверял тепловизором их во время зарядки, температура не поднималась выше 32 градусов. Т.е режим зарядки 500mA вполне рабочий. На странице продавца написано, что есть режим быстрой зарядки 1400мА, но жарить аккумуляторы в таком формфакторе таким током я не буду. Итак, включаю зарядку. Первоначально в аккумуляторы залилось 250mAh при токе 500mA. Я не знаю, сколько они лежали на складе продавца, но дополнительно они мне еще шли два месяца. Т.е саморазряд небольшой. Это хорошо. Далее провожу три цикла. Режим test. Показало такую емкость

1296mAh на одном и 1252mAh на другом. Емкости ниже указанных. Хотя я когда-то измерял призматические GP на такую емкость, было чуть больше 1300mAh. Видимо технологический предел для такого формфактора. Тем не менее, в минусы это запишу. Далее, измеряем внутреннее сопротивление. Как я писал выше, эти батареи приблизительно соответствуют Ni-Mh AAA. Если посмотреть на типовое сопротивление тех же энержайзеров, то у них оно около 100mOhm для AAA data.energizer.com/PDFs/HR03-1000_EU.pdf Самое низкое сопротивление у современных AAA у энелупов. Порядка 50mOhm новых. И около 25mOhm у АА. Вообще внутреннее сопротивление Ni-Mh интересная штука, у них оно минимально в середине цикла и выше по мере заряда. Что я ожидал от китайцев — типовые 100mOhm. Измеряем. Первая батарея

Вторая батарея

42.9mOhm и 43.3mOhm. Отлично!
Ну и наконец, немного подробнее, для чего я их брал. А брал я их для плеера panasonic CT-710

Уж больно мне нравится его звук. Он насыщенный, богатый обертонами, с очень прозрачными ВЧ, но не давящими на мозг. Как человек, который прослушал много хороших систем, я понимаю, что его звук отличается от понятия ‘высокая верность воспроизведения’, это жанровый аппарат. Но блин, насколько же комфортно в нем просто послушать живые инструменты. Много с тех пор аппаратуры я сменил, а этот плеер рука не поднимается отдать. С собой я его носить не собираюсь, но в качестве прикроватного плеера пусть будет. Я и такой не один, за границей даже есть сообщество любителей этой линейки, особенно старшей 810 серии.