LiPo аккумуляторы

Аккумулятор электрической энергии можно встретить почти на каждой радиоуправляемой модели не только в Украине, но и во всём мире. Сердце моделей на радиоуправлении — это двигатель, но он не будет работать, если не снабжать его энергией. Для моделей с электрическими двигателями эту энергию доставляют аккумуляторы. Наибольшей популярностью среди моделистов пользуются LiPo или литий-полимерные батареи. Для них характерен малый вес в сочетании с большой емкостью , высокие токи, а потому они идеально подходят для любых моделей на радиоуправлении. Благодаря этим особенностям, литий-полимерные аккумуляторы обрели такое широкое использование в мире моделизма и купить их в нашем магазине можно практически в один клик. Однако, как и любая другая электроника она имеет свои требования, которых необходимо придерживаться при использовании. Так как же уберечь себя от нежелательных последствий при неправильном использовании литий-полимерных батарей?

Основные параметры

LiPo батареи при равном весе превышают энергоэффективность NiCd и NiMH батарей в несколько раз. Однако продолжительность «жизни» таких аккумуляторов, не больше 400-500 циклов заряд/разряд. Для примера, продолжительность эксплуатации нынешних никель-металл-гидридных аккумуляторов с низким уровнем саморазряда насчитывает 1000-1500 циклов.

Весь ассортимент LiPo батарей, которые ныне находятся в продаже, стоит разделить на два типа:

  1. стандартные;
  2. с повышенным разрядным током.

Отличаются они друг от друга, значением разрядного тока, его обозначают или в амперах, или в единицах, привязанных к емкости (параметр С). Если на аккумуляторе стоит, например, маркировка 10С, то он может продолжительное время отдавать ток, в 10 раз превышающие его емкость. Так, если аккумулятор имеет емкость 1000 мАч, то он может отдавать ток равный 10000 мАч или 10 А. Также иногда указывается показатель пиковой токоотдачи, т.е. тот ток, который может максимально отдавать батарея в течении короткого времени (10 с).

Обычные батареи имеют показатель 5-30 С, у батарей с повышенным разрядным током эти параметры могут достигать 30-120 С.

Главные обозначения в LiPO батареях:

S - количество банок аккумулятора. Одна банка аккумулятора имеет номинальное напряжение в 3,7 В. На данный момент доступны такие варианты:

mAh - номинальный объем батареи, чем больше емкость батареи, тем она мощнее и увеличивает продолжительность управление радиоуправляемой моделью;

С - токоотдача батареи,

Стандартные Li-Po аккумуляторы используются как источник питания в электронных гаджетах с небольшим потреблением тока.

Быстро-разрядные или «силовые» — эти аккумуляторы эффективно применяются для снабжения питанием устройств с большим уровнем потребления тока. Аккумуляторы этого типа массово применимы в радиоуправляемых моделях с электрическими моторами.

Плюсы и минусы LiPO

Плюсы

  • Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы при равной массе лучшие по энергоёмкости, чем NiCd и NiMH аккумуляторы;
  • Низкий уровень саморазряда;
  • Большое напряжение отдельных составляющих элементов (3.6-3.7V против 1.2V-1.4 у NiCd и NiMH);
  • Размеры основ батареи от 1 мм.
  • Возможность заряда аккумуляторов в течение 1 часа, током, равным емкости аккумулятора. Если аккумулятор имеет емкость в 2000 мАч, то его можно заряжать током в 2 А в течение 1 часа. Новые типы аккумуляторов позволяют производить их ускоренный заряд токами до 5 С.

Минусы

  • Меньшее к-во циклов «заряд-разряд» по сравнению с NiCd и NiMH батареями.
  • Аккумулятор, спустя некоторое время устаревает, даже если он не эксплуатируется и попросту лежит на полке. Через два или три года он становится малопригодным к использованию. Ныне большинство производителей аккумуляторов добавляют в состав электролита консервант, предоставляющий возможность продлить «жизнь» аккумулятора до трёх лет. Что, в свою очередь, требует последовательных действий для подготовки батареи к первой эксплуатации после длительного перерыва — расконсервации. Процедура расконсервации состоит из полных циклов, часто это 2-3, заряд-разряд, после чего консервант распадается и наступает процесс расконсервации и аккумулятор снова получает свой номинальный объем. Если процедура расконсервации не выполняется, то наступает эффект похожий с "эффектом памяти". А при больших токах во время использования существует риск, что консервант может начать интенсивно расщепляться по причине выделения тепла и газов, что приведёт к вздутию батареи и утрачиванию свойств электролита;
  • Более высокая стоимость в сравнении с никель-кадмиевыми и никель-металл-гидридными батареями
  • Во время использования литий-полимерных аккумуляторов, существует угроза их возгорания, которое может произойти по причине короткого замыкания контактов, от некорректного заряда, или механического дефекта батареи. Тогда как градус горения лития высокий, он также может зажечь рядом находящиеся предметы и спровоцировать пожар.
  • Использование для заряда литий-полимерных аккумуляторов специализированных зарядных устройств с побаночным контролем напряжения и его выравниванием на всех банках (балансировка).

Правила эксплуатации литий-полимерных батарей

Из вышеперечисленного можно сделать следующие выводы:

  • Чтобы избежать возгорания или повреждения аккумулятора, нужно иметь качественное зарядное устройство и правильно выставлять параметры зарядного тока и напряжения.
  • Рекомендуется применять разъемы, устраняющие допустимость короткого замыкания и необходимо проверять ток, потребляемый устройством, в котором установлен Li-Po аккумулятор;
  • Требуется проверять, чтоб батарея вашей а радиоуправляемой модели, в которой находится аккумулятор, не перегревалась. При +70ºС в батарее наступает «эффект домино», превращающий резервную энергию в тепло, батарея быстро разогревается и может воспламениться.
  • Наблюдайте за напряжением в конце разряда батареи и непременно обесточивайте её после каждого раза, когда эксплуатируете. Помните, Li-Po аккумуляторы НЕЛЬЗЯ разряжать ниже напряжения 3В на одну банку. При более глубоком разряде они повреждаются и становятся не годными к эксплуатации.-
  • Разгерметизация так же основной фактор повреждения литиевых аккумуляторов. Вовнутрь батареи не должен поступать воздух. Это может случиться при дефекте внешнего защитного пакета в итоге удара, или повреждения острым предметом, или при перегреве вывода аккумулятора во время паяния. Совет - не роняйте батарею с большой высоты, а если нужно его паять, то делайте это очень аккуратно; Применяйте в автомоделях по возможности, батареи в жестком корпусе или защитном контейнере.
  • Хранить батареи, исходя из требований производителей, рекомендуется в заряженном на 50-70% состоянии, при температуре не превышающей 30° С. Сбережение в разряженном состоянии неблагоприятно отражается на сроке эксплуатации. Как и у большинства батарей, у литий-полимерных есть небольшой уровень саморазряда. Для хранения желательно использовать специальные огнестойкие сумки или пакеты.

Тонкости эксплуатации

Литиевые батареи заряжаются несколько другими способами, чем NiCd или NiMH. Они нуждаются в специальных устройствах для заряда, которые разработанные для литиевых батарей. Любое зарядное устройство, которое способно заряжать Li-ion аккумуляторы, имеет возможность использоваться для Li-Po. Ни в коем случае не заряжайте литиевые батареи при помощи зарядных устройств, для NiCd или NiMH аккумуляторов. Это небезопасно! Будьте внимательны во время заряда литиевых батарей. Большое значение имеет правильная настройка зарядного устройства на корректное напряжение и верное количество элементов. Неосторожность, в этом процессе, может повлечь выход из строя батареи.

  • Пользуйтесь только специально предназначенными зарядными устройствами;
  • Применяйте разъемы, которые не имеют возможности замыкания батареи и ее переполюсовки (изменения при подключении "–" на "+");
  • Не превышайте дозволенные токи разряда;
  • Контролируйте температуру аккумулятора при недостаточном охлаждении;
  • Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3V на банку (не забывайте всегда отключать аккумулятор от источника после использования!);

В связи с вышеизложенными рекомендациями, стоит еще раз обратить внимание на самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов, которые смогут уберечь вас от непредвиденных ситуаций:

  • При токах от 2 А и более применение тонких проводов от зарядного устройства и подсоединение не стандартными разъемами к аккумулятору, могут привести к значительному понижению напряжения в электронике, в следствии чего зарядное устройство заранее переходит в стадию поддержания напряжения, что сказывает на продолжительности заряда устройства;
  • Не перегружать батарею (например в радиоуправляемых моделях с электрическими двигателями не допускать заклинивания трансмиссии либо двигателя). При возникновении подобной поломки необходимо немедленно убрать газ на передатчике.
  • На протяжении долгого времени использования аккумулятора, его элементы из-за исходного незначительного разброса ёмкостей делаются несбалансированными какие-то банки «отживают своё» прежде других и утрачивают свою ёмкость значительно быстрее. Чем большее количество банок, тем быстрее происходит этот процесс; Необходимо периодически тестировать батареи побаночно и селектировать их. Иначе, в самый ответственный момент, например, на соревнованиях, аккумулятор может вас подвести.
  • Нельзя полностью «садить» аккумулятор, управляя моделью до тех пор, пока она не остановиться. Для только что приобретённой батареи такое пользование не катастрофично, а для батареи, которая эксплуатируется уже некоторое время существует опасность разрядить самую «старую банку»;
  • В ситуации, когда ёмкости аккумулятора разнятся более, чем на 20% друг от друга такую батарею обязательно нужно балансировать.
  • Литий-полимерные аккумуляторы не рекомендуется использовать при низких температурах. В технических параметрах на батарее обозначен рекомендованный диапазон температур от 0 до 50 °С. Впрочем, использовать их в радиоуправляемых моделях при температурах около –10 -15°С всё-таки возможно. Необходимо перед использованием содержать батарею в теплом месте. А во время движения, под нагрузкой, аккумулятор выделяет тепло, что в данной ситуации является положительным фактором и не даст батарее возможность сильно охладиться. Также, при низких температурах значительно уменьшается емкость и токоотдача батарей.

Заключение

Наблюдая за тем, с какой скоростью движется технологический прогресс в области электроники, можно смело предположить, что в будущем литий-полимерные аккумуляторы займут лидирующие позиции. С каждым годом ассортимент радиомоделей, которые работают с литий-полимерными аккумуляторами увеличивается а цена на них уменьшается. Расширение сферы их применения, совершенствование технологии и постоянно увеличивающийся объем их производства приводит к уменьшению их стоимости и увеличению доступности для широкого круга моделистов.