Обзор зарядок для литиевых аккумуляторов типа 18650

Современному человеку помогает множество гаджетов. В частности, мы используем ноутбуки, смартфоны, фотоаппараты, планшеты и т. д. Большая часть этих устройств в автономном режиме работает от аккумуляторных батарей литиевого типа. Благодаря аккумуляторам эти устройства действительно мобильны. Одна из разновидностей литиевых АКБ – это 18650. По виду они напоминают пальчиковые батарейки, но по размерам они больше. Такие аккумуляторные элементы присутствуют в АКБ ноутбуков, фонарях, электронных сигаретах. Именно последние сделали этот тип батарей особенно востребованным. Для тех, у кого есть такие аккумуляторы важно знать, как их правильно заряжать. В этой статье мы поговорим о зарядных устройствах (ЗУ) для аккумуляторов 18650. Мы расскажем об общих требованиях к таким устройствам, а также рассмотрим несколько примеров таких зарядок.

Зарядка для литиевых аккумуляторов 18650 должна выдавать на выходе 5 В и ток от 0,5 до 1 от номинальной ёмкости АКБ. То есть, литиевый элемент, ёмкость которого 2600 мАч, должен заряжаться током 1,3─2,6 ампера. Производители зарядных устройств для батарей литиевого типа изготавливают зарядки, которые проводят процесс в несколько этапов.

Первая стадия заряда проводится током (0,2─1) от величины ёмкости. При этом напряжение поддерживается на уровне 4,1─4,2 вольта (на одной банке). По времени этот этап длится чуть меньше часа. Вторая стадия проходит при постоянном напряжении. Некоторые производители выпускают устройства, в которых реализован импульсный режим. Это позволяет ускорить зарядку.

Примеры зарядных устройств для аккумуляторов 18650

Зарядное устройство Nitecore Digicharger D4 рассчитано на зарядку максимум четырёх аккумуляторов. Бренд Nitecore успел зарекомендовать себя выпуском качественных устройств. D4 только подтверждает положительную репутацию.

Зарядное устройство Nitecore D4 имеет качественный, информативный дисплей, отображающий много полезных данных. Здесь вы можете увидеть скорость и время зарядки, напряжение на элементах, а также другие подобные данные. Средства управления позволяют переключаться между четырьмя отсеками и просматривать информацию по всем заряжаемым элементам. Благодаря этому в любой момент можете просматривать состояние аккумуляторов. Зарядка универсальна и в отсеки можно вставлять аккумуляторы разных форм-факторов. В том числе, формат 18650.

Зарядное устройство устанавливает скорость и время зарядки в автоматическом режиме. В этом есть плюсы, но есть и свои минусы. Ведь иногда может потребоваться более тонкая ручная настройка, но здесь в Nitecore D4 её нет. Среди возможностей имеется оптимизированный метод по зарядке IMR аккумуляторов. Кроме того, стоит отметить автоматическое прерывание зарядки по окончании процесса для всех поддерживаемых типов аккумуляторов. Это несомненный плюс в копилку этого устройства.

В целом, Nitecore D4 можно рекомендовать для ежедневного использования тем, кто имеет много мобильных устройств с разными типами аккумуляторов. В их числе, литиевые АКБ 18650. Функционал устройства довольно широкий, но для удобства новичков предусмотрена полностью автоматическая работа. Хорошее сочетание цены, возможностей и качества сборки.

Литий-ионный аккумулятор – достойная альтернатива одноразовым батарейкам. Его покупка предоставляет шанс не ходить за новыми элементами питания в ближайшие многие месяцы. Вопросом, как правильно зарядить Li-ion аккумулятор, интересуются те, кто уже успел испортить такие, или слышал о том, что их достаточно легко убить.

Разбираемся, как заряжать литий ионный аккумулятор, чтобы он служил долго и исправно.

Li-ion аккумуляторы имеют круглое или прямоугольное сечение, их корпус выполнен из металла или специальной пленки. Размеры и емкость батарей бывают разными. Для 18650 максимальная емкость составляет 3400-3500 мАч. На некоторых батареях можно встретить маркировку свыше 4000 мАч, она свидетельствует о сомнительном качестве и производителе товара. Фактическая мощность не превышает 3400 мАч, зачастую у ненадежных производителей она значительно ниже.

Маркировка 18650 несет в себе следующую информацию: первые 2 цифры (18) – диаметр в миллиметрах, следующие 2 (65) – длина в мм, последняя (0) указывает на то, что АКБ имеет круглое сечение.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

В зависимости от характеристик требуется разная форма зарядных устройств, принцип их работы не зависит от форм и объема литий-ионного аккумулятора.

Общие правила по зарядке:

Li-ion аккумулятор

• убедитесь, что перед Вами именно аккумулятор, а не батарейка, которую нельзя перезарядить; должно быть написано «rechargeable», что значит «перезаряжаемая»;
• устанавливая АКБ в устройство, соблюдайте полярность;
• обеспечьте отключение от сети при достижении 4,2В; автоматический аппарат сам отключит, в противном случае отключите придется вручную; на случай отсутствия индикаторов зарядки ниже описано, сколько времени на нее требуется;
• циклы работы АКБ в пределах 25-90% емкости значительно продлят срок его эксплуатации;
• питание при меньшей силе тока увеличивает срок исправной работы АКБ; какую силу тока выбрать, читайте ниже.

Время зарядки

Сколько по времени заряжать Li-ion аккумулятор 18650, зависит от его емкости и силы тока. Точное время составляет отношение емкости АКБ к силе тока. При расчете не забываем, что 1 миллиампер равен 1000 ампер. Так, чтобы зарядить аккумулятор 18650 2600 мАч током силой в 1А, потребуется 2 часа 36 минут. Если сила тока будет меняться, для расчета это требуется принять во внимание.

Предварительный этап зарядки

Существует 3 этапа. Предварительная зарядка с помощью постоянного тока пониженной мощности обеспечивает напряжение до 2,8В, а также предварительно прогревает литий-ионный аккумулятор. Такая мощность позволяет зарядить батареи, разряженные ниже 2,5В, а также в условиях низкой температуры окружающего воздуха. При глубокой разрядке процедура предотвращает перегревание.

Зарядка постоянным током

Величина тока на этом этапе составляет от 20 до 50% емкости АКБ. При ускоренном варианте она может быть от 50 до 100% емкости. Таким образом, заряжать литий ионный аккумулятор 18650 емкостью 3400 мАч на протяжении всего этапа следует током от 680 до 1700 мА, по ускоренной схеме – от 1700 до 3400 мА.

Важно, чтобы величина не менялась от начала до конца этапа.

При достижении напряжения 4,2В емкость АКБ будет набрана на 70-80%. Медленная зарядка обеспечивает более высокий показатель, ускоренная – менее.

Зарядка постоянным напряжением с падающим током

Напряжение держится на уровне 4,2(±0,3)В, значение тока мониторится. Его сила будет снижаться с набором емкости. Зарядка будет окончена при достижении показателя силы тока в 1-5% емкости батареи.

По окончанию зарядки нужно отключить АКБ 18650 от питания, так как длительное пребывание под напряжением вызывает необратимые изменения, емкость батареи снижается.

Выбор зарядного устройства

Описанный принцип питания обеспечивается современными зарядными устройствами брендов, проверенных временем. Прибор сам тестирует уровень заряда в батарее и обеспечивает эффективный процесс его наполнения. В домашних условиях пользователь обычно не знает, каким током заряжать Li-ion аккумулятор 18650. В этом нет необходимости, достаточно иметь надежное оборудование.

В продаже встречаются устройства, с помощью которых их производители обещают особенно быстро зарядить АКБ. Можно ли назвать предложение заманчивым? Вряд ли. Ускорение происходит за счет увеличения силы тока. Емкость литий-ионной батареи в результате зарядки при этом не высока, батарея быстро разряжается. Повышение напряжения при зарядке существенно сокращает срок службы.

Купив устройство, позволяющее зарядить при напряжении не выше 4,1В, Вы продлите срок эксплуатации батареи. Однако емкость заряда снизится на 10%.

Резюмируя приоритеты при выборе устройства, ищем медленную, плавную зарядку, автоматический контроль процесса, в том числе автоматическое отключение. Предпочтение отдаем известным японским и корейским брендам.

19.10.2018

От того, сколько, в каких условиях и какой зарядкой заряжать аккумулятор 18650 литий-ионного типа, напрямую зависит его эксплуатационный ресурс. На срок службы элементов питания негативно влияет глубокий разряд, перезаряд, эксплуатация при низких температурах, хранение в разряженном состоянии и использование неподходящего по параметрам зарядного устройства. Правила подзарядки Li-ion аккумуляторов, прежде всего, зависят от наличия или отсутствия защитной микросхемы (драйвера).

Как правильно заряжать аккумулятор 18650 без защитной микросхемы?

При отсутствии защитной микросхемы Li-ion аккумуляторы важно беречь от перезаряда и сильного разряда – не допускать, чтобы напряжение становилось ниже 2,9 В. Заряжать такие источники питания нужно специальными зарядными устройствами, способными информировать пользователей о полной подзарядке аккумулятора.

После такого информирования элемент питания нужно извлечь из зарядного устройства, иначе возникнет перезаряд. При необходимости, извлечь элемент питания можно и раньше, до момента полного заряда. Заряжать незащищенные аккумуляторы зарядным устройством, не сообщающим о полном заряде элемента питания, опасно. При перезаряде аккумуляторы без защитной микросхемы перегреваются и могут воспламениться.

Методика зарядки Li-ion аккумулятора 18650 с защитой

Аккумуляторы с защитной микросхемой оснащены платой контроля, оберегающей элемент питания от перезаряда, сильного разряда и короткого замыкания. Подзарядка происходит следующим образом:

1. Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство (ЗУ) с соблюдением полярности – плюс подсоединяется к плюсу, минус к минусу.
2. ЗУ подключается к сети 220 В или 12 В (для автомобильной модели).
3. О протекании процесса подзарядки информирует индикатор статуса зарядки. Как правило, красный индикатор говорит о протекании процесса подзарядки, а зеленый – о его завершении.

1. Нельзя заряжать Li-ion элементы в не предназначенных для них зарядных устройствах. Подходящие ЗУ являются источниками постоянного напряжения 5 В, отдают ток заряда величиной 0,5–1 емкости аккумулятора, автоматически начинают подзарядку от 0,05 В и прекращают процесс зарядки при 4,2 В.
2. Аккумулятор, принесенный в помещение с мороза, нужно выдержать несколько часов при комнатной температуре, а затем заряжать.
3. Перед длительным хранением аккумулятору нужно обеспечить уровень заряда 40–50%.
4. Напряжение Li-ion аккумулятора должно всегда находиться в пределах от 2,7–3 до 4,2 В. Эти значения отражают минимальный и максимальный уровень заряда – 0% и 100%. Если напряжение даже на короткий срок выйдет за эти пределы, срок службы аккумулятора значительно сократится.

Как зарядить полностью севший Li-ion аккумулятор 18650?

Если литий-ионный аккумулятор 18650 долго находился в разряженном состоянии, напряжение упало ниже допустимой границы, и защитный модуль отключил банку от клемм, зарядное устройство может отказаться заряжать такой элемент питания. Воспринимая низкое напряжение как внештатную ситуацию, оно блокирует процесс зарядки. Поэтому полностью севший Li-ion аккумулятор необходимо «толкнуть» – повысить напряжение на нем до 3,1–3,2 В.

Можно взять зарядное устройство от мобильного телефона, выдающее напряжение 5 В, и резистор 62 Ом (0,5 Вт) для ограничения зарядного тока. Нужно подсоединить их к аккумулятору, прикрепив проводки к клеммам неодимовыми магнитиками. Сильное нагревание резистора свидетельствует о наличии внутри КЗ.

Если подзарядка не началась (резистор не греется), возможно, произошел внутренний обрыв, или неисправна плата защиты. Можно попробовать убрать внешнюю полимерную оболочку и подсоединить созданную зарядку к банке, четко соблюдая полярность. Если заряд пойдет – нужно дождаться, чтобы напряжение поднялось до 3,1–3,2 В и далее воспользоваться штатной зарядкой.

Желающим собрать зарядник своими руками мы предлагаем ознакомиться с нашей предыдущей статьей, где приведена .

Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор и значительно продлить жизнь батареям типа 18650. Каким током заряжать Li-Ion аккумулятор 18650?

У аккумуляторных батарей этого типоразмера несколько важных показателей:

• емкость (mAh – мА/ч)
• ток разряда (А)
• ток заряда (А)
• максимальное количество циклов разряда

В этой статье я расскажу вам о последнем параметре, и как эти сведения могут помочь вам продлить срок службы ваших батарей.

Шаг 1: Циклы полного разряда

Что такое цикл?

Когда аккумулятор заряжается, а после этого разряжается, это считается одним циклом.

1. При зарядке литий-ионных 18650 аккумуляторов напряжение поднимается до максимума 4,2 В, потом падает до диапазона между 2 и 3 В, в зависимости от указанного в техническом описании конкретной ячейки предельного напряжения заряда.
2. Не допускайте меньше 3 В, чтобы сохранить аккумулятору ресурс службы. Это происходит при любом процессе, который требует питания от аккумулятора. На эти процессы требуется ток, который обеспечивает аккумулятор, поэтому он разряжается. Для разряда также можно использовать тестовое оборудование.
3. Для заряда литий-ионных аккумуляторных батарей 18650 типоразмера используйте специальное зарядное устройство.
4. Как высчитывают количество циклов? Максимальное количество циклов полного разряда определяется разницей между емкостью при первом заряде (номинальной) и текущим уровнем заряда. Например, первоначально ваш телефон был заряжался до 3000 мА/ч, а сейчас заряжается до 2900 мА/ч, то есть до 96% от номинальной емкости.
5. Когда этот показатель опустится до 80%, говорят, что батарея «умерла» (даже если на деле она переживёт еще пару тысяч циклов).

• У аккумуляторной батареи 3000 мА/ч условная «смерть» наступает при 80% от номинальной емкости.
• 80% от 3000 – 2400, поэтому, когда емкость аккумулятора упадет до этого значения, она будет считаться «мертвой».
• Количество циклов полного разряда у аккумуляторных батарей типоразмера 18650
• Обычно современные аккумуляторы этого типоразмера имеют количество циклов от 300 до 500. Это число может снизиться до 200 от перезаряда или глубокого разряда. Если же уровень заряда упадет ниже минимальной границы (А), число циклов может упасть вплоть до 50.
• При оптимальных условиях эксплуатации, число циклов вашего аккумулятора может превысить 500.
• Некоторые умудряются увеличить это число аж до 1000.

Шаг 2: Оптимизируйте температуру

Отклонение от этих цифр влечет падение способности держать заряд. Отклонение на 10°С уменьшает емкость на 20, а то и 30 мА/ч.

Экстремальные температуры (ниже 0° и выше 70°С) ведут к быстрой деградации. Эксплуатация аккумуляторной батареи при температуре, выходящей за обозначенные границы, быстро испортит батарею.

Никогда не заряжайте батареи при температуре ниже 0, это очень быстро разрушит структуру аккумулятора.

Если во время использования батареи вы заметили, что она нагрелась, дайте ей отдохнуть. При нормальной эксплуатации батарея не нагреется очень сильно, и ее температура никогда не повысится до 60°С. Если она быстро нагревается, значит вы ее слишком нагружаете.

Шаг 3: Не перезаряжайте аккумулятор (свыше 4,2В) и не давайте ему уйти в глубокий разряд (ниже 4,0В)

Если вы больше заботитесь о сохранении числа циклов, а не о емкости, то вы можете не заряжать батарею до конца.

Вместо этого вы можете заряжать ее методом частичной зарядки – когда вы заряжаете ее, к примеру, до 3,8 В вместо положенных 4,2 В.

Вы заметите, что емкость снизилась, но если снизить и нагрузку, то число циклов вашей батареи возрастет. Перезаряд увеличит емкость батареи, но это опасно, и сократит жизнь вашего аккумулятора.

Шаг 4: Уменьшите зарядный ток (Амперы)

Многие зарядные устройства снижают зарядный ток. «Быстрая зарядка» проходит при токе 1 А, или выше. Хотя так батарея заряжается быстрее, она прослужит вам значительно меньше. На графике видно, как зарядный ток влияет на число циклов полного разряда.

Шаг 5: Уменьшите разрядный ток (Амперы)

При разрядке телефона, как уже говорилось выше, вы можете установить предельное напряжение. Но вы также можете установить ампераж тока разряда. Чем выше ампераж, тем меньше в итоге емкость.

Разряд большого тока также уменьшит число циклов разряда. Разряжайте аккумулятор на малом токе, когда это возможность. Все крупные компании-производители электроники обычно испытывают тесты разряда при токе всего лишь 0,5-0,8 А.

Шаг 6: Увеличьте предельное напряжение

Логичным продолжением метода частичной зарядки является частичная разрядка. Цикл частичного разряда, в отличии от цикла полного разряда, малоизвестен. Его преимущество состоит в том, что за счет снижения нагрузки на аккумулятор, увеличивается число циклов зарядки.

Вместо разряда до 2,8 В (или значения, указанного в техническом описании вашей батареи) вы можете разряжать аккумулятор до 3,2 В.

Шаг 7: Немного о химическом составе аккумуляторов

Аккумуляторы работают по-разному в зависимости от химического состава. При оптимальных условиях эксплуатации многие банки 18650 типоразмера могут достичь числа циклов 1000 и даже выше.

Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 типа с наибольшим числом циклов разряда имеют формулу LiFePO4 (литий-железо-фосфатные аккумуляторы).

Аккумуляторы

Каким током заряжать li ion аккумулятор 18650? Как правильно эксплуатировать такую батарею. Чего литий-ионные источники тока бояться и как такой батарейке продлить срок службы? Подобные вопросы могут возникать в самых разных отраслях электроники.

И если вы решили собственноручно собрать ваш первый фонарик или электронную сигарету, то вам обязательно нужно ознакомиться с правилами работы с подобными источниками тока.

Литий-ионный аккумулятор – это тип аккумулятора электрического тока, который с 1991 года, после того как на рынок его презентовала компания SONY, приобрел широчайшее распространение в современной бытовой и электронной технике. Как источник питания подобные батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и видеокамерах, как источник тока для электронной сигареты и электромобиля.

Недостатки этого типа батарей начинаются с того, что литий-ионные батареи первого поколения были взрывом на рынке. Не только в прямом, но и в переносном смысле. Эти батареи взрывались.

Объяснялось это тем, что внутри использовался анод из металлического лития. В процессе многочисленных зарядок и разрядок такого аккумулятора, на аноде появлялись пространственные образования, которые приводили к замыканию электродов, а как следствие – к возгоранию или взрыву.

После того, как этот материал заменили графитом, от подобной проблемы удалось избавиться, но могли еще возникать проблем на катоде, который был выполнен из оксида кобальта. При нарушении условий эксплуатации, а точнее перезарядке проблема могла повториться. Исправлено это было с началом использования литий-ферро-фосфатных батарей.

Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегрев и перезаряд, но остается проблема потери заряда при низких температурах пользования приборами.

Среди неоспоримых преимуществ литий-ионных батарей, хотелось бы отметить следующие:

• высокая емкость батареи;
• низкий саморазряд;
• отсутствие необходимости обслуживания.

Оригинальные зарядные устройства

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов довольно похоже на зарядное для свинцово-кислотных батарей. Разница состоит лишь в том, что у литий-ионного аккумулятора очень высоки напряжения на каждой банке и более жесткие требования допусков по напряжению.

Банкой такой аккумулятор называют из-за внешней схожести с алюминиевыми банками из-под напитков. Самым распространенным элементом питания подобной формы является 18650. Такое обозначение аккумулятор получил благодаря своим размерам: 18 миллиметров диаметра и 65 миллиметров в высоту.

Если для свинцово-кислотных аккумуляторов допустимы некоторые неточности в указании граничных напряжений во время зарядки, с литий-ионными элементами все обстоит куда конкретнее. В процессе зарядки, когда напряжение увеличивается до 4.2 Вольта, подача напряжения на элемент должна прекратиться. Допустимая погрешность всего 0.05 Вольт.

Китайские зарядки, которые можно встретить на рынке, могут рассчитываться на элементы питания на разных материалах. Li-ion, без ущерба для его работоспособности, можно заряжать током 0.8 А. В этом случае нужно очень внимательно контролировать напряжение на банке. Желательно не допускать величины выше 4.2 Вольт. Если в сборке с батареей будет иметься контроллер, то переживать ни о чем не стоит, контроллер все сделает за вас.

Самым идеальным зарядником для литий-ионных батарей будет стабилизатор напряжения и ограничительно тока в начале заряда.

Литий заряжать нужно стабильным напряжением и ограничением тока в начале заряда.

Самодельное зарядное

Чтобы заряжать 18650 можно купив универсальное зарядное устройство, и не мучиться вопросом, как проверить мультиметром необходимые параметры. Но такое приобретение вылетит вам в копеечку.

Цена на такое устройство будет варьироваться в районе 45 долларов США. А можно все-таки потратить 2-3 часа и собрать зарядное устройство своими руками. Причем это зарядное будет дешевым, надежным и будет автоматически отключать ваш аккумулятор.

Детали, которые сегодня мы будем использовать для создания нашего зарядного устройства, есть у каждого радиолюбителя. Если под рукой не оказалось радиолюбителя с нужными деталями, то на радиорынке вы сможете купить все детали не больше чем за 2-4 доллара. Схема, которая собрана правильно и аккуратно смонтирована, начинает работу сразу же и не нуждается в каких-либо дополнительных отладках.

Электрическая схема заряда аккумулятора 18650.

В довесок ко всему, при установке стабилизатора на подходящий радиатор, вы сможете спокойно ставить заряжаться свои аккумуляторы без страха того, что зарядка перегреется и загорится. Чего совершенно нельзя сказать о китайских зарядных устройствах.

Схема работает довольно просто. Сперва, аккумулятор нужно зарядить постоянным током, который определяется сопротивлением резистора R4. После того, как аккумулятор будет иметь напряжение 4.2 Вольта, начинается зарядка постоянным напряжением. Когда ток зарядки снизится до очень маленьких значений, светодиод в схеме перестанет гореть.

Токи, которыми рекомендуют заряжать литий-ионные аккумуляторы, не должны превышать 10% от емкости аккумулятора. Это позволить увеличить срок службы вашего элемента питания. При номинале резистора R4 – 11 Ом, ток в цепи будет составлять 100 мА. Если вы используете сопротивление в 5 Ом, то ток зарядки будет уже 230 мА.

Как продлить жизнь вашему 18650

Разобранный аккумулятор.

Если ваш литий-ионный аккумулятор вам приходится оставлять на некоторое время без работы, то лучше хранить элементы питания отдельно от устройства, которое они питают. Заряженный полностью элемент, со временем часть своего заряда утратит.

Элемент, который заряжен очень мало, или разряжен вовсе, может навсегда потерять работоспособность после длительной спячки. Оптимальным будет хранение 18650 на уровне заряда около 50 процентов.

Не стоит допускать полного разряда и перезаряда элемента. У литий-ионных элементов питания полностью отсутствует эффект памяти. Желательно заряжать такие элементы питания до того момента, когда их заряд полностью иссякнет. Это тоже способно продлить работоспособность аккумулятора.

Литий-ионки не любят ни жары, ни холода. Оптимальными температурными условиями для этих элементов питания будет диапазон от +10 до +25 градусов Цельсия.

Холод, может не только уменьшить время работы элемента, но и разрушить его химическую систему. Думаю, каждый из нас замечал, как на холоде быстро падает уровень заряда в мобильном телефоне.

Вывод

Резюмируя все вышесказанное, хочется заметить, что если вы собираетесь зарядить литий ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства магазинного производства, обращайте внимание на то, чтобы это было не китайское производство. Очень часто эти зарядные собраны из дешевых материалов и не всегда в них соблюдается нужная технология, что может привести к нежелательным последствиям в виде возгораний.

Если вы хотите собирать устройство собственноручно, то заряжать литий-ионный аккумулятор нужно током, который будет составлять 10% от емкости аккумулятора. Максимальной может быть цифра в 20 процентов, но эта величина уже нежелательна.

При пользовании подобными элементами питания стоит соблюдать правила эксплуатации и хранения, чтобы исключить возможность взрыва, к примеру, от перегрева, или же выхода из строя.

Соблюдение условий и правил эксплуатации продлит срок службы литий-ионной батареи, и как следствие – избавит вас от ненужных финансовых затрат. Батарея – ваш помощник. Берегите ее!