Сегодня мы делимся с вами опытом выбора и применением литий-полимерных батарей.
Как мы все знаем, в эти годы, литиевые батареи широко используются в различных формах интеллектуальных устройств. Литий полимерные батареи расширили возможности применения аккумуляторов и принесли новые возможности в жизнь.
В связи с тем обычные литиевые батареи все больше обсуждаются как более опасные по сравнению с литий-полимерными.
Что такое литий-полимерный аккумулятор?
Литий-полимерная батарея повербанка GoGadget Boost 20 Pro PB005
Литий-полимерная батарея, представляет собой новый тип литиевой батареи. По сравнению с традиционной литиевой батареей с жидким электролитом, ее главное отличие заключается в том, что в качестве электролита используется коллоидный полимер.
Особенности
Высокая плотность энергии: литий-полимерные батареи обладают высокой плотностью энергии, что означает, что они могут накапливать больше энергии при том же объеме или весе, обеспечивая более длительное время работы устройства.
Длительный срок службы: литий-полимерные батареи имеют относительно длительный срок службы, их можно многократно заряжать и разряжать, сохраняя высокую производительность, что снижает частоту и стоимость замены батарей.
Высокая безопасность: благодаря использованию твердого электролита вместо жидкого, литий-полимерные батареи не протекают, не воспламеняются и не взрываются, поэтому они обладают высокой безопасностью. Кроме того, гибкая алюминиево-пластиковая упаковка также повышает их безопасность.
Форму можно менять: производители могут изменять форму батареи в соответствии с потребностями своих клиентов, что позволяет более эффективно использовать пространство и адаптировать батарею к требованиям дизайна различных устройств
Легкие и тонкие: литий-полимерные батареи относительно легкие и могут быть сделаны тоньше, что дает им преимущество при использовании в мобильных устройствах, носимых устройствах и других областях с жесткими требованиями к весу и объему.
Низкий уровень саморазряда: литий-полимерные батареи имеют низкий уровень саморазряда, т.е. меньшую потерю энергии после длительного хранения, что способствует сохранению долговечности батарей.
Экологичность: литий-полимерные батареи не загрязняют окружающую среду, что отвечает требованиям экологичности.
С точки зрения применения, как правило, литий-полимерные аккумуляторы используются в смартфонах, планшетных компьютерах, цифровых камерах, портативных медицинских устройствах, носимых устройствах, электрических игрушках и т.д;
Выбор литиевой батареи
Выбор литиевых батарей включает в себя ряд аспектов, которые необходимо учитывать, чтобы обеспечить выбор наиболее подходящей батареи для конкретного применения.
Ниже приведены некоторые ключевые этапы выбора и рекомендации:
Напряжение и емкость
Номинальное напряжение полимерных батарей составляет 3,7 В, это самое низкое рабочее напряжение. Литиевые батареи обычно используются при напряжении 3,0-4,2 В.
Емкость литиевой батареи должна быть проанализирована и рассчитана в соответствии с потребностями оборудования.
Первое - это время ожидания, которое оборудование должно выдержать, когда оно не используется, или время потребления энергии в режиме транспортировки;
второе - время использования, которое оборудование может выдержать после полной зарядки с фиксированной частотой использования; после расчета по этим двум группам выбор производится в соответствии с максимальным значением емкости; при расчете этих двух времен необходимо также учитывать еще два важных момента.
1. учитывая значение тока саморазряда батареи. Для этого можно обратиться к спецификации литиевой батареи или проконсультироваться с поставщиком батареи;
2. учитывая срок службы продукта, деградация емкости.
Приведем пример:
Например, есть спрос на продукцию: 1. заводское оборудование может находиться в режиме ожидания в течение одного года; 2. клиентов полностью заряжены, используются 3 раза в день, каждый раз использование 90S, может работать непрерывно в течение одного месяца; оборудование в режиме ожидания ток 5ua, рабочий ток 12mA; предполагая, что мы выбрали литиевой батареи с емкостью 150mAh, ток саморазряда 6uA.
Рассчитаем будет ли он удовлетворен:
1. (0,005+0,006) мА*365*24=96,36мАч; в режиме ожидания на год нужно примерно 100мАч.
2. (0.005+0.006)mA*24 =0.264mAh; в режиме ожидания примерно нужно потреблять значение емкости каждый день;
(12+0.006)mA*0.075 = 0.90045mAh - Значение мощности, потребляемой для ежедневной
0.90045mAh + 0.264mAh = 1.16445mAh; Значение мощности, потребляемой в день;
1.16445mAh * 30 = 34.9335mAh - Для работы в течение месяца, вероятно, потребуется менее 35 мАч.
В результате двух приведенных выше расчетов, чтобы удовлетворить все требования, мы берем максимальное значение; учитывая снижение емкости в течение срока службы, а также в целях страхования, мы уменьшаем расчетные параметры. В совокупности мы можем выбрать 120 мАч или 150 мАч.
Следует отметить, что обычно значение емкости, указанное в спецификации литиевой батареи, относится к количеству заряда при разряде с 4,2 В до 3 В. Обычно 3 В ниже минимального уровня заряда; если батарея разряжена до напряжения отключения защиты и долгое время не может зарядиться, то повреждения литиевой батареи могут быть необратимыми.
Размеры
Благодаря гибкой форме литиевых полимерных батарей можно выбрать подходящий размер батареи в соответствии с пространственными ограничениями устройства или системы. Убедитесь, что батарея может быть легко интегрирована в существующие системы.
Безопасность и надежность
Выберите батарею с хорошими характеристиками безопасности; в основном учитывайте, интегрирована ли в литиевую батарею защита от перезаряда, защита от переразряда, защита от короткого замыкания. Некоторые хорошие литиевые батареи также интегрируют температурный ток сбора внутри, например, NTC резистор; используется для сбора температуры элемента батареи в процессе зарядки и разрядки.
Рассмотрим срок службы и время цикла батареи, после длительного использования и многих циклов заряда / разряда, емкость батареи будет иметь определенную степень потери. Выбор батареи, которая может стабильно работать в течение длительного времени, также является важным моментом.
Цена
Исходя из требований к производительности, сравните цены на аккумуляторы разных марок и моделей. Выберите более экономичные выгодный продукты. Будьте внимательны, чтобы в погоне за низкой ценой не потерять в производительности и качестве батареи.
Сертификация и соответствие техническим требованиям и регламентам
Убедитесь, что выбранная батарея отвечает соответствующим международным и отечественным стандартам, таким как UL, CE и другие сертификаты. В России это также требования ГОСТ.
Как правило, в процессе производства и изготовления смарт-устройств, если нет сертификации UL или CE для частей, которые связаны с безопасностью, весь продукт не сможет пройти сертификационный тест и не сможет быть представлен на рынке и продан; и есть еще один важный стандарт, который является IEC 62133; IEC 62133 - это стандарт, выпущенный Международной электротехнической комиссией (IEC) под названием «IEC 62133-2: Safety of reusable lithium-ion batteries and battery packs - Part 2: Industrial properties of lithium-ion batteries and battery packs». Стандарт IEC 62133 направлен на регулирование безопасности многоразовых литий-ионных батарей и аккумуляторных блоков для обеспечения того, чтобы их использование, транспортировка и обращение не приводили к несчастных случаев при использовании, транспортировке и обращении. Поэтому при выборе типа следует также учитывать два вышеуказанных пункта.
На Российский рынок не запрещено и не регулируется поступление батареек без международной сертификации. Батареи должны только с соответствующие ГОСТ регламенту РФ.
При выборе продуктов в нашу линейку мы добровольно запрашиваем наличие сертификации у фабрик производителей чем и обеспечено высокое качество повербанков GoGadget.
Бренды и отзывы
Выбирайте известные бренды и поставщиков аккумуляторов с хорошей репутацией, чтобы снизить риск покупки. Проверьте оценки и отзывы других пользователей, чтобы понять фактическое использование батареи и потенциальные проблемы.
Исследования при разработке
В дополнение к вышеуказанному процессу выбора необходимо учитывать параметры и условия работы литиевой батареи, чтобы получить более надежную конструкцию, обычно есть некоторые особенности из-за схемы (платы)
1. Литиевые батареи оснащены платами защиты, включая защиту от перезаряда, переразряда, короткого замыкания, перегрузки по току и так далее. В целях безопасности мы не можем просто полагаться на функцию защиты батареи для достижения безопасности. Она должна обеспечивать безопасную работу оборудования и в случае неисправности. Это требует от нас при проектировании схемы использования надежного чипа управления зарядом батареи, то есть также включать, но не ограничиваясь этим, защиту от перезаряда, защиту от переразряда, защиту от короткого замыкания и т. д.. Двойная или даже множественная защита может значительно снизить вероятность возникновения сбоев.
2. Ток для зарядки относительно большой. Можно рассмотреть выбор литиевых батарей с датчиками температуры. Собирая данные о температуре ячейки литиевой батареи в процессе зарядки, следует контролировать величину зарядного тока всего устройства в заданном температурном диапазоне зарядки батареи, чтобы обеспечить безопасность использования батарей.
3. Можно добавить в схему предохранитель PPTC к положительному контакту батареи для защиты от перегрузки из-за тока во время зарядки или разрядки.
4. При проектировании печатной платы соединение между литиевой батареей и платой должно быть тщательно проектировано так чтобы было хорошо видно паяльное место. Для того чтобы предотвращенье короткое замыкание батарей в процессе производства.
Будьте внимательны к особенностям конструкции электроники с использованием литий-полимерных батарей.
Еще больше информации о батареях можете прочитать в нашей статье о разнице между литий - полимерными и обычными литиевыми батареями по ссылке.
