Версия 15:03, 30 июня 2015

Обозначения литий-полимерных источников питания

Рассмотрим обозначения LiPo-аккумуляторов на примере аккумулятора с популярными характеристиками 2200mAh 3S 20C.

Что такое mAh

В этих единицах указывается ёмкость аккумулятора. Подробнее см. в статье Ёмкость аккумуляторов.

Что такое S

Li-Po-аккумуляторы состоят из одной или нескольких «банок», элементов, обозначаемых буквой S. Каждая банка имеет номинальное напряжение 3,7В и максимальное (до которого заряжается) - 4,2В. То есть аккумулятор 3S - три банки, три элемента питания с общим номинальным напряжением 11,1В и максимальным 12,6В.

Что такое С

Важной характеристикой LiPo-аккумуляторов является максимальная токоотдача, то есть способность обеспечивать в нагрузочной цепи некий максимальный разрядный ток. Токоотдача измеряется в единицах С, и вычисляется как отношение допустимого разрядного тока к эквивалентной ёмкости аккумулятора (заряду в ампер-часах).

Например, если на аккумуляторе указана ёмкость 2200mAh и максимальный разрядный ток 20С, то это значит что аккумулятор может обеспечивать ток не выше 2200 * 20 = 44000 mA = 44 A, что нужно учитывать при подключении нагрузки к нему.

Также можно описать эту величину как максимальную скорость разряда в обратных единицах. То есть 20С - это значит, что аккумулятор может быть безопасно разряжен (при максимальном токе) минимум за 1/20 часа, то есть за 3 минуты.

При превышении максимального тока разряда неминуемо следует перегрев аккумулятора, при котором внутри него происходят необратимые химические реакции. Как следствие - аккумулятор вздувается, теряет ёмкость. Также может последовать воспламенение или даже взрыв аккумулятора. Некоторые производители указывают пиковую токоотдачу (обычно в 2 раза больше номинальной), которая допустима при разряде аккумулятора кратковременно, обычно до 10 секунд.

Разряд LiPo-аккумуляторов

Обычный разряд - это питание электрической схемы (модели).

• Разряд допускается до не менее, чем 2.5B (безопасным разрядом по разным данным считаются напряжения до 2.75В, 3В, 3.3В). Ниже - начинается отложение солей и возможное количество циклов уменьшается. Кроме того, аккумулятор может и не зарядиться. По другим данным, при низком напряжении возможна металлизация лития, создание токопроводящих литиевых «мостиков». И при зарядке такого аккумулятора образование проводящих участков из лития приводит к внутреннему короткому замыканию и, как следствие, к тепловому разгону аккумулятора с возможным взрывом аккумулятора.
• Глубина разряда пропорционально укорачивает срок службы. Например, два цикла, в которых батарея будет разряжена на 50%, для аккумулятора будут считаться как один.
• При разряде током I=C возможно около 500 полноценных циклов заряда-разряда.
• При разряде током, многократно превышающим номинал ёмкости (обычный режим работы) - возможно около 50 полноценных циклов.
• Первые 2-4 разряда лучше делать током 3-5C. Это связано с тем, что при производстве Li-Ion и Li-Po аккумуляторов в электролит добавляется своего рода консервант (ингибитор), который продлевает срок хранения без ущерба для аккумулятора. Эта добавка (ингибитор) разлагается при первых нескольких циклах заряд-разряд. После такой расконсервации аккумулятор выходит на нормальные режимы работы, в которых, в том числе, после полной зарядки достигается равное напряжение на банках.
• Опаснее всего для LiPo высокая температура, а не низкое напряжение.

Заряд LiPo-аккумуляторов

• Напряжение заряда должно быть не более 4,2В (при 4,5В и более возможен взрыв), исключением являются аккумуляторы LiPo HV.
• Температура не более +70°С
• Ток заряда не более указанного в характеристиках конкретного аккумулятора (но лучше всего ≤1С).
• При первых нескольких циклах заряда-разряда LiPo-аккумуляторов некоторых производителей (пока аккумуляторы новые) может наблюдаться довольно сильное расхождение напряжений банок. Разбаланс может достигать 0,5..0,8В. Такое замечено, к примеру, у некоторых экземпляров аккумуляторов AGAPower, Turnigy Nanotech [1], Zippy [2]. Это не значит, что такие аккумуляторы некачественные. Через несколько циклов аккумуляторы начинают хорошо балансироваться и после разряда банки «ровные».

Fast Charge

Некоторые зарядные устройства для LiPo-аккумуляторов имеют среди режимов зарядки Fast Charge - быстрая зарядка. По опыту, разница между быстрым и обычным режимом зарядки отличается заключается лишь в более точной балансировке банок. Время зарядки отличается незначительно, поэтому особого смысла в применении режима Fast Charge нет. Возможно, более существенный выигрыш во времени будет получаться при зарядке аккумуляторов с большим количеством банок (от 6S).

Хранение (рекомендовано)

• Температура: +5..+28°С (+75°С не более часа)
• Напряжение на банках: 3,7..3,8В

Искрение

Весьма часто при подключении LiPo-батарей, с количеством банок от 3S и больше, происходит сильное искрение. Это происходит из-за быстрой зарядки конденсаторов контроллеров моторов. При плохом контакте искрение может быть продолжительным и вызвать выгорание полётных контроллеров или регуляторов из-за постоянных сбросов программы микроконтроллеров и скачков напряжения (проверено, к сожалению, на практике).

С этим можно бороться резисторами на отдельном кабеле, который подключать раньше основного. Тогда ток зарядки конденсаторов будет ниже и искрение будет подавляться. Также можно использовать специальные разъёмы.

Возгорание LiPo

Целостность и герметичность мягкого корпуса элементов LiPo-аккумулятора - залог безопасности. При нарушении оболочки батареи, или изменении её формы возможны возгорание и даже взрыв! Даже если кажется, что ничего не происходит и аккумулятор ещё послужит, то ЧП может произойти при его зарядке, когда активизируются химические процессы внутри него и повышается температура.

В следующих случаях рекомендуется незамедлительно утилизировать LiPo-аккумулятор:

• Авария, «краш» радиоуправляемой модели или мультикоптера с повреждением оболочки (при этом обычно у поверхности аккумулятора ощущается отчетливый специфический запах электролита) или изменением формы аккумулятора.
• Слишком высокое или слишком низкое напряжение на одной из банок.
• Вздутый аккумулятор.

Утилизация

Перед тем как выкинуть LiPo-аккумулятор, желательно его:

• разрядить небольшой нагрузкой в ноль.
• подержать в соленой воде до прекращения газообразования. 2-3 столовые ложки на литровую банку. Плюс в том, что гарантированно все банки разряжаются.
• надрезать пак канцелярским ножом (разгерметизировать) и через несколько часов он деградирует. - эта рекомендация встречалась на форумах, но её безопасность под сомнением, выполняйте на свой страх и риск.

Производители (бренды)

• Turnigy
• MaxAmps
• Gens Ace

Где купить

• В Хоббикинге/Паркфлаере

См. также

• Инструкции к зарядникам (Thunder Power, Proluxи др.);
• Информация по перевозке литиевых аккумуляторов
• Одновременная зарядка нескольких однобаночных аккумуляторов с балансировкой
• Зарядные устройства