10 простых схем зарядок литий-ионных аккумуляторов и как правильно заряжать

Устройство аккумулятора шуруповерта

Основные элементы конструкции:

• Корпус, на котором размещены контакты (соединяют с з/у или электроинструментом).
• «Банки» (как правило, их несколько), объединенные общей цепью.
• Для безопасной эксплуатации есть температурный датчик, предотвращающий перегрев.

Характеристики АКБ для шуруповертов:

• Напряжение (В) – это показатель, характеризующий возможности инструмента. Оно влияет на то, насколько сложные задачи получится выполнить с его помощью. Напряжение можно охарактеризовать как эквивалент мощности сетевых приборов. Показатель непостоянен: достигает пика при полностью заряженной батарее, постепенно снижается в процессе разрядки. Именно поэтому есть смысл выполнять работы, требующие высокой силы удара, вначале.
• Емкость характеризует, какое количество энергии накапливает устройство. Влияет на продолжительность работы на одном заряде. Надо помнить – одно устройство с одной батареей будет работать разное время (зависит от сложности задач).
• Масса и габариты влияют на то, насколько комфортно использовать их с инструментом. Устройство с тяжелой батареей продолжительно удерживать на весу будет неудобно, что скажется на производительности и качестве выполняемых работ.

Дополнительный функционал. Индикатор отражает, какое количество энергии осталось до полной разрядки. Полезен, чтобы распланировать рабочее время. Некоторые производители выпускают батареи, совместимые с рядом разнообразных инструментов: триммерами, шуруповертами, электропилами, лобзиками.

Виды аккумуляторных батарей

Заряжать правильно новый аккумулятор смартфона необходимо для того, чтобы устройство не разряжалось как можно дольше. Чтобы максимально продлить срок службы батареи, необходимо знать, к какому именно типу она относится. Эти сведения изложены не только на самом аккумуляторе. Их можно найти и в интернете, например на Яндекс. Маркете. Достаточно найти свою модель устройства, зайти в характеристики и выбрать пункт «Ёмкость аккумулятора». Там же будет указан и его тип.

В современных мобильных устройствах чаще всего используются следующие виды аккумуляторов:

• Литий-ионные. Пользуются большой популярностью среди производителей мобильных гаджетов, компактные, ёмкие, с низким уровнем саморазряда, отличаются стабильностью в работе и не требуют обслуживания. Литий-ионные АКБ негативно реагируют на низкие температуры, также не следует заряжать устройство по максимуму или допускать, чтобы батарея разряжалась полностью.
• Литий-полимерные. Конструкция этих АКБ предполагает использование солей лития со специальным полимерным электролитом, что позволяет производить тонкие аккумуляторы различных геометрических форм. Литий-полимерные АКБ схожи с литий-ионными в том, что плохо реагируют на низкие температуры. Они обладают большой энергоёмкостью, но стоят дешевле и способны перенести большое количество циклов перезарядки. Используются чаще всего в ультратонких смартфонах.

АКБ с содержанием никеля на сегодняшний день морально устарели и не используются на новых моделях смартфонов. К ним относят никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металлогидридные (Ni-MH) и вышеназванные никелево-железные (Ni-Fe). На смену им пришли литиевые. Они обладают компактными размерами, хорошим уровнем мощности и при этом безопасны. Ещё одним важным преимуществом литиевых типов является то, что в них нет эффекта памяти.

Технические характеристики

Характеристики различных типов аккумуляторов представлены в таблице:

Характеристики	Никель-кадмиевые (Ni-Cd)	Никель-металлогидридные (Ni-MH)	Литий-ионные (Li-Ion)	Литий-полимерные (Li-Pol)
Энергоёмкость, Вт*ч/кг	40–60	30–80	100–250	130–250
Напряжение, Вольт	1. 2	1. 2	3. 6	3. 6
Саморазряд за месяц	10%	30%	~5%	2–5%
Максимальное число циклов	~2000	500–1000	1000–1200	1000–1200
Рабочая температура	-40… 60	-20… 60	-20… 50	-20… 50
Устойчивость к перезаряду	Средняя	Небольшая	Очень низкая	Очень низкая
Эффект памяти	Присутствует	Присутствует	Отсутствует	Отсутствует

* Никелево-железные аккумуляторы исключены из таблицы по причине полного отказа от их выпуска современными производителями смартфонов. Данные по Ni-MH и Ni-Cd представлены для сравнительной характеристики и наглядного примера эволюции аккумулирующих устройств.

Зарядные устройства начального уровня

Простейшее зарядное устройство для лития выглядит приблизительно так. Достаточно простой режим заряда позволил реализовать все необходимые функции в одной маленькой микросхеме. Это микросхема TP4056. Она автоматически включает первый этап заряда при сильно разряженном аккумуляторе. В случае же напряжения на выводах больше 2,9v, автоматически включается второй этап. После доведения аккумулятора до напряжения 4,2v происходит отсечка тока заряда. Светодиодная индикация сигнализирует о текущем состоянии (красный светодиод – заряд, зелёный – готово ).

Для удобства добавлены входные и выходные площадки для распайки, разъем micro USB для подачи входного напряжения от любого блока питания с таким разъёмом и сменный резистор, перепаяв который, можно ограничить ток зарядки.

Все остальные недорогие зарядные устройства устроены приблизительно так же. Независимо от того, насколько красив у них корпус или упаковка. Приблизительно такая же схема реализована в любом мобильном телефоне, планшете, смарт-часах и т.п. Для заряда таких устройств достаточно соблюдать простые правила:

• заряжать только штатным (оригинальным) зарядным устройством. При подключении чужой зарядки, скорее всего ничего плохого не случится, но время заряда может быть резко больше или же аккумулятор просто откажется заряжаться;
• подключать такую электронику для подзарядки не дожидаясь полного разряда. Это существенно увеличит срок службы батареи;
• не заряжать при минусовых температурах. Диапазон температуры при заряде от 0 до +45 градусов Цельсия;
• при предполагаемом длительном неиспользовании электронного устройства, аккумулятор необходимо зарядить;
• при сильном нагреве корпуса (выше 50 градусов) прекратить заряд.

Что делать, если аккумулятор не заряжается

Если вышеперечисленные методы не помогли, то рекомендуем ознакомиться со следующими способами как оживить аккумулятор 18650.

С помощью специального зарядного устройства

Это действие осуществляется при помощи китайской копии зарядного устройства «IMAX B6» и мультиметра. Эта зарядка доступна в широкой продаже, и она отлично восстанавливает аккумулятор в домашних условиях.
Для начала необходимо проверить саму батарею, путем соединения к ней мультиметра и выставляя устройство в режим измерения напряжения. Если у аккумулятора глубокий разряд, мультиметр покажет низкие показателями U в милливольтах.

Суть метода заключается в том, чтобы измерение реального количества U в аккумуляторе «мешает» контроллер.
Есть два вывода, плюс и минус, которые идут непосредственно с батареи на контроллер. На выводах чаще всего напряжение составляет 2,6 В это достаточно небольшое значение.

Напряжение будет по немногу подниматься. Это значит, что восстановление li ion аккумулятора идёт успешно. Через какое-то время значение U дойдет до 3,2 вольт, и батарея начнет «раскачиваться». Позже её можно будет заряжать от «родной» зарядки.

С помощью резистора и «родного» ЗУ

Этот способ еще более проще осуществить, чем предыдущий. Здесь необходимо «минус» подзарядки подвести к «минусу» аккумулятора. А «плюс» вывести путем резистора на «плюс» батареи.
После этого следует подать питание и напряжение будет возрастать.
Его можно поднять до 3В, для достижения этого показателя, нужно процедуру провести в течении пятнадцати минут. Как только метод завершен, аккумулятор можно проверить на работоспособность.

С помощью вентилятора

Чтобы осуществить этот метод нам понадобится блок питания, в котором выходное напряжение было минимум 12В. «Минус» вентилятора следует подсоединить к «минусовом» разъему блока питания, а его «плюсовой» к плюсу и обязательно фиксировать вручную на аккумуляторе.
Когда мы включим устройство, вентилятор начнет работать. Это значит, что в батарее уже идёт ток. Процедуру не стоит долго продолжать, где-то через 30 секунд нужно выключить сеть. После такого восстановления напряжение обычно повышается до 3В.

Восстановление 18650 аккумуляторов при помощи подзарядки от другого аккумулятора

Существует способ как реанимировать литий-ионную батарею с помощью другого автомобильного аккумулятора. Для этого нам нужна любая другая батарея на 9 В, скотч, а также тонкий провод.
Метод осуществляется по следующим этапам:

• Проводки требуется подвести к контактам батареи, которую мы хотим реанимировать. На каждый контакт провод должен быть отдельным.
• Нельзя замыкать контакты «плюс» и «минус» лишь одним проводом. Из-за этого может произойти короткое замыкание, и оживить батарею будет нельзя.
• Соединения нужно закрепить скотчем, на которой перед этим необходимо сделать метку маркером, какой провод с каким контактом будет соединён.
• Провод от «плюса» девятивольтового аккумулятора следует соединить с «плюсом» восстанавливаемой батареи.
• Минусовые контакты надо соединить по этому же методу.
• Все контакты закрепляем изолентой, чтобы провода не отошли.
• Ждём определенное время и следим за состоянием батареи, она должна минимально нагреться.
• Когда аккумулятор станет тёплым, сразу же отсоединяем от АКБ батареи.
• Проводим перезарядку.
• Проверяем работу.

С помощью использования тренировочных циклов

Этот метод проводится для предотвращения сульфатации, а также для того чтобы определить емкости батареи. Такие циклы нужно проводить минимум один раз в год и процедура выполняется по следующим этапам:

• Следует зарядить литий-ионный аккумулятор обычным током до того момента, пока он полностью не зарядится.
• Выдерживаем ее четыре часа после того как прекратилось питания.
• Корректируем плотность электролита.
• Включаем заряд на 25-35 минут чтобы электролит был перемешенным.
• Необходимо провести контрольную разрядку постоянным нормальным током десяти-часового режима и контролировать время полного разряда до того как напряжение спадет до 1,7 В на банку
• Емкость батареи можно определить как уровень разрядного тока умноженный на время разряда.
• После того, как контрольный разряд осуществлён необходимо сразу же полностью разрядить аккумулятор. Если получилось так, что емкость не заряжается аккумулятор 18650 скорее всего уже не починить.

Основные минусы данного метода:

• Сокращается срок службы.
• Долгое время восстановления литий-ионных аккумуляторов.
• Огромные затраты энергии.
• Маленькая эффективность способа.

Правила, как нужно заряжать Li-Ion аккумулятор в телефоне

Li-ion аккумуляторы (как уже не раз говорилось) довольно плохо переносят полноценный разряд, хотя это не касается моментов, когда АКБ калибруется или, наоборот, подан 100% заряд.

Данные условности связаны с их наполнением. Стоит держать уровень заряда в диапазоне от 20 до 90%, так как это наиболее оптимальные условия их работы.

А вот о том, как их можно заряжать, и пойдет речь дальше:

1. Родное зарядное устройство. Самый лучший вариант, так как оно имеет оптимальные параметры для смартфона, а значит, с помощью него можно правильно зарядить батарею. Это лучший выбор и стоит использовать только его (что, впрочем, не всегда бывает реально). При отсутствии ЗУ можно использовать другие варианты, хоть они и несколько уступают.
2. Использовать шнур USB для зарядки. Так можно восполнить заряд, если работать с компьютером или ноутбуком. Однако стоит понимать, что при таком способе времени будет затрачено порядком. Впрочем, лучше так, чем совсем никак.
3. Автомобильный прикуриватель. Также может считаться неплохим вариантом зарядки аккумулятора в отсутствии оригинального ЗУ. Однако время восполнения заряда, как и в случае с компьютерным шнуром, целиком и полностью зависят от параметров прикуривателя, а значит, пополнение энергии может затянуться.
4. “Лягушка” (она же — универсальна зарядка), которая подойдет для каждого устройства. Тут необходимо периодически приглядывать за аккумулятором, чтобы не было перезаряда.

Для того чтобы продлить жизнь литий-ионной батареи, раз в три месяца стоит делать так называемую калибровку заряда. Суть ее довольно проста: необходимо полностью разрядить и полностью зарядить АКБ.

Как продлить срок службы аккумулятора

Литий-полимерные батареи очень требовательны к условиям эксплуатации и хранения. Они плохо переносят использования при слишком низких и высоких температурах. Не допускается нагревание устройства до 60°С и более, так как это может привести к возгоранию батареи.

Для этого важно избегать попадания прямых солнечных лучей, нахождения на горячих поверхностях, особенно если устройство подключено к источнику питания. Процесс зарядки сам по себе нагревает батарею

Минимальные температуры, при которых возможна эксплуатация устройства, указывается производителем. Однако не рекомендуется использование любого литий-полимерного аккумулятора при температуре ниже -20°С. Если возникла необходимость эксплуатировать устройство на морозе, необходимо для начала подержать батареи в тепле (в помещении или машине), нагреть до комнатной температуры, затем эксплуатировать.

Хранить аккумуляторы нужно в сухом темном месте при комнатной температуре. Нельзя оставлять на хранение полностью заряженный или разряженный аккумулятор. Оптимальный процент заряда для хранения — 60%.

Как заряжать АКБ 18650

При зарядке АКБ 18650 необходимо соблюдать следующие правила:

1. Начинать восстановление нужно при напряжении 0,05 В, постепенно повышая его до 4,2 В.
2. Диапазон допустимого тока заряда – 25-50% от емкости (например, для АКБ на 2000 мА/ч он варьируется от 0,5 до 1 А).
3. Оптимальный показатель составляет 25-30% емкости, максимальный ампераж используется только при срочной подзарядке.
4. Допустимое время зарядки при полном разряде аккумулятора – 3 часа.
5. Для точного выбора длительности восстановления нужно измерить его вольтаж мультиметром или подключить к интеллектуальному зарядному устройству (ЗУ).

Оптимальный режим состоит из двух этапов:

1. CC (constant current). На нем нужно обеспечить постоянный ампераж, который находится в пределах 20-50% емкости аккумулятора. При ускоренном заряде может использоваться и большее значение тока, но часто применять такой режим не рекомендуется. Зарядное устройство должно быть оборудовано функцией плавного подъема вольтажа. На первом этапе зарядник работает как стабилизатор силы тока.
2. CV (constant voltage). При подъеме напряжения до 4,2 В можно переходить ко второму этапу подзарядки, на котором поддерживается вольтаж 4,15-4,25 В. К концу первого этапа АКБ восстанавливается на 70-80%. По мере накопления заряда до 90-95% ампераж будет плавно снижаться. Как только его значение достигнет 1-5% емкости, батарею можно отключать от ЗУ.

Некоторые модели «зарядок» оборудованы режимом восстановления АКБ при глубоком разряде (менее 2,5 В). На нем батарея заряжается низким током (не более 5-10% емкости) до тех пор, пока ее вольтаж не достигнет 2,8 В. После этого ЗУ переходит в режим постоянного тока.

Что такое многоступенчатая зарядка?

Данный метод состоит из трех этапов. Сразу же после подключения зарядного устройства контроллер измеряет напряжение на батарее. При показателях ниже 2,5 В производится зарядка малым (около 0,02-0,1 С) током до тех пор, пока напряжение не поднимется до 2,8 В. В случае, если изначально оно выше, этот этап просто пропускается.

Далее зарядный ток увеличивается до значения 0,5 С (нормальный заряд) или 1 С (ускоренный заряд). И данный этап заканчивается тогда, когда напряжение на элементе повышается до 4.1-4.2 В

Когда на элементе устанавливается стабильное напряжение 4.14-4.25 В, производится подзарядка небольшим током. И заканчивается этап тогда, как только значение тока уменьшается до 0,05 С.

Тут важно знать, что третий этап занимает довольно много времени. Но при этом обязательным не является

Если нет возможности и желания ждать, можно ограничиться вторым этапом. Потому что в этот период батарея набирает практически всю емкость (90-95%)

Способы зарядки без использования зарядного устройства (нестандартные методы)

НАДО ЗНАТЬ! Не рекомендуем применять на практике информацию из данного пункта. Приводим в ознакомительных целях.

Существуют нестандартные методы, как заряжать аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства:

• зарядка от автомобиля,
• универсального з/у,
• внешнего источника энергии.

Эффективность таких действий может быть оправдана, если нет фирменной зарядки. Безопасность сомнительна – возможна перезарядка. Не советуем использовать эти методы – они могут привести к выходу из строя, поломке аккумуляторной батареи и опасны для пользователя. Приобретите фирменный АКБ аналогичной шуруповерту марки или подходящий по характеристикам.

Каким током заряжать li-ion аккумулятор 18650

Есть порядок восстановления работоспособности литиевого аккумулятора 18650 после падения напряжения до рабочего. Мы восстанавливаем емкость, измеряемую в ампер-часах. Поэтому вначале подключаем Li-ion аккумулятор форм-фактор 18650 к ЗУ, потом своими руками устанавливаем ток зарядки. Напряжение изменяется по времени, начальное 0,5 В. Как стабилизатор, ЗУ рассчитан на 5 В. Для сохранения работоспособности, благоприятными считают параметры 40-80 % от емкости.

Схема зарядки li-ion аккумулятора 18650 предполагает 2 этапа. Вначале нужно поднять напряжение на полюсах до 4,2 В, далее постепенным снижением силы тока стабилизировать емкость. Заряд считается полным, если сила тока снизилась до значения 5-7 мА, когда питание отключится. Весь цикл зарядки не должен превышать 3 часа.

Самая простая одногнездная китайская зарядка для li-ion аккумуляторов 18650 рассчитана на зарядный ток в 1 А. Но следить за процессом придется самостоятельно, переключать своими руками. Универсальные зарядные устройства дороги, но имеют дисплей и самостоятельно ведут процесс.

Как правильно зарядить Li-ion аккумулятор 18650 в ноутбуке? Подключение комплекта источников энергии в гаджете через Pover Bank

Батарея может заряжаться от сети, но важно отключать питание, как только блок набрал емкость

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.

Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.

Глубина разряда, %	Количество циклов заряда
100	500
50	1500
25	2500
10	4 700

Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 может.

Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.

Принцип работы зарядного устройства

При присоединении вилки в сеть ионы лития в батарее будут хаотично двигаться, с каждой минутой их становится все больше. Когда аккумулятор зарядится на 90 %, то пойдет снижение тока нагрузки, выключится светодиод 1, включится светодиод под номером 2. Если провод зарядного устройства отключить через два часа после завершения полного начнет постепенно портиться.

При зарядке устройства не должно быть длительных перерывов

Литий-ионные аккумуляторы для долгого использования хранят в сухом месте при комнатной температуре. При эксплуатации нужно учитывать свойства перезарядки не более 4,35 В. Минимальное значение не меньше 2,3 В. Не допускать полного разряда аппарата. Хранить в темном месте при температуре не ниже и не выше 0 градусов, при заряде 50 процентов. Хотя бы раз в месяц заряжать и разряжать батарею. Если аккумулятор не заряжался больше года, рекомендуется несколько раз подзарядить его до 50 % и разрядить. Хранить LI-on от физических и механических воздействий от ударов, термических веществ.

Как можно, зарядить деформированный аккумулятор? Такую батарею заряжать нельзя, ее нужно выбросить.

Каждая батарейка – это маленькая электростанция, которая генерирует энергию более 12 часов. Чтобы продлить качество, полезные свойства устройства, нужно выполнять и знать вышеперечисленные требования.

Как правильно заряжать литий-полимерную батарею

Аккумуляторы li-pol, как и их «собратья» литий-ионные, абсолютно не любят полной разрядки, так как она вредит внутренним компонентам. Наиболее оптимальным диапазоном процентов зарядки можно считать от 20 до 90.

Конечно, бывает и так, что трудно полностью уследить за зарядом, и телефон разряжается полностью. В таком случае не стоит паниковать, а необходимо сражу же поставить смартфон на зарядку.

В отличие от li-oin, полимерные источники питания гораздо менее чувствительны к перезаряду, а потому их можно смело держать до уровня близкого к 100%.

Главное — делать это относительно большими интервалами, ведь их злейшим врагом является непрерывная многочасовая зарядка, так как постоянно быть подключенным к зарядному устройству и сети для них достаточно вредно и может привести к неисправностям в работе.

Хоть оригинальная зарядка и не будет подавать питание на аккумулятор литий-полимерного типа, однако он все равно будет нагреваться (что так же не скажется на источнике питания позитивно).

Важно помнить и о том, что не стоит восполнять энергию прямо до 100%, оптимальный диапазон заряда находится на уровне 20-90%. Полезно знать, что все оригинальные устройства для зарядки оснащены (равно как и аккумуляторы) специальным контролером

Он позволяет отслеживать уровень и процесс заряда телефона, что является крайне важной функцией

Полезно знать, что все оригинальные устройства для зарядки оснащены (равно как и аккумуляторы) специальным контролером

Он позволяет отслеживать уровень и процесс заряда телефона, что является крайне важной функцией

Как правильно заряжать аккумуляторы Li-ion: несколько важных рекомендаций

Если у вас – новый аккумулятор, перед началом эксплуатации его, естественно, нужно зарядить. Если мы говорим об аккумуляторах для электровелосипедов, то главной ошибкой многих начинающих байкеров является использование аккумулятора сразу после приобретения. Они мотивируют это тем, что АКБ заряжают при производстве. Действительно, в процессе производства данные аккумуляторы получают примерно половину заряда, но без полноценной первой зарядки его емкость уменьшится, как и срок службы.
Не рекомендуется доводить аккумулятор до окончательной разрядки. Даже если вы совершили небольшую по расстоянию поездку, все равно нужно поставить АКБ на подзарядку. Установите для себя такое правило, и ваш аккумулятор прослужит вам максимально долго.
Необходимо заряжать устройство сразу же после его разрядки. Никогда не доводите устройство до полного разряда. Очень часто выход еще нового аккумулятора из строя связан именно с таким поведением его владельца. Иногда продавцы рекомендуют полностью разряжать аккумулятор – по незнанию либо же из корыстных побуждений, ведь когда у вас выйдет из строя аккумулятор, вы придете к ним за новым устройством.
Не допускайте нагрева АКБ. Максимальная отдача тока и максимальный ресурс аккумулятора достигается при температуре не выше 25 градусов. Именно поэтому нельзя хранить аккумуляторы в помещениях с высокой температурой и оставлять их под солнцем.
Никогда не заряжайте холодный аккумулятор. Если ваш аккумулятор длительное время находился на морозе, то зарядку его можно начинать только после прогревания его до комнатной температуры. Слишком резкие температурные колебания могут быть для аккумулятора фатальными.

Как заряжать Li-ion аккумулятор? Все просто: сначала подсоедините его к оригинальному зарядному устройству, затем подключите последнее в сеть. Дождитесь получения полного заряда и отключите аккумулятор.
И последний момент: если длительный период вы не эксплуатируете аккумулятор Li-ion, храните его в полузаряженном состоянии и лучше всего на холоде – например, зимой – на балконе. Так вы обеспечите ему длительный срок службы.
Предлагаем новый материал блога на тему инструкции для гироскутера.

Редактор

10.02.2016

«Аккумуляторы»

» 1 «

Детский электроквадроцикл – где можно кататься
Электротранспорт в подарок на любой праздник
Самый дорогой электросамокат в мире

Моноколесо. Особенности
Самый быстрый электровелосипед в мире
Как работает моноколесо? ????

Можно ли заряжать литий-ионный аккумулятор без контроллера?

Да, можно. Однако это потребует плотного контроля за зарядным током и напряжением.

Вообще, зарядить АКБ, к примеру, наш 18650 совсем без зарядного устройства не получится. Все равно нужно как-то ограничивать максимальный ток заряда, так что хотя бы самое примитивное ЗУ, но все же потребуется.

Самое простейшее зарядное устройство для любого литиевого аккумулятора — это резистор, включенный последовательно с аккумулятором:

Сопротивление и мощность рассеяния резистора зависят от напряжения источника питания, который будет использоваться для зарядки.

Давайте в качестве примера, рассчитаем резистор для блока питания напряжением 5 Вольт. Заряжать будем аккумулятор 18650, емкостью 2400 мА/ч.

Итак, в самом начале зарядки падение напряжение на резисторе будет составлять:

U_r = 5 — 2.8 = 2.2 Вольта

Предположим, наш 5-вольтовый блок питания рассчитан на максимальный ток 1А. Самый большой ток схема будет потреблять в самом начале заряда, когда напряжение на аккумуляторе минимально и составляет 2.7-2.8 Вольта.

Внимание: в данных расчетах не учитывается вероятность того, что аккумулятор может быть очень глубоко разряжен и напряжение на нем может быть гораздо ниже, вплоть до нуля.

Таким образом, сопротивление резистора, необходимое для ограничения тока в самом начале заряда на уровне 1 Ампера, должно составлять:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 Ом

Мощность рассеивания резистора:

P_r = I2R = 1*1*2.2 = 2.2 Вт

В самом конце заряда аккумулятора, когда напряжение на нем приблизится к 4.2 В, ток заряда будет составлять:

I_зар = (U_ип — 4.2) / R = (5 — 4.2) / 2.2 = 0.3 А

Т.е., как мы видим, все значения не выходят за рамки допустимых для данного аккумулятора: начальный ток не превышает максимально допустимый ток заряда для данного аккумулятора (2.4 А), а конечный ток превышает ток, при котором аккумулятор уже перестает набирать емкость (0.24 А).

Самый главный недостаток такой зарядки состоит в необходимости постоянно контролировать напряжение на аккумуляторе. И вручную отключить заряд, как только напряжение достигнет 4.2 Вольта. Дело в том, что литиевые аккумуляторы очень плохо переносят даже кратковременное перенапряжение — электродные массы начинают быстро деградировать, что неминуемо приводит к потери емкости. Одновременно с этим создаются все предпосылки для перегрева и разгерметизации.

Защита, встроенная в аккумулятор не позволит его перезарядить ни при каких обстоятельствах. Все, что вам остается сделать, это проконтролировать ток заряда, чтобы он не превысил допустимые значения для данного аккумулятора (платы защиты не умеют ограничивать ток заряда, к сожалению).

Зарядка при помощи лабораторного блока питания

Если в вашем распоряжении имеется блок питания с защитой (ограничением) по току, то вы спасены! Такой источник питания уже является полноценным зарядным устройством, реализующим правильный профиль заряда, о котором мы писали выше (СС/СV).

Все, что нужно сделать для зарядки li-ion — это выставить на блоке питания 4.2 вольта и установить желаемое ограничение по току. И можно подключать аккумулятор.

Вначале, когда аккумулятор еще разряжен, лабораторный блок питания будет работать в режиме защиты по току (т.е. будет стабилизировать выходной ток на заданном уровне). Затем, когда напряжение на банке поднимется до установленных 4.2В, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения, а ток при этом начнет падать.

Когда ток упадет до 0.05-0.1С, аккумулятор можно считать полностью заряженным.

Как видите, лабораторный БП — практически идеальное зарядное устройство! Единственное, что он не умеет делать автоматически, это принимать решение о полной зарядке аккумулятора и отключаться. Но это мелочь, на которую даже не стоит обращать внимания.

Что такое плата зарядки TP4056 и как ею пользоваться

Как правильно заряжать литийионные батарейки, мы узнали. Но чем это сделать? Можно воспользоваться покупным зарядным устройством, но если есть желание, то реально собрать зарядку для литиевых аккумуляторов самостоятельно. Для этого достаточно будет купить готовый модуль TP4056 и собрать несложную схему.

Модуль зарядки литиевой ячейки TP4056 1 А

Прелесть такого решения ещё и в том, что стоит всё удовольствие на том же Aliexpress около 30 рублей. Чтобы на базе этого модуля собрать готовое устройство, необходимо собрать следующую несложную схему.

По умолчанию, такой модуль выдаёт ток зарядки 1 А и подойдёт для зарядки аккумуляторов ёмкостью 2 000—3 000 мА·ч. Если нам нужен меньший ток, то достаточно изменить номинал резистора R3 в соответствии с таблицей:

Номинал R3, кОм	Ток зарядки, мА
10	130
5	250
4	300
3	400
2	580
1,66	690
1,5	780
1,33	900
1,2	1000

В принципе, током 1 А можно заряжать аккумуляторы и большей ёмкости, но времени это займёт больше. Но если всё же нужен ток более 1 А, то будет несложно его увеличить, соединив несколько модулей параллельно. Для этого просто соединяем перемычками одноимённые выводы модулей.