Es ist einfach Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus sowie Lithium-Polymer-Akkus basieren auf dem bekannten LM317.

Der Ladevorgang ist in der folgenden Grafik dargestellt. Im ersten Moment des Ladevorgangs ist der Ladestrom konstant; bei Erreichen des Zielspannungsniveaus (Umax) an der Batterie wechselt das Ladegerät in einen Modus, in dem die Spannung konstant bleibt und der Strom asymptotisch gegen Null tendiert.

Die Ausgangsspannung von Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batterien beträgt typischerweise 4,2 V (bei einigen Typen 4,1 V). Normalerweise entspricht die Ausgangsspannung nicht der Nennspannung, die 3,7 V (manchmal 3,6 V) beträgt.

Es wird nicht empfohlen, diesen Batterietyp auf die vollen 4,2 V aufzuladen, da dies die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Reduziert man die Ausgangsspannung auf 4,1V, sinkt die Kapazität um 10%, gleichzeitig verdoppelt sich aber die Lebensdauer (Zyklenzahl) nahezu. Bei Verwendung von Batterien darf die Nennspannung nicht niedriger als 3,4...3,3V sein.

Beschreibung des Ladegeräts

Wie bereits erwähnt, basiert die Aufladung auf dem Stabilisator LM317. Li-Ion und Li-Pol stellen hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Ladespannung. Wenn Sie auf die volle Spannung (normalerweise 4,2 V) laden möchten, müssen Sie diese Spannung mit einer Genauigkeit von plus/minus 1 % einstellen. Nach dem Laden auf 90 % der Kapazität (4,1 V) kann die Genauigkeit etwas geringer sein (ca. 3 %).

Die Schaltung mit LM317 sorgt für eine ziemlich genaue Spannungsstabilisierung. Die Zielspannung wird durch R2 eingestellt. Die Stromstabilisierung ist nicht so kritisch wie die Spannungsstabilisierung, daher reicht es aus, sie mit einem Shunt-Widerstand Rx und einem NPN-Transistor (VT1) zu stabilisieren.

Wenn der Spannungsabfall am Widerstand Rx etwa 0,95 V erreicht, beginnt der Transistor zu öffnen. Dadurch wird die Spannung am „Common“-Kontakt des Lm317-Stabilisators reduziert und dadurch der Strom stabilisiert.

Der erforderliche Ladestrom für einen bestimmten Lithium-Ionen- (Li-Ion) und Lithium-Polymer-Akku (Li-Pol) wird durch Ändern des Rx-Widerstands ausgewählt. Der Widerstand Rx entspricht ungefähr folgendem Verhältnis: 0,95/Imax. Der im Diagramm angegebene Rx-Widerstandswert entspricht einem Strom von 200 mA.

Die Eingangsspannung des Ladegeräts muss zwischen 9 und 24 Volt liegen. Das Überschreiten dieses Werts erhöht die Leistungsverluste im LM317-Schaltkreis; eine Verringerung führt zu einer Störung des ordnungsgemäßen Betriebs (Sie müssen den Spannungsabfall am Shunt und die Mindestspannung am „Common“-Kontakt neu berechnen). Der Transistor VT1 kann durch BC237, KC507, C945 oder inländisch ersetzt werden

Funktionen zum Laden von Lithiumbatterien und Ladegeräten dafür

Moderne Menschen nutzen viele elektronische Geräte. Dies ist ein Laptop, ein Mobiltelefon, ein Tablet, eine Kamera und viele andere. Die meisten dieser Geräte werden mit Lithiumbatterien betrieben. Schließlich schätzen wir sie gerade deshalb, weil es sich um mobile Geräte handelt. Allerdings geht die Portabilität mit dem ständigen Aufladen der Akkus einher. Dazu benötigen Sie ein Lithium-Batterieladegerät. In den meisten Fällen werden Ladegeräte mit dem Gerät selbst geliefert. Dies ist das gleiche Netzteil für einen Laptop oder ein Telefon. Idealerweise sollte zum Laden natürlich das handelsübliche Ladegerät genutzt werden. Aber was tun, wenn es verloren geht oder beschädigt wird? Sie müssen ein geeignetes Ladegerät auswählen. Was dabei zu beachten ist, erfahren Sie in diesem Artikel.

Im Allgemeinen sollte das Ladegerät eine Ausgangsspannung von 5 Volt und einen Strom haben, dessen Wert (0,5─1)*Cn entspricht. CH ist die Nennkapazität der Batterie. Beispielsweise sollte bei einer Lithiumzelle mit einer Kapazität von 2200 mAh beim Laden ein Strom von 1,1 Ampere erzeugt werden.

Die meisten Ladegeräte namhafter Hersteller laden Li-Akkus in mehreren Stufen. Die erste Stufe erfolgt bei einem konstanten Stromwert von 0,2─1 C und einer Spannung von 4,1─4,2 V (hier meinen wir die Spannung pro Element oder Glas). Diese Phase dauert etwa 40-50 Minuten. Die zweite Stufe wird bei konstanter Spannung durchgeführt. Es gibt Geräte, die den Pulsmodus nutzen, um den Ladevorgang zu beschleunigen. Bei Lithium-Ionen-Systemen mit Graphitsystem müssen die Spannungen auf 4,1 Volt pro Zelle begrenzt werden.

Wenn Sie eine Spannung von mehr als 4,1 Volt verwenden, können Sie die Energiedichte der Batterie erhöhen. Gleichzeitig beginnen aber oxidative Reaktionen, die die Batterielebensdauer verkürzen. Bei späteren Modellen wurde dieses Problem durch Additive behoben. Und die Spannung an ihnen während des Ladevorgangs kann mit einer Abweichung von 0,05 pro Element auf 4,2 Volt erhöht werden.

Wenn es um Lithiumbatterien für den industriellen Einsatz und den Militärbereich geht, dann unterstützen Ladegeräte dafür eine Spannung von 3,9 Volt. Dies gewährleistet eine lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Wenn das Ladegerät einen Strom von 1C erzeugt, wird der Akku in etwa 2-3 Stunden aufgeladen. Wenn die Ladung vollständig geladen ist und die Spannung den Abschaltwert erreicht, nimmt der Strom stark ab und beträgt mehrere Prozent des ursprünglichen Wertes.

Es ist erwähnenswert, dass die Ladezeit mit zunehmendem Ladestrom praktisch nicht abnimmt. Bei einem höheren Strom steigt die Spannung in der ersten Phase des Prozesses schneller an, die zweite Phase des Nachladens dauert in diesem Fall jedoch länger.

Es gibt Ladegeräte, die einen Lithium-Akku in etwa einer Stunde aufladen können. Dieses Ladegerät für Lithiumbatterien verfügt über keine zweite Stufe und die Batterie ist nach Abschluss der ersten Stufe betriebsbereit. Der Ladezustand der Batterie beträgt 70 Prozent. Aufgrund der Beschaffenheit von Lithiumbatterien ist dies für sie jedoch nicht kritisch.

In der Grafik oben sehen Sie drei Phasen des Ladens eines Li-Akkus:

• Erste. Durch die Batterie fließt der maximal mögliche (1C) Ladestrom. Diese Phase endet, wenn die Spannung auf einen Schwellenwert ansteigt;
• Zweite. Die Spannung bleibt maximal (4,1─4,2 Volt) und der Ladestrom sinkt auf 3 Prozent des ursprünglichen Wertes;
• Dritte. Ausgleichsladung während der Lagerung (wird etwa alle 20 Tage durchgeführt).

Während der Lagerphase ist bei Lithiumbatterien eine Erhaltungsladung nicht möglich, da es zu einer Metallisierung des Li kommt. Doch kurzfristiges Nachladen mit Gleichstrom gleicht den Ladungsverlust aus. Dieser Ladevorgang sollte durchgeführt werden, wenn die Zellenspannung auf 4,05 Volt absinkt. Bei 4,2 Volt stoppt der Ladevorgang.

Und noch ein wichtiger Punkt. Lithiumbatteriezellen reagieren sehr empfindlich auf Überladung. Schon bei einer leichten Aufladung beginnt die Lithiummetallisierung auf der Oberfläche der negativen Elektrode. Es ist sehr aktiv und interagiert mit dem Elektrolyten. Durch die Reaktion an der Kathode wird Sauerstoff freigesetzt und der Druck steigt. Infolgedessen kann es zu einem Druckverlust, einer Entzündung und sogar einer kleinen Explosion des Elements kommen.

Darüber hinaus verringert sich die Lebensdauer von Lithiumbatterien, wenn die Ladespannung dauerhaft überschritten wird. Daher gibt es in den meisten Lithiumbatterien zusätzlich zu den Zellen selbst eine Schutzplatine.

Die Platine steuert den Lade- und Entladevorgang der Elemente entsprechend der unteren und oberen Spannungsgrenzen. Um Elemente bei 90 Grad Celsius abzuschalten, werden häufig Temperatursensoren eingesetzt. Einige Batterietypen verfügen über ein mechanisches Ventil, das öffnet, wenn der Druck im Inneren des Gehäuses einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Es gibt Ausnahmen. Manganhaltige Batterien verfügen beispielsweise nicht über einen solchen Schutz. Mangan hemmt stark die Metallisierung an der Anode und die Sauerstoffbildung. Daher ist ein solcher Schutz nicht erforderlich.

All dies muss bei der Auswahl eines Ladegeräts berücksichtigt werden. Wenn Sie die Lithium-Dose direkt ohne Steuerung laden möchten, muss die Spannung ständig überwacht werden. Es ist jedoch viel besser, Geräte mit automatischer Steuerung zu verwenden oder den Akku über eine Schutzplatine aufzuladen.

Ladegeräte für verschiedene Geräte

Ladegeräte für Smartphone-Akkus

Wenn Sie das Standardladegerät für Ihr Telefon verloren haben, hilft Ihnen der „Frosch“ weiter. Dies ist eines der am häufigsten verwendeten Geräte. Die Ladung erhielt ihren Namen aufgrund ihrer charakteristischen Form.

Die Bedienung könnte nicht einfacher sein. Das Ladegerät verfügt über 2 in der Breite verstellbare Kontakte: Plus und Minus. Sie müssen sie an einer Position installieren, die für den zu ladenden Akku geeignet ist. Anschließend wird die Batterie so eingelegt, dass Kontakt zu ihren Anschlüssen besteht, und mit der oberen Klemmschiene fixiert. Selbstverständlich muss bei der Installation auf die Polarität geachtet werden. Anschließend wird das Gerät in den 220-Volt-Anschluss gesteckt und aufgeladen, bis die Anzeige das Ende des Vorgangs anzeigt.

Detaillierte Beschreibung der 18650-Lithium-Ionen-Batterien, Herstellung eines Ladegeräts mit eigenen Händen, Anwendungsnuancen.

PRÜFEN:

1. Was war der Hauptnachteil der ersten 18650-Batteriemodelle?

a) Sie explodierten aufgrund von Lithiummetall im Inneren – bei häufigem Laden bildeten sich Ansammlungen auf dem Element, die zu einer Explosion führten.

b) Die Batterie war zu sperrig und unpraktisch.

1. Welches Problem haben die Hersteller moderner 18650-Modelle noch nicht beseitigt?

a) Der Akku überhitzt oft.
b) Der Akku verliert schnell an Ladung, wenn er Minustemperaturen ausgesetzt wird.

1. In welchem ​​Temperaturbereich sollte die Batterie gelagert werden?

a) + 10 – + 25 – ideale Indikatoren. Der Akku verträgt keine extrem kalten oder heißen Räume.

b) Lagern Sie den Akku bei niedrigen Temperaturen, wenn er nicht verwendet wird.

c) Bei einer Temperatur von +30-45 Grad.

1. Warum kann ich kein in China hergestelltes Ladegerät kaufen?

a) Der Fall ist zu unzuverlässig.
b) Teile von geringer Qualität, die richtige Montagetechnik wird nicht immer befolgt.

1. Bei welchem ​​Ladezustand empfiehlt es sich, den Akku zu lagern?

a) Der 18650 sollte bei einem Ladezustand gelagert werden, der nicht unter 50 % fällt. Eine vollständige Entladung ist nicht möglich.

b) Nicht weniger als 10 %.

Antworten:

1. a) Der Hauptnachteil der ersten Modelle ist die Explosionsgefahr. Bei häufigem Laden wuchs das Lithiummetall zu und es kam zu einem Kurzschluss, der zur Explosion der Batterie führte.
2. b) Moderne Batterien vertragen niedrige Temperaturen nicht gut – die Ladung sinkt sehr schnell.
3. a) + 10 – + 25 – ideale Indikatoren. Platzieren Sie die Batterie nicht unter anderen Bedingungen.
4. b) Chinesische Hersteller verwenden beim Zusammenbau von Geräten häufig minderwertige Teile, sodass sie scheitern. Nicht immer wird die richtige Montagetechnik befolgt.
5. a) Wenn Sie planen, den Akku längere Zeit im Leerlauf zu lassen, achten Sie darauf, dass der Ladezustand des Akkus nicht unter 50 % sinkt, da sich sonst der Akku verschlechtert.

Besitzer von Lithium-Ionen Batterien Der 18650 steht vor der Frage, mit welchem ​​Strom er geladen werden soll. Auch bei der korrekten Bedienung treten Schwierigkeiten auf: Man weiß nicht genau, wovor solche Batterien Angst haben oder wie man ihre Betriebszeit verlängern kann.

Um eine elektronische Zigarette oder Taschenlampe selbst zusammenzubauen, müssen Sie alle Aspekte studieren arbeiten mit Lithium-Ionen-Stromversorgung.

Definition: Li-Ionen-Akku ist eine Strombatterie, die seit 1991 in der Unterhaltungselektronik weit verbreitet ist. In diesem Jahr stellte die Sony Corporation das Produkt dem breiteren Markt vor.

Antworten auf 5 häufig gestellte Fragen

1. Wofür werden Lithium-Ionen-Batterien verwendet?

- Als Stromquelle. Solche Batterien werden häufig für verschiedene Mobiltelefone, Videokameras, Laptops, zum Aufladen von Elektrofahrzeugen oder modernen elektronischen Zigaretten verwendet.

1. Haben die Modelle Nachteile?

— Der Hauptnachteil des Modells bestand darin, dass die ersten Entwicklungen buchstäblich explodierten. Dies erklärt sich dadurch, dass die Hersteller im Inneren eine Anode aus Lithiummetall platziert haben. Bei einer großen Anzahl von Ladungen und Entladungen kommt es zu Formationen an der Anode, die zum Kurzschluss der Elektroden führen. Infolgedessen kommt es zu einem Brand und anschließend zu einer Explosion. Dieses Problem wurde mittlerweile behoben.

1. Wie wurde das Explosionsproblem gelöst?

— Um die Struktur sicherer zu machen, ersetzten Wissenschaftler den Kern durch Graphit und beseitigten das Problem durch Explosionen. Es gab jedoch immer noch Schwierigkeiten mit der Kathode, die durch das Kobaltoxid-Design verursacht wurden. Bei Verstößen gegen die Betriebseigenschaften kam es zu wiederholten Explosionen. Deshalb musste sichergestellt werden, dass das Gerät nicht überladen wird. Die ständige Überwachung des Ladezustands war für den Nutzer äußerst umständlich und die Entwickler mussten das Gerät erneut modifizieren. Moderne Modelle sind sicher. Als Entwickler begannen, Lithiumferrophosphat-Batterien zu verwenden, gelang es ihnen, dieses Problem zu beseitigen. Moderne Geräte sind so gefertigt, dass Überladung und Überhitzung ausgeschlossen sind.

1. Haben moderne Modelle Nachteile?

— Die Ladung geht verloren, wenn der Akku niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird.

1. Wird der Akku sich verschlechtern, wenn Sie ihn längere Zeit nicht verwenden?

– Wenn Sie die Verdünnungsstufe nicht unter 50 % senken, wird sie sich nicht verschlechtern.

3 Vorteile der Batterie

Lithium-Ionen Batterien haben eine Reihe positiver Aspekte, weshalb sie an Popularität gewonnen haben:

1. Extra großes Fassungsvermögen Batterie
2. Klein Selbstentladung
3. Keine besondere Wartung erforderlich.

Aufladen – 5 Nuancen

Schauen Sie sich das Bild des Original-Ladegeräts an Gerät. Das für Lithium-Ionen-Batterien konzipierte Ladegerät ist dem Blei-Säure-Batterietyp sehr ähnlich. Der Unterschied liegt im Lithium-Ionen-Akku Batterie An jeder Bank liegen hohe Spannungen an und es gelten strenge Anforderungen an die Spannungstoleranz.

Das ist interessant! Die Batterie wird aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit den für Erfrischungsgetränke verwendeten Aluminiumdosen „Dose“ genannt.

Die beliebtesten Artikel Ernährung mit dieser Form - 18650. Die Batterie erhielt diesen Namen aufgrund ihrer Abmessungen: Durchmesser - 18 mm, Höhe - 65 mm. Beim Laden von Blei-Säure-Batterien Batterien, Kleinere Ungenauigkeiten bei den Spannungsangaben sind zulässig. Aber bei Lithium-Ionen-Geräten ist alles viel spezifischer. Wenn es passiert Ladegerät, und die Spannung auf 4,2 Volt ansteigt, muss die Spannung am Element sofort gestoppt werden. Der Fehler beträgt nur 0,5 Volt.

Es gibt eine große Anzahl von Chinesisch Ladegeräte für Batterien aus verschiedenen Materialien. Ohne Leistungseinbußen werden Ionenbatterien mit einem Strom von 0,8 A geladen. Allerdings muss die Spannung in der Bank sehr streng kontrolliert werden. Wenn der Wert 4,2 Volt beträgt, beenden Sie den Ladevorgang sofort. Aber für den Fall, dass es in das Glas eingebaut ist Regler, Dann müssen Sie sich darüber keine Sorgen machen, denn das Gerät erledigt alles selbstständig.

Ladegeräte 4,2 Volt

Als Ladegerät Bei einem Lithium-Ionen-Akku kommt ein Spannungsstabilisator zum Einsatz, der den Strom gleich zu Beginn des Ladevorgangs begrenzt. Es ist notwendig, gleich zu Beginn des Ladevorgangs eine äußerst stabile Spannung zu verwenden und den Strom zu begrenzen. Der Ladevorgang sollte in dem Moment abgeschlossen sein, in dem die stabile Spannung 4,2 Volt nicht mehr beträgt aktuell, oder sein Wert ist sehr klein - etwa 5-7 mA.

Wenn ein Batteriestab eingesetzt ist Graphit, dann sollte die Spannung 4,1 V pro Element nicht überschreiten. Wird diese Regel vernachlässigt, steigt die Energiedichte stark an und Oxidationsprozesse des Geräts beginnen. Die Folge ist, dass die Batterie ausfällt. Um Oxidation zu vermeiden, sind moderne Modelle mit Additiven ausgestattet – Graphit in seiner reinen Form gibt es kein Inneres. Aber ähnliche Modelle findet man immer noch zufällig.

So laden Sie Li-Ionen-Akkus richtig auf. Parallelschaltung von Batterien.

Selbstgemachtes Ladegerät zu Hause (mit eigenen Händen) - 1 Stromkreis

Zum Aufladen 18650 Kaufen Sie ein Universalladegerät und ermitteln Sie ständig mit einem Multimeter die erforderlichen Parameter. Aber ein solches Gerät ist ziemlich teuer. Mindestpreis – 2700 Rubel.

Stattdessen können Sie nur ein paar Stunden damit verbringen, ein Ladegerät zusammenzubauen Gerät auf sich allein. Die Vorteile dieser Baugruppe sind niedrige Kosten, Zuverlässigkeit und automatische Batterieabschaltung. Alle zur Montage benötigten Teile sind in jeder Funkamateur-Garage zu finden. Sollte etwas fehlen, können Sie es im nächstgelegenen Radiofachgeschäft nachkaufen. Für Komponenten müssen Sie maximal 300 Rubel ausgeben.

Wenn Diagramm Bei korrekter Montage ist keine zusätzliche Konfiguration erforderlich – es ist sofort einsatzbereit.

Sie müssen den folgenden Schaltplan verwenden:

Planen

Das Positive ist, dass, wenn Sie installieren Stabilisator auf den gewünschten Heizkörper, dann wird der Akku geladen, ohne dass befürchtet werden muss, dass das Ladegerät Feuer fängt. Dies gilt jedoch sicherlich nicht für chinesische Ladegeräte, die unter dieser unangenehmen Konsequenz leiden.

Funktionsprinzip – 4 Nuancen

• für den Anfang Batterie muss mit Gleichstrom geladen werden, der durch den Widerstandswert des Widerstands R4 bestimmt wird;
• nachdem Batterie erhält eine Spannung von 4,2 Volt, das Gerät schaltet auf DC-Laden um;
• Wenn der Strom auf den Mindestwert sinkt, hört die LED auf zu leuchten;
• aktuelles Aufladen von Lithium-Ionen Batterie, sollte 10 % der Kapazität des gesamten Akkus nicht überschreiten. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Batterien. Wenn der Widerstand R4 einen Wert von 11 Ohm hat, sollte der Strom im Stromkreis 100 mA betragen. Bei einem Widerstand von 5 Ohm sollte der Ladestrom 230 mA betragen.

Es ist auch wichtig, drei Nuancen zur „Lebensverlängerung“ 18650 zu kennen

1. Wenn Batterie längere Zeit unbenutzt bleiben müssen, empfiehlt es sich, die Batterien getrennt von dem Gerät aufzubewahren, das sie mit Strom versorgen. Wenn eine Zelle vollständig aufgeladen ist, verliert sie mit der Zeit einen Teil ihrer Ladung. Wenn das Element nur sehr wenig aufgeladen oder vollständig entladen ist, kann seine Leistung vollständig verloren gehen. Dies macht sich besonders in Zeiten langen Winterschlafs bemerkbar.
2. Lagerung 18650 sollte bei einem Ladezustand durchgeführt werden, der 50 % nicht unterschreitet. Unter keinen Umständen darf die Zelle vollständig oder überladen werden. Dieses Gerät hat keinen Memory-Effekt. Der Ladevorgang muss so lange erfolgen, bis die Ladung vollständig erschöpft ist. Dadurch wird die Batterielebensdauer verlängert.
3. Batterie Nicht an zu kalten oder heißen Orten aufbewahren. Die geeignete Lagertemperatur beträgt + 10 – + 25 Grad Celsius. Wenn Sie den Akku in die Kälte legen, verringert sich nicht nur die Betriebszeit, sondern auch das chemische System wird beschädigt. Jeder hat wahrscheinlich bemerkt, dass bei der Nutzung eines Mobiltelefons im Winter die Gebühr ansteigt Batterien fällt stark ab.

So vermeiden Sie 4 Fehler bei der Verwendung und dem Laden eines Lithium-Ionen-Akkus

1. Für den Fall, dass Sie sich entscheiden, den Lithium-Ionen-Akku aufzuladen Batterie Wenn Sie ein Ladenladegerät verwenden, müssen Sie sicherstellen, dass es nicht in China hergestellt wurde. Typischerweise werden solche Geräte aus den billigsten Materialien zusammengebaut und die erforderliche Technologie wird bei ihnen nicht immer beachtet. Infolgedessen kann dies zu sehr traurigen Folgen führen: Feuer und Explosion.
2. Wenn Sie es selbst zusammenbauen möchten Gerät, Dann müssen Sie zum Laden des Akkus einen Strom verwenden, der 10 % der Akkukapazität beträgt. Der Prozentsatz kann höher sein, jedoch 20 % nicht überschreiten.
3. Verstoßen Sie bei der Verwendung von Ionenbatterien nicht gegen die Lager- und Betriebsregeln, da es sonst zu Überhitzung, Brand und Explosion kommen kann.
4. Wenn Sie alle Regeln befolgen Betrieb, sowie die richtigen Lagerbedingungen verlängern die Batterielebensdauer.

Top 3 der besten Ladegeräte für 18650-Akkus

Um eine qualitativ hochwertige Akkuladung zu gewährleisten, sollten Sie einen guten Akku kaufen Geräte, was bereits von vielen Benutzern geliebt wird.

1. Nitecore Digicharger D4 – geeignet zum gleichzeitigen Laden mehrerer Akkus. Extrem einfach zu bedienen.
2. Nitecore i2 ist eine der besten Optionen für moderne Geräte. Übersichtlich und einfach zu bedienen.
3. Basen B21 ist ein universelles Gerät für verschiedene Batterietypen.

Lithium-Ionen-Akkus erfreuen sich heutzutage großer Beliebtheit; sie werden in verschiedenen Geräten wie Telefonen, Smartwatches, Playern, Taschenlampen und Laptops verwendet. Erstmals wurde ein Akku dieses Typs (Li-Ion) von der berühmten japanischen Firma Sony hergestellt. Das schematische Diagramm einer einfachen Batterie ist im Bild unten dargestellt. Durch den Zusammenbau haben Sie die Möglichkeit, die Ladung der Batterien selbst wiederherzustellen.

Selbstgemachtes Laden von Lithiumbatterien – elektrischer Schaltplan

Die Basis für dieses Gerät sind zwei Stabilisator-Mikroschaltungen 317 und 431 (). Als Stromquelle dient in diesem Fall der integrierte Stabilisator LM317, diesen Teil nehmen wir im TO-220-Gehäuse und müssen ihn mittels Wärmeleitpaste auf dem Kühlkörper anbringen. Der von Texas Instruments hergestellte Spannungsregler TL431 ist auch in SOT-89-, TO-92-, SOP-8-, SOT-23-, SOT-25- und anderen Gehäusen erhältlich.

Leuchtdioden (LED) D1 und D2 in beliebiger Farbe. Ich habe Folgendes ausgewählt: LED1 rot rechteckig 2,5 mm (2,5 milCandela) und LED2 grün diffus 3 mm (40-80 milCandela). Es ist praktisch, SMD-LEDs zu verwenden, wenn Sie nicht die fertige Platine in das Gehäuse einbauen.

Die Mindestleistung des Widerstands R2 (22 Ohm) beträgt 2 Watt und die von R5 (11 Ohm) 1 Watt. Alle anderen haben eine Leistung von 0,125–0,25 W.

Der variable 22-Kiloohm-Widerstand muss vom Typ SP5-2 (importiert 3296 W) sein. Solche variablen Widerstände verfügen über eine sehr präzise Widerstandseinstellung, die durch Drehen eines Schneckenpaars ähnlich einer Bronzeschraube stufenlos eingestellt werden kann.

Foto: Messung der Spannung eines Li-Ionen-Akkus eines Mobiltelefons vor dem Laden (3,7 V) und danach (4,2 V), Kapazität 1100 mA*h.

Platine für Lithium-Ladegerät

Leiterplatten (PCB) gibt es in zwei Formaten für unterschiedliche Programme – das Archiv liegt vor. Die Maße der fertigen Leiterplatte betragen in meinem Gehäuse 5 x 2,5 cm, an den Seiten habe ich Platz für Befestigungen gelassen.

Wie funktioniert das Laden?

Wie funktioniert der fertige Stromkreis eines solchen Ladegeräts? Zunächst wird der Akku mit einem konstanten Strom geladen, der durch den Widerstandswert des Widerstands R5 bestimmt wird; bei einer Standardleistung von 11 Ohm sind es ca. 100 mA. Wenn die wiederaufladbare Energiequelle außerdem eine Spannung von 4,15–4,2 Volt hat, beginnt der Ladevorgang mit konstanter Spannung. Sinkt der Ladestrom auf kleine Werte, erlischt die LED D1.

Wie Sie wissen, beträgt die Standardspannung zum Laden von Li-Ionen 4,2 V; dieser Wert muss am Ausgang des Stromkreises ohne Last mit einem Voltmeter eingestellt werden, damit der Akku vollständig aufgeladen wird. Wenn Sie die Spannung etwas reduzieren, etwa um 0,05–0,10 Volt, wird Ihr Akku zwar nicht vollständig aufgeladen, hält aber dadurch länger. Autor des Artikels EGOR.

Besprechen Sie den Artikel LITHIUM-BATTERIEN LADEN

Ich habe mein Original-Ladegerät für meine Digitalkamera auf einer Geschäftsreise verloren. Kaufen Sie einen neuen „Frosch“-Typ. Die Kröte hat mich zerquetscht, weil ich Funkamateur bin und daher das Laden von Lithiumbatterien mit meinen eigenen Händen löten kann, und außerdem ist es sehr einfach. Das Ladegerät absolut jeder Lithiumbatterie ist eine 5-Volt-Konstantspannungsquelle, die einen Ladestrom liefert, der 0,5-1,0 der Batteriekapazität entspricht. Zum Beispiel, wenn die Batteriekapazität 1000 mAh, muss das Ladegerät einen Strom von mindestens 500 mA erzeugen.

Wenn Sie mir nicht glauben, probieren Sie es aus und wir helfen Ihnen.

Der Ladevorgang wird in der Grafik dargestellt. Im ersten Moment ist der Ladestrom konstant; bei Erreichen des Spannungsniveaus Umax an der Batterie schaltet das Ladegerät in einen Modus um, in dem die Spannung konstant ist und der Strom asymptotisch gegen Null tendiert.

Die Ausgangsspannung von Lithiumbatterien beträgt typischerweise 4,2 V und die Nennspannung beträgt etwa 3,7 V. Es wird nicht empfohlen, diese Batterien auf die vollen 4,2 V aufzuladen, da dies ihre Lebensdauer verkürzt. Reduziert man die Ausgangsspannung auf 4,1 V, sinkt die Kapazität um fast 10 %, gleichzeitig verdoppelt sich aber die Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen nahezu. Bei der Verwendung dieser Batterien ist es äußerst unerwünscht, die Nennspannung unter den Wert von 3,4...3,3 V zu senken.

Wie Sie sehen, ist das Schema recht einfach. Gebaut auf den Stabilisatoren LM317 und TL431. Eine weitere Funkkomponente umfasst ein Paar Dioden, Widerstände und Kondensatoren. Das Gerät erfordert nahezu keine Justierung; einfach mit dem Trimmerwiderstand R8 die Spannung am Geräteausgang auf einen Nennwert von 4,2 Volt ohne angeschlossene Batterie einstellen. Mit den Widerständen R4 und R6 stellen wir den Ladestrom ein. Um den Betrieb der Struktur anzuzeigen, gibt es eine „Lade“-LED, die aufleuchtet, wenn ein leerer Akku angeschlossen ist, und beim Laden erlischt.

Beginnen wir mit dem Aufbau der Struktur zum Laden von Lithiumbatterien. Wir finden ein passendes Gehäuse; es bietet Platz für ein einfaches Fünf-Volt-Transformator-Netzteil und die oben besprochene Schaltung.

Um den Akku anzuschließen, habe ich zwei Messingstreifen ausgeschnitten und an den Steckdosen angebracht. Die Mutter reguliert den Abstand zwischen den Kontakten, die mit der zu ladenden Batterie verbunden sind.

Ich habe so etwas wie eine Wäscheklammer gemacht. Sie können auch einen Schalter zum Ändern der Polarität an den Ladebuchsen installieren – in manchen Fällen kann dies eine große Hilfe sein. Ich schlage vor, eine Leiterplatte mit der LUT-Methode herzustellen; die Zeichnung im Sprint-Layout-Format können wir über den obigen Link erhalten.

Trotz einer Vielzahl positiver Eigenschaften weisen Lithiumbatterien auch erhebliche Nachteile auf, beispielsweise eine hohe Empfindlichkeit gegenüber zu hoher Ladespannung, die zu Erwärmung und starker Gasbildung führen kann. Und da die Batterie versiegelt ist, kann eine übermäßige Gasfreisetzung zu einer Schwellung oder Explosion führen. Darüber hinaus vertragen Lithiumbatterien keine Überladung.

Dank der Verwendung spezieller Mikroschaltungen in Markenladegeräten, die die Spannung steuern, ist dieses Problem vielen Benutzern nicht bekannt, was jedoch nicht bedeutet, dass es nicht existiert. Daher benötigen wir zum Laden von Lithiumbatterien ein solches Gerät, und die oben besprochene Schaltung ist nur ihr Prototyp.

Mit dem Gerät können Sie Lithiumbatterien mit einer Spannung von 3,6 V oder 3,7 V laden. In der ersten Stufe erfolgt der Ladevorgang mit einem stabilen Strom von 245 mA oder 490 mA (manuell eingestellt). Wenn die Spannung an den Batterien auf den Wert von 4,1 V oder 4,2 V ansteigt, wird der Ladevorgang unter Beibehaltung einer stabilen Spannung fortgesetzt und a Sinkender Wert des Ladestroms, sobald dieser auf einen Schwellenwert (manuell einstellbar von 20 mA bis 350 mA) sinkt, stoppt der Akkuladevorgang automatisch.

Der LM317-Stabilisator hält die Spannung am Widerstand R9 auf einem Niveau von etwa 1,25 V und sorgt so für einen stabilen Wert des durch ihn und damit durch die zu ladende Batterie fließenden Stroms. Die Ausgangsspannung wird durch den Regler TL431 begrenzt, der an den Steuereingang von LM317 angeschlossen ist. Der Grenzspannungswert wird mithilfe eines Teilers über die Widerstände R12…R14 ausgewählt. Der Widerstand R11 begrenzt den Versorgungsstrom zum TL431.

Ein Strom-Spannungs-Wandler wird aus einem Operationsverstärker DA2.2 LM358, den Widerständen R5...R8 und einem Bipolartransistor VT2 aufgebaut. Die Spannung an seinem Ausgang ist proportional zum durch den Widerstand R9 fließenden Strom und wird nach folgender Formel berechnet:

Mit den im Diagramm dargestellten Werten beträgt der Strom-Spannungs-Umwandlungskoeffizient 10, d.h. Bei einem Strom durch den Widerstand R9 von 245 mA beträgt die Spannung an R5 2,45 V.

Von R5 geht die Spannung zum nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA2.1. Der invertierende Eingang des Komparators empfängt Spannung von einem einstellbaren Teiler über die Widerstände R2…R4. Die Teilerversorgungsspannung wird durch LM78L05 stabilisiert. Die Schaltschwelle des Komparators wird durch den Nennwert des variablen Widerstands R3 eingestellt.

Platzieren Sie anstelle des Kippschalters SB1 eine Brücke und legen Sie Spannung an den Stromkreis an. Wählen Sie dabei die Widerstände R12...R14 aus, um die Ausgangsspannung für den offenen und geschlossenen Zustand des Kippschalters SA2 auf 4,1 V und 4,2 V einzustellen.

Mit dem Kippschalter SA1 stellen wir den Wert des Ladestroms ein (245mA oder 490mA). Wählen Sie mit dem SA2-Kippschalter den maximalen Spannungswert; für 3,6-V-Batterien wählen Sie 4,1 V; für 3,7-V-Batterien wählen Sie 4,2 V. Mit dem variablen Widerstandsmotor R3 stellen wir den Stromwert ein, bei dem die Batterieladung abgeschlossen sein soll (ca. 0,07...0,1 C), schließen die Batterie an und drücken den Kippschalter SB1. Der Ladevorgang des Lithium-Akkus sollte beginnen und die Anzeige an der VD2-LED leuchtet auf. Sinkt der Ladestrom unter den Schwellenwert, wechselt der High-Pegel am Ausgang DA2.1 in Low, der Feldeffekttransistor VT1 schließt und die Relaisspule K1 schaltet ab, wodurch die Batterie mit ihrem Frontkontakt K1 vom Ladegerät getrennt wird.

Ich stelle eine Zeichnung der Leiterplatte für das Ladegerät zur Verfügung und empfehle, diese selbst herzustellen

Um das Laden von Lithiumbatterien von Mobiltelefonen und Smartphones zu ermöglichen, wurde ein Universaladapter hergestellt:

Alle Batterien dieses Typs müssen gemäß bestimmten Empfehlungen verwendet werden. Diese Regeln können in zwei Gruppen unterteilt werden: Benutzerunabhängig und benutzerabhängig.

Die erste Gruppe umfasst die Grundregeln für das Laden und Entladen von Batterien, die von einer speziellen Ladesteuerung gesteuert werden:

Die Lithiumbatterie muss in einem Zustand sein, in dem seine Spannung sollte nicht mehr als 4,2 Volt betragen und 2,7 nicht unterschreiten Volt. Bei diesen Grenzwerten handelt es sich um die maximalen und minimalen Ladeniveaus. Der Mindestwert von 2,7 Volt ist für Batterien mit Kokselektroden relevant, moderne Lithiumbatterien werden jedoch mit Graphitelektroden hergestellt. Für sie liegt die Mindestgrenze bei 3 Volt.
Die Energiemenge, die die Batterie liefert, wenn der Ladezustand von 100 % auf 0 % wechselt Batteriekapazität. Einige Hersteller begrenzen die maximale Spannung auf 4,1 Volt, während eine Lithiumbatterie deutlich länger hält, aber etwa 10 % an Kapazität verliert. Manchmal steigt die untere Grenze auf 3,0 und sogar 3,3 Volt, aber auch mit einer Abnahme des Kapazitätsniveaus.
Die längste Lebensdauer von Akkus ist bei einer Ladung von 45 % gegeben, mit zunehmender oder geringerer Ladung verringert sich die Lebensdauer. Liegt die Ladung im oben genannten Bereich, ist die Änderung der Lebensdauer nicht wesentlich.
Überschreitet die Batteriespannung auch nur kurzzeitig die oben genannten Grenzwerte, verringert sich die Lebensdauer stark.
Batterieladesteuerungen lassen die Batteriespannung während des Ladevorgangs niemals über 4,2 Volt ansteigen, begrenzen jedoch möglicherweise den Mindestwert beim Entladen auf unterschiedliche Weise.

Die zweite Gruppe benutzerabhängiger Regeln umfasst die folgenden Regeln:

Versuchen Sie, den Akku nicht auf einen Mindestladestand zu entladen und insbesondere nicht so weit, dass sich das Gerät selbst ausschaltet. In diesem Fall ist es jedoch ratsam, den Akku so schnell wie möglich aufzuladen.
Haben Sie keine Angst vor häufigem Aufladen, auch teilweisem Aufladen; einer Lithiumbatterie ist das völlig egal.
Die Batteriekapazität hängt von der Temperatur ab. Bei einem Ladezustand von 100 % bei Raumtemperatur sinkt die Batterieladung also bei einem Ausflug in die Kälte auf 80 %, was grundsätzlich weder gefährlich noch kritisch ist. Es kann aber auch umgekehrt sein: Legt man einen zu 100 % geladenen Akku in einen Akku, erhöht sich dessen Ladezustand auf 110 %, was für ihn sehr gefährlich ist und seine Lebensdauer stark verkürzen kann.
Die ideale Voraussetzung für eine Langzeitlagerung des Akkus ist, dass er sich mit einer Ladung von ca. 50 % außerhalb des Geräts befindet.
Wenn nach dem Kauf eines Akkus mit hoher Kapazität nach einigen Tagen der Nutzung. Wenn das Gerät mit dem Akku anfängt zu stolpern und einzufrieren oder die Akkuladung abbricht, dann ist höchstwahrscheinlich Ihr Ladegerät, das mit dem alten Akku einwandfrei funktioniert hat, einfach nicht in der Lage, den notwendigen Ladestrom für eine große Kapazität bereitzustellen.

Eine Auswahl an originellen Telefonladegeräten, die nur aus einfachen und interessanten Amateurfunk-Ideen und -Entwicklungen besteht

Dieses Amateurfunkdesign dient zum Laden von Lithiumbatterien von Mobiltelefonen und vom Typ 18650 und stellt vor allem sicher, dass die Batterie ordnungsgemäß geladen wird. Das Gerät verfügt über eine LED-Ladeanzeige. Rot zeigt an, dass der Akku geladen wird, Grün zeigt an, dass der Akku vollständig geladen ist. Intelligentes Laden wird durch die Verwendung eines speziellen Ladereglers auf dem BQ2057CSN-Chip erreicht.

Moderne Lithiumbatterien verwenden kein reines Lithium. Daher haben sich drei Haupttypen von Lithiumbatterien durchgesetzt: Lithium-Ionen (Li-Ion) Unom. - 3,6 V; Lithium-Polymer(Li-Po, Li-Polymer oder „Lipo“). Unom. - 3,7 V; Lithiumeisenphosphat(Li-Fe oder LFP). Unom – 3,3 V.

Den Hauptnachteil von Li-Ionen-Akkus möchte ich hervorheben Brandgefahr aufgrund von Überspannung oder Überhitzung. Einen so großen Nachteil haben Lithium-Eisenphosphat-Batterien aber nicht – sie sind absolut feuerfest.
Lithiumbatterien sind sehr kälteempfindlich und verlieren schnell ihre Kapazität und hören auf zu laden.
Erfordert einen Laderegler
Bei Tiefentladung Lithiumbatterien verlieren ihre ursprünglichen Eigenschaften.
Wenn der Akku längere Zeit nicht „funktioniert“, sinkt zunächst die Spannung an ihm auf einen Schwellenwert und sobald die Spannung auf 2,5 V abfällt, beginnt eine Tiefentladung, die zum Ausfall führt. Deshalb laden wir von Zeit zu Zeit die Akkus von Laptops, Handys und MP3-Playern auf.