Mit einem tragbaren Ladegerät können Sie LiPo-Akkus vor Ort aufladen, sodass Sie länger fliegen können. Im Folgenden betrachten wir Methoden und Lösungen zum Laden von Batterien in der Praxis. Ich denke, es ist billiger und einfacher, als ein paar Batterien zu kaufen.

Wenn ich fliege, kann ich mit dem Rennflugzeug problemlos über 20 Batterien an einem Tag entladen. Natürlich kann man so viele Batterien kaufen, wie man für eine Flugsession benötigt, aber das glaube ich Das Laden vor Ort ist eine wirtschaftlichere und praktischere Lösung.

Was ist in einem Feldladegerät (tragbar) enthalten?

• Ladegerät iSDT SC-200 (Banggood)
• 1 LiPo-Akku 6S 10000 mAh (Aliexpress)
• XT90-zu-XT60-Adapter (Banggood)
• Parallele Ladeplatine (Banggood)
• Voltmeter (banggood)

Lassen Sie mich Ihnen sagen, warum mir das Laden vor Ort so gut gefällt und warum es rentabler ist.

Das Laden vor Ort ist günstig

Wie Sie wahrscheinlich bereits wissen, ist es nicht empfehlenswert, vollständig geladene LiPos aufzubewahren; dies führt zu einer Verschlechterung der Leistung des Akkus und, was am wichtigsten ist, er ist unsicher, da er sich entzünden kann.

Wenn Sie also zusätzliche Akkus aufgeladen haben und keine Zeit zum Abfliegen haben, müssen Sie diese mit einem Ladegerät entladen.

Aber bei einer Feldmontage können Sie die Ladung wieder in die große Spenderbatterie „zurückgeben“ oder vollständig entladene Batterien aufladen sowie eine Schutzbrille oder einen Helm aufladen.

Portabilität

Das Gewicht einer Feldladung ist geringer als bei 18 Batterien und sie nimmt viel weniger Platz ein.

• Das Gesamtgewicht des 18 4S beträgt ca. 3,4 kg
• Gewicht 8 4S + 1 großes + Ladegerät + Parallelplatine = 1513 g + 1211 g + 451 g = 3,1 kg

Die Gesamtgewichtsersparnis ist natürlich nicht so groß, aber die Platzersparnis spielt hier eine größere Rolle. Ein 6S ist etwas größer als vier 4S-Akkus.

Das Laden vor Ort ist sicherer

Da wir statt 18 Batterien 8 haben, verringert sich die Gefahr eines Brandes oder eines anderen gefährlichen Problems um das Zweifache.

Nachteile eines Feldladegeräts

Alles hat seine Schattenseiten, in unserem Fall gibt es mehrere davon:

• Sie müssen ein neues LiPo-Ladegerät kaufen, das den Anschluss des LiPo-Akkus als Quelle unterstützt. Wenn Sie es bereits haben, entfällt dieses Minus.
• Diese Art des Ladens ist für diejenigen relevant, die viel fliegen. Wenn Sie weniger als 15–20 Akkus pro Sitzung entladen, ist dies für Sie nicht mehr so ​​attraktiv.
• Um eine parallele Ladung zu gewährleisten, müssen Ihre Batterien das gleiche Spannungsniveau haben. Das bedeutet, dass Sie während des Fluges besonders auf die Spannung achten und entscheiden müssen, wann Sie landen sollten. Dies ist einfach, wenn Sie über ein OSD verfügen, das die verbrauchte Strommenge anzeigt.

Auswahl eines Ladegeräts zum Laden vor Ort

Sie benötigen ein Ladegerät, das mit Gleichstrom betrieben werden kann. Der Eingangsspannungsbereich muss groß sein, damit Sie jede Batterie als Stromquelle anschließen können.

Die iSDT-Serie (SC608, Q6, SC620) zum Laden von LiPo-Akkus im Feld gefällt mir aufgrund ihrer kompakten und leichten Bauweise besonders gut. Sie unterstützen einen 9-V-32-V-Eingang und verfügen über einen XT60-Anschluss, der die Verwendung von LiPo-Akkus als Stromquelle ermöglicht. Sie eignen sich auch hervorragend zum täglichen Aufladen.

Auswählen einer Stromquelle für das Laden vor Ort

Für einen solchen Ladevorgang benötigen Sie eine leistungsstarke Stromquelle. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit Optionen:

Manche Leute verwenden zum Aufladen eine Autobatterie, aber das wird nicht empfohlen, da es sonst einfach kaputt geht. Stattdessen müssen Sie zyklenfeste Batterien verwenden.

Wenn Sie viele Batterien haben und immer mit jemandem fliegen, wäre der Kauf eines Benzin- oder Dieselgenerators eine hervorragende Lösung. Sie sind leistungsstark und liefern oft Konstantstrom, der mit einer Vielzahl von Ladegeräten kompatibel ist. Im Gegensatz zu anderen Energiequellen sind sie jedoch teuer und laut.

Solargeneratoren sind eine großartige Option, wenn es an Ihrem Wohnort viel Sonne gibt oder wenn es nur an einem sonnigen Tag während des Fluges scheint.

Ich bevorzuge das Aufladen mit einem großen Lipo-Akku – das ist einfach und günstig.

In den letzten Jahren ist die Autonomie der Ausrüstung und der digitalen Technologie zu einem der entscheidenden Faktoren bei der Wahl des einen oder anderen Produktmodells geworden. Eine entscheidende Rolle spielen hier Stromversorgungen in Form von Akkupacks. Ihre geringe Größe gepaart mit einem hohen Betriebspotenzial erweitert die Fähigkeiten des Zielgeräts erheblich. Es bleibt nur noch die Auswahl des passenden Batterietyps. Und wenn in letzter Zeit LiOn-Elemente beliebt waren, blicken Entwickler heute zunehmend auf LiPo-Blöcke. Akkus dieser Art haben vielfältige Vorteile, sind jedoch nicht frei von Nachteilen.

Allgemeine Informationen zum Element

LiPo-Geräte gehören zur Gruppe der modernen Geräte und ähneln daher in gewisser Weise ihren ionischen Gegenstücken. Der grundlegende Unterschied liegt in der Art des verwendeten Elektrolyten. Wenn LiIon-Zellen eine elektrochemische Gelzusammensetzung verwenden, verwendet LiPo ein Polymer mit einer lithiumhaltigen Mischung. Das Konzept einer Polymer-Stromquelle basiert auf der Eigenschaft dieses Elektrolyten, in Kombination mit Lithium einen Halbleitereffekt zu erzielen. Die daraus resultierenden elektrochemischen Eigenschaften verbessern die Leistung des LiPo-Akkus deutlich. Eine Beschreibung des allgemeinen Funktionsprinzips von Polymerzellen wäre ohne eine Klassifizierung der Arten von Elektrolytlösungen, die in solchen Batterien verwendet werden, unvollständig. Neben Gel-Polymer-Geräten werden auch Trockenelektrolyte und nichtwässrige Salzlösungen hergestellt. Im ersten Fall ist die Basis Polyethylenoxid mit Lithiumsalzen, im zweiten Fall nichtwässrige Salzmischungen, sorbiert in einer Polymermatrix mit kleinen Poren.

Eigenschaften

Einer der wichtigsten Leistungsindikatoren einer Batterie ist ihre Energiekapazität. Im Vergleich zu NiCd-Akkus ist dieser Wert bei LiPo also 4-5 mal höher. In diesem Fall erreicht die Anzahl der Zyklen 600 und die Kapazitätsreduzierung beträgt 20 %. Das nächste Merkmal ist die Größe des Entladestroms, die je nach Elementtyp variieren kann. Sie wird in Ampere ausgedrückt und der Buchstabe „C“ gibt die Marke der LiPo-Entladung an. Batterien, deren Kennwerte gemäß diesem Wert als 3C 1 Ah angegeben sind, haben einen Stromwert von 3 A. Dies ist der höchste Kennwert typischer Zellen. Es gibt jedoch auch Modelle 8-10C, die zur Kategorie der Schnellentladung gehören.

Hinsichtlich der Fähigkeit, Akkus bei unterschiedlichen Temperaturbedingungen zu betreiben, haben LiPo-Akkus die größte Reichweite. Sie liegt nach Angaben der Hersteller zwischen −20 und 40 °C. Es wird jedoch weiterhin davon abgeraten, Geräte mit solchen Batterien bei extremen Temperaturen missbraucht zu verwenden.

Ladefunktionen

Die Zellen können über Gleichstromquellen aufgeladen werden, bis die Batterie in den stabilisierten Spannungsmodus wechselt. Mit anderen Worten: Wenn die Wiederauffüllung 80 % erreicht, können Sie den Prozess stoppen, jedoch nicht früher. Die volle Ladung erreicht ihr Potenzial nach 2 Stunden. In dieser Zeit werden insbesondere handelsübliche 12V LiPo-Akkus mit einer Kapazität von 1500 mAh geladen. Bei der Auswahl sollten Sie berücksichtigen, dass diese Aufgabe entweder mit einem normalen „Computer“-Gerät oder mit einem speziellen Gerät für Lithiumbatterien erledigt werden kann. Offensichtlich ist die zweite Option schon aus Kompatibilitätsgründen vorzuziehen. Je nach Ladegerätmodell kann der Benutzer außerdem die Lademenge sowie Daten zu Spannung und Strom anzeigen. Eine Reihe dieser Indikatoren ermöglicht die vollständige Kontrolle über den Ladevorgang.

Positive Bewertungen

Polymerelektrolyte bieten gegenüber Ionenbatterien nicht viele Vorteile, im Vergleich zu Batterien früherer Generationen sind sie jedoch offensichtlich. In der Praxis bemerken Besitzer von Geräten mit solchen Batterien eine stabile Spannungshaltung, bescheidene Abmessungen und große Kapazität. Es genügt zu sagen, dass kompakte Einzelzellenbatterien mobile Geräte bei intensiver Nutzung mehrere Tage lang mit Strom versorgen können. Darüber hinaus zeichnen sich LiPo-Akkus durch einen verringerten Memory-Effekt aus. Dadurch entstehen dem Besitzer während der Ladezyklen weniger Betriebskosten. Auch für den Normalverbraucher ist die Umweltsicherheit ein wichtiges positives Merkmal. Hersteller sind noch nicht in der Lage, völlig schadstofffreie Batterien herzustellen, Polymermodelle sind in dieser Hinsicht jedoch am wenigsten gefährlich.

Negative Bewertungen

Dem vollständigen Ersatz von Lithium-Ionen-Batterien stehen derzeit die Nachteile des Polymerelektrolyten entgegen, die sich unter anderem auch in der üblichen Anwendungspraxis widerspiegeln. Dies ist zunächst einmal das Problem des Alterns. Solche Akkus „leben“ nicht lange, was sich besonders am Beispiel mobiler Geräte bemerkbar macht. Nach 3-4 Jahren bemerken die Besitzer einen Leistungsabfall. Das heißt, das Element bleibt betriebsbereit, die Betriebsdauer mit einer Ladung wird jedoch schrittweise verkürzt. Auch der Preisfaktor ist für viele Nutzer sensibel. Tatsache ist, dass LiPo-Akkus aufgrund der Notwendigkeit, zusätzliche Schutzschaltungen zu integrieren, die Kosten erheblich erhöhen. Selbst im Vergleich zu Lithium-Ionen-Modellen kosten sie 10–15 % mehr.

Abschluss

Die Aussichten für die Entwicklung von LiPo-Akkus sind noch unklar. Für den modernen Nutzer mobiler Geräte sind die Vorteile, mit denen Polymerelektrolytzellen bereits heute aufwarten können, völlig ausreichend. Ihr Potenzial ist jedoch deutlich begrenzt und es ist durchaus möglich, dass ionische Konkurrenten ersetzt werden. Dennoch sind 6S-LiPo-Akkus mit erhöhtem Entladestrom in der Lage, beispiellos hohe Halbleiterwerte zu liefern. Dies gilt natürlich für das Segment der Kompaktgeräte, die für autonome tragbare Geräte konzipiert sind. Hoffnungen auf die zukünftige Entwicklung dieser Richtung werden auch durch die Beständigkeit des Elements gegenüber äußeren Einflüssen, einschließlich der Temperatur, gestützt. In Bezug auf die mechanische Festigkeit kann ein Magnesium-Akku mit ihnen mithalten, wenn wir jedoch die Erhaltung der elektrochemischen Arbeitseigenschaften berücksichtigen, wird der LiPo-Abstand viel höher sein.

Die Batterieproduktionstechnologien stehen nicht still und nach und nach werden Ni-Cd- (Nickel-Cadmium) und Ni-MH- (Nickel-Metallhydrid)-Batterien auf dem Markt durch Batterien auf Basis der Lithium-Technologie ersetzt. Lithium-Polymer- (Li-Po) und Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) werden zunehmend als Energiequelle in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet

Lithium- silberweißes, weiches und duktiles Metall, härter als Natrium, aber weicher als Blei. Lithium ist das leichteste Metall der Welt! Seine Dichte beträgt 0,543 g/cm3. Es kann durch Pressen und Rollen verarbeitet werden. Lithiumvorkommen gibt es in Russland, Argentinien, Mexiko, Afghanistan, Chile, den USA, Kanada, Brasilien, Spanien, Schweden, China, Australien, Simbabwe und im Kongo

Ausflug in die Geschichte

Die ersten Experimente zur Herstellung von Lithiumbatterien begannen im Jahr 1912, doch erst sechs Jahrzehnte später, in den frühen 70er Jahren, wurden sie erstmals in Haushaltsgeräten eingesetzt. Darüber hinaus möchte ich betonen, dass es sich nur um Batterien handelte. Spätere Versuche, Lithiumbatterien (wiederaufladbare Batterien) zu entwickeln, scheiterten an Sicherheitsbedenken. Lithium, das leichteste aller Metalle, hat das größte elektrochemische Potenzial und bietet die größte Energiedichte. Batterien mit Lithium-Metall-Elektroden zeichnen sich durch hohe Spannung und hervorragende Kapazität aus. Doch als Ergebnis zahlreicher Studien in den 80er Jahren wurde festgestellt, dass der zyklische Betrieb (Laden – Entladen) von Lithiumbatterien zu Veränderungen der Lithiumelektrode führt, wodurch die thermische Stabilität abnimmt und der thermische Zustand gefährdet ist außer Kontrolle geraten. Dabei nähert sich die Temperatur des Elements schnell dem Schmelzpunkt von Lithium – und es kommt zu einer heftigen Reaktion, die die freigesetzten Gase entzündet. Beispielsweise wurde eine große Anzahl von Lithium-Mobiltelefonbatterien, die 1991 nach Japan verschifft wurden, nach mehreren Brandvorfällen zurückgerufen.

Aufgrund der inhärenten Instabilität von Lithium haben Forscher ihre Aufmerksamkeit auf nichtmetallische Lithiumbatterien auf Basis von Lithiumionen gerichtet. Indem sie ein wenig mit der Energiedichte herumspielten und einige Vorsichtsmaßnahmen beim Laden und Entladen trafen, kamen sie auf sicherere sogenannte Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion).

Die Energiedichte von Li-Ionen-Akkus ist in der Regel um ein Vielfaches höher als die von Standard-NiCd- und NiMH-Akkus. Durch den Einsatz neuer Wirkstoffe wird diese Überlegenheit von Jahr zu Jahr gesteigert. Zusätzlich zu ihrer großen Kapazität verhalten sich Li-Ionen-Akkus beim Entladen ähnlich wie Nickel-Akkus (ihre Entladeeigenschaften sind ähnlich und unterscheiden sich nur in der Spannung).

Heutzutage gibt es viele Arten von Li-Ionen-Batterien, und man kann lange über die Vor- und Nachteile des einen oder anderen Typs sprechen, aber es ist unmöglich, sie anhand ihres Aussehens zu unterscheiden. Daher werden wir nur die Vor- und Nachteile erwähnen, die für alle Arten dieser Geräte charakteristisch sind, und die Gründe betrachten, die zur Entstehung von Lithium-Polymer-Batterien (Li-Po) geführt haben.

Der Li-Ionen-Akku war für alle gut, aber Probleme bei der Gewährleistung der Betriebssicherheit und die hohen Kosten führten dazu, dass Wissenschaftler einen Lithium-Polymer-Akku (Li-Pol oder Li-Po) entwickelten.

Ihr Hauptunterschied zum Li-Ion spiegelt sich im Namen wider und liegt in der Art des verwendeten Elektrolyten. Zunächst wurde in den 70er Jahren ein trockener, fester Polymerelektrolyt verwendet, der einer Kunststofffolie ähnelt und keinen Strom leitet, aber den Austausch von Ionen (elektrisch geladenen Atomen oder Atomgruppen) ermöglicht. Der Polymerelektrolyt ersetzt im Wesentlichen die herkömmlichen, mit Elektrolyt imprägnierten porösen Separatoren, sodass sie über eine flexible Kunststoffhülle verfügen, leichter sind, eine höhere Stromabgabe haben und als Energiebatterien für Geräte mit leistungsstarken Elektromotoren verwendet werden können.

Dieses Design vereinfacht den Produktionsprozess, zeichnet sich durch höhere Sicherheit aus und ermöglicht die Herstellung dünner Batterien beliebiger Form. Die Mindestdicke des Elements beträgt etwa einen Millimeter, so dass Geräteentwickler Form, Form und Größe frei wählen können, auch bei der Umsetzung in Kleidungsfragmente.

Hauptvorteile

• Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus sind bei gleichem Gewicht den Nickel-Akkus (NiCd und Ni-MH) in der Energieintensität überlegen
• Geringe Selbstentladung
• Hohe Spannung pro Zelle (3,6–3,7 V gegenüber 1,2 V–1,4 für NiCd und NiMH), was das Design vereinfacht – oft besteht der Akku nur aus einer Zelle. Viele Hersteller verwenden einen solchen Einzelzellenakku in verschiedenen kompakten elektronischen Geräten (Handys, Kommunikatoren, Navigatoren usw.).
• Elementstärke ab 1 mm
• Möglichkeit, sehr flexible Formen zu erhalten

Mängel

• Der Akku unterliegt einer Alterung, auch wenn er nicht verwendet wird und nur im Regal steht. Aus offensichtlichen Gründen schweigen die Hersteller zu diesem Problem. Die Uhr beginnt zu ticken, sobald die Batterien im Werk hergestellt werden, und die Abnahme der Kapazität ist das Ergebnis eines Anstiegs des Innenwiderstands, der wiederum durch Oxidation des Elektrolyten entsteht. Irgendwann erreicht der Innenwiderstand einen Wert, bei dem die Batterie die gespeicherte Energie nicht mehr liefern kann, obwohl genügend Energie in der Batterie vorhanden ist. Nach zwei bis drei Jahren ist sie oft unbrauchbar.
• Höhere Kosten im Vergleich zu NiCd- und Ni-MH-Akkus
• Bei der Verwendung von Lithium-Polymer-Akkus besteht immer die Gefahr einer Entzündung, die durch kurzgeschlossene Kontakte, unsachgemäße Ladung oder mechanische Beschädigung des Akkus entstehen kann. Da die Verbrennungstemperatur von Lithium sehr hoch ist (mehrere tausend Grad), kann es in der Nähe befindliche Gegenstände entzünden und einen Brand verursachen.

Hauptmerkmale von Li-Po-Akkus

Wie oben erwähnt, haben Lithium-Polymer-Akkus bei gleichem Gewicht eine um ein Vielfaches höhere Energieintensität als NiCd- und Ni-MH-Akkus. Die Lebensdauer moderner Li-Po-Akkus beträgt in der Regel nicht mehr als 400-500 Lade-Entlade-Zyklen. Zum Vergleich: Die Lebensdauer moderner Ni-MH-Akkus mit geringer Selbstentladung beträgt 1000-1500 Zyklen.

Die Technologien zur Herstellung von Lithiumbatterien stehen nicht still und die oben genannten Zahlen können jederzeit an Relevanz verlieren, denn Batteriehersteller verbessern jeden Monat ihre Eigenschaften durch die Einführung neuer technologischer Prozesse für ihre Produktion.

Bei der Vielfalt der im Handel erhältlichen Lithium-Polymer-Batterien lassen sich zwei Hauptgruppen unterscheiden: Schnellentladung(Hallo Entladung) und normal. Sie unterscheiden sich voneinander im maximalen Entladestrom – er wird entweder in Ampere oder in Einheiten der Batteriekapazität angegeben, die mit dem Buchstaben „C“ gekennzeichnet sind.

Anwendungsgebiete von Li-Po-Akkus

Durch den Einsatz von Li-Po-Akkus können Sie zwei wichtige Probleme lösen – die Betriebszeit von Geräten erhöhen und das Akkugewicht reduzieren

Regulär Li-Po-Akkus werden als Stromquellen in elektronischen Geräten mit relativ geringem Stromverbrauch (Mobiltelefone, Kommunikatoren, Laptops usw.) verwendet.

Schnellentladung Lithium-Polymer-Batterien werden oft als „ gewaltsam„- Solche Batterien werden zur Stromversorgung von Geräten mit hohem Stromverbrauch verwendet. Ein markantes Beispiel für den Einsatz von „Power“-Li-Po-Akkus sind funkgesteuerte Modelle mit Elektromotoren und moderne Hybridautos. In diesem Marktsegment findet der Hauptwettbewerb zwischen verschiedenen Herstellern von Li-Po-Akkus statt.

Der einzige Bereich, in dem Lithium-Polymer-Batterien Nickel-Batterien noch unterlegen sind, ist der Bereich mit extrem hohen Entladeströmen (40–50 °C). Preislich und kapazitätsmäßig kosten Lithium-Polymer-Akkus etwa das gleiche wie NiMH. In diesem Marktsegment sind jedoch bereits Konkurrenten aufgetaucht – (Li-Fe), dessen Produktionstechnologie sich täglich weiterentwickelt.

Laden von Li-Po-Akkus

Die meisten Li-Po-Akkus werden mit einem relativ einfachen Algorithmus geladen – von einer Konstantspannungsquelle von 4,20 V/Zelle mit einer Strombegrenzung von 1 C (einige Modelle moderner Power-Li-Po-Akkus ermöglichen das Laden mit einem Strom von 5 C). . Der Ladevorgang gilt als abgeschlossen, wenn der Strom auf 0,1–0,2 °C absinkt. Bevor der Akku bei einem Strom von 1C in den Spannungsstabilisierungsmodus wechselt, erreicht er etwa 70-80 % seiner Kapazität. Das vollständige Aufladen dauert etwa 1-2 Stunden. Das Ladegerät unterliegt ziemlich hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Spannungserhaltung am Ende des Ladevorgangs – nicht schlechter als 0,01 V/Zelle.
Von den Ladegeräten auf dem Markt lassen sich zwei Haupttypen unterscheiden: einfache, nicht „computergestützte“ Ladegeräte in der Preisklasse von 10 bis 40 US-Dollar, die nur für Lithiumbatterien konzipiert sind, und Universalladegeräte in der Preisklasse von 80 bis 400 US-Dollar, die entwickelt wurden um verschiedene Batterietypen zu bedienen.

Die ersten verfügen in der Regel nur über eine LED-Ladeanzeige; die Anzahl der Dosen und der darin enthaltene Strom werden über Jumper oder durch Anschließen des Akkus an verschiedene Anschlüsse am Ladegerät eingestellt. Der Vorteil solcher Ladegeräte ist ihr niedriger Preis. Der größte Nachteil besteht darin, dass einige dieser Geräte das Ende des Ladevorgangs nicht korrekt erkennen können. Sie bestimmen nur den Zeitpunkt des Übergangs vom Stromstabilisierungsmodus in den Spannungsstabilisierungsmodus, der etwa 70-80 % der Kapazität ausmacht.

Die zweite Gruppe von Ladegeräten verfügt über weitaus umfangreichere Möglichkeiten; in der Regel zeigen sie alle die Spannung, den Strom und die Kapazität in mAh an, die der Akku während des Ladevorgangs „aufgenommen“ hat, sodass Sie genauer bestimmen können, wie geladen der Akku ist. Bei der Verwendung eines Ladegeräts kommt es vor allem darauf an, die erforderliche Dosenanzahl im Akku und den Ladestrom am Ladegerät, der in der Regel 1C beträgt, richtig einzustellen.

Betrieb und Vorsichtsmaßnahmen für Li-Po-Akkus

Man kann mit Sicherheit sagen, dass Lithium-Polymer-Batterien die „empfindlichsten“ sind, die es gibt, d. h. erfordern die zwingende Einhaltung mehrerer einfacher Regeln. Wir listen sie in absteigender Reihenfolge der Gefahr auf:

1. Aufladen der Batterie – Aufladen auf eine Spannung von mehr als 4,20 V pro Zelle
2. Batteriekurzschluss
3. Entladung mit Strömen, die die Belastbarkeit überschreiten oder zu einer Erwärmung des Li-Po-Akkus über 60°C führen
4. Entladung unter 3 V Spannung pro Glas
5. Batterieerwärmung über 60 °C
6. Druckentlastung der Batterie
7. Lagerung im entladenen Zustand

Die Nichtbeachtung der ersten drei Punkte führt zum Brand, alle anderen zum vollständigen oder teilweisen Leistungsverlust

Aus all dem Gesagten lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen:

• Um einen Brand zu vermeiden, müssen Sie über ein normales Ladegerät verfügen und die Anzahl der aufzuladenden Dosen richtig einstellen.
• Es ist außerdem notwendig, Anschlüsse zu verwenden, die einen Kurzschluss des Akkus ausschließen und den Stromverbrauch des Geräts, in dem der Li-Po-Akku eingebaut ist, kontrollieren
• Sie müssen sicherstellen, dass Ihr elektronisches Gerät, in dem der Akku eingebaut ist, nicht überhitzt. Bei +70 °C beginnt in der Batterie eine „Kettenreaktion“, die die darin gespeicherte Energie in Wärme umwandelt, die Batterie breitet sich buchstäblich aus und setzt alles in Brand, was brennen kann
• Wenn Sie eine fast entladene Batterie kurzschließen, entsteht kein Feuer; sie wird aufgrund der Tiefentladung still und friedlich „sterben“.
• Überwachen Sie die Spannung am Ende der Batterieentladung und schalten Sie den Akku nach Gebrauch unbedingt aus
• Druckabfall ist auch der Grund für den Ausfall von Lithiumbatterien. Es darf keine Luft in das Element eindringen. Dies kann passieren, wenn die äußere Schutzverpackung (die Batterie ist in einer Verpackung wie einem Schrumpfschlauch versiegelt) durch einen Stoß oder durch Beschädigung mit einem scharfen Gegenstand beschädigt wird oder wenn der Batteriepol beim Löten stark überhitzt wird. Fazit: Lassen Sie sich nicht aus großer Höhe fallen und löten Sie vorsichtig
• Basierend auf den Empfehlungen des Herstellers sollten Batterien in einem 50–70 % geladenen Zustand, vorzugsweise an einem kühlen Ort, bei einer Temperatur von nicht mehr als 30 °C gelagert werden. Eine Lagerung im entladenen Zustand wirkt sich negativ auf die Lebensdauer aus. Lithium-Polymer-Akkus haben wie alle Akkus eine leichte Selbstentladung.

Li-Po-Akku-Baugruppe

Um Batterien mit hoher Stromabgabe oder hoher Kapazität zu erhalten, wird die Parallelschaltung von Batterien verwendet. Wenn Sie eine fertige Batterie kaufen, können Sie anhand der Markierung erkennen, wie viele Dosen darin enthalten sind und wie diese angeschlossen sind. Der Buchstabe P (parallel) nach der Zahl gibt die Anzahl der parallel geschalteten Dosen an, und S (seriell) – in Reihe. „Kokam 1500 3S2P“ bedeutet beispielsweise eine mit drei Batteriepaaren in Reihe geschaltete Batterie, wobei jedes Paar aus zwei parallel geschalteten Batterien mit einer Kapazität von 1500 mAh besteht, d. h. Die Batteriekapazität beträgt 3000 mAh (bei Parallelschaltung erhöht sich die Kapazität) und die Spannung beträgt 3,7 V x 3 = 11,1 V.

Wenn Sie Batterien separat kaufen, müssen Sie vor dem Anschließen an eine Batterie deren Potenziale ausgleichen, insbesondere bei der Parallelschaltungsoption, da in diesem Fall eine Bank die andere auflädt und der Ladestrom 1 °C überschreiten kann. Es empfiehlt sich, alle gekauften Bänke vor dem Anschließen auf 3V mit einem Strom von ca. 0,1-0,2C zu entladen. Die Spannung muss mit einem Digitalvoltmeter mit einer Genauigkeit von mindestens 0,5 % überwacht werden. Dies gewährleistet auch in Zukunft eine zuverlässige Batterieleistung.

Auch bei bereits montierten Markenbatterien empfiehlt es sich, vor der ersten Ladung einen Potentialausgleich (Balancing) durchzuführen, da viele Firmen, die Zellen zu einer Batterie zusammenbauen, diese vor dem Zusammenbau nicht balancieren.

Aufgrund der betriebsbedingten Kapazitätsabnahme sollten Sie auf keinen Fall neue Bänke in Reihe mit den alten schalten, da sonst die Batterie unausgeglichen wird.

Natürlich können Sie auch keine Akkus unterschiedlicher, auch ähnlicher Kapazität zu einem Akku kombinieren – zum Beispiel 1800 und 2000 mAh – und auch Akkus verschiedener Hersteller in einem Akku verwenden, da unterschiedliche Innenwiderstände zu einer Unwucht des Akkus führen.

Beim Löten ist Vorsicht geboten; Sie sollten die Anschlüsse nicht überhitzen – dies kann die Versiegelung zerstören und einen noch nicht verwendeten Akku dauerhaft „abtöten“. Bei einigen Li-Po-Akkus sind Teile einer Textolite-Leiterplatte zur einfacheren Verkabelung bereits an die Anschlüsse angelötet. Dies führt zu zusätzlichem Gewicht – etwa 1 g pro Element, aber es dauert viel länger, die Stellen zum Löten der Drähte zu erwärmen – Glasfaser leitet die Wärme nicht gut. Kabel mit Anschlüssen sollten zumindest mit Klebeband am Batteriegehäuse befestigt werden, damit sie beim mehrmaligen Anschließen an das Ladegerät nicht versehentlich abreißen

Die Nuancen der Verwendung von Li-Po-Akkus

Ich werde noch einige weitere nützliche Beispiele nennen, die sich aus dem zuvor Gesagten ergeben, aber auf den ersten Blick nicht offensichtlich sind ...

Im Laufe der langen Lebensdauer einer Batterie geraten ihre Elemente aufgrund der anfänglichen geringen Kapazitätsstreuung aus dem Gleichgewicht – einige Banken „altern“ früher als andere und verlieren ihre Kapazität schneller. Bei einer größeren Anzahl Dosen in der Batterie geht der Vorgang schneller. Dies führt zu folgender Regel: Es ist notwendig, die Kapazität jedes Batterieelements zu überwachen.

Wenn in einer Baugruppe eine Batterie gefunden wird, deren Kapazität um mehr als 15-20 % von der anderer Elemente abweicht, wird empfohlen, die Verwendung der gesamten Baugruppe zu verweigern oder eine Batterie mit weniger Elementen aus den verbleibenden Batterien zu löten.

Moderne Ladegeräte verfügen über eingebaute Balancer, die es ermöglichen, alle Elemente im Akku separat und unter strenger Kontrolle aufzuladen. Wenn das Ladegerät nicht mit einem Balancer ausgestattet ist, muss dieser separat erworben werden und es empfiehlt sich, die Akkus damit aufzuladen.

Ein externer Balancer ist eine kleine Platine, die an jede Bank angeschlossen ist und Lastwiderstände, einen Steuerkreis und eine LED enthält, die anzeigt, dass die Spannung an einer bestimmten Bank den Wert von 4,17–4,19 V erreicht hat. Wenn die Spannung an einem separaten Element den Schwellenwert von 4,17 V überschreitet, schließt der Balancer einen Teil des Stroms „zu sich selbst“ und verhindert so, dass die Spannung den kritischen Schwellenwert überschreitet.

Es sollte hinzugefügt werden, dass der Balancer nicht die Tiefentladung einiger Zellen in einer unausgeglichenen Batterie verhindert; er dient lediglich dem Schutz vor Schäden an den Elementen während des Ladevorgangs und als Mittel zur Identifizierung „schlechter“ Elemente in der Batterie.

Das oben Gesagte gilt für Batterien, die aus drei oder mehr Elementen bestehen; bei Zweikammerbatterien werden Balancer in der Regel nicht verwendet

Zahlreichen Bewertungen zufolge wirkt sich das Entladen von Lithiumbatterien auf eine Spannung von 2,7–2,8 V stärker nachteilig auf die Kapazität aus als beispielsweise das Aufladen auf eine Spannung von 4,4 V. Besonders schädlich ist es, den Akku in tiefentladenem Zustand zu lagern.

Es besteht die Meinung, dass Lithium-Polymer-Batterien nicht bei Minustemperaturen verwendet werden können. Tatsächlich geben die technischen Spezifikationen der Batterien einen Betriebsbereich von 0–50 °C an (bei 0 °C bleiben 80 % der Batteriekapazität erhalten). Dennoch ist es möglich, Li-Po-Akkus bei Minustemperaturen, etwa -10...-15°C, zu verwenden. Der Punkt ist, dass Sie den Akku vor der Verwendung nicht einfrieren müssen – stecken Sie ihn in Ihre Tasche, wo er warm ist. Und während der Nutzung erweist sich die interne Wärmeentwicklung im Akku gerade als nützliche Eigenschaft, die ein Einfrieren des Akkus verhindert. Natürlich wird die Akkuleistung etwas geringer sein als bei normalen Temperaturen.

Abschluss

Angesichts der Geschwindigkeit, mit der der technische Fortschritt auf dem Gebiet der Elektrochemie voranschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass die Zukunft den Lithium-Energiespeichertechnologien gehört, wenn die Brennstoffzellen nicht aufholen. Kommt Zeit, kommt Rat…

Der Artikel verwendet Materialien aus Artikeln von Sergei Potupchik und Vladimir Vasiliev

Derzeit werden Lithium-Polymer-Akkus (Li-Po) überall verwendet (auch von Modellbauern), weil:

• Sie sind in der Lage, im Vergleich zu anderen Batterietypen sehr hohe Ströme zu liefern (zehnmal höher als beispielsweise Nickel-Metallhydrid wie Ni-Cd oder Ni-Mh);
• es gibt keinen „Memory“-Effekt der Batterie, eine Langzeitlagerung ist möglich – während eines Jahres der Lagerung verlieren sie nicht mehr als 10 % ihrer Kapazität;
• ermöglichen die Durchführung einer großen Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen ohne nennenswerten Kapazitätsverlust;
• ein recht gutes Verhältnis von Gewicht/Kapazität/Stromabgabe haben;

• Dieser Batterietyp kann sehr leicht beschädigt werden (Verformung oder Durchstoßen), was zu einem Brand führen kann.
• Beim Betrieb in der Kälte kann es zu einem plötzlichen Spannungsabfall kommen; dies muss sehr sorgfältig überwacht werden;
• relativ hohe Kosten.

Das erste, worauf Sie achten sollten, ist die Aufschrift 3S1P 11,1 V (Nummer 1).

Dies bedeutet, dass dieser Akku über 3 in Reihe geschaltete Zellen verfügt.
Wenn die Bezeichnung 3S2P lautet, bedeutet dies zwei in Reihe geschaltete Dreiergruppen, parallel geschaltete Zellen. Klingt etwas kompliziert, ist es aber nicht =)

Erklärung im Bild unten:

Die Spannung einer Zelle („Bank“) wird herkömmlicherweise mit 3,7 V angenommen, daher beträgt die Spannung einer „dreizelligen“ Batterie 11,1 V. Tatsächlich beträgt die Spannung einer voll geladenen Zelle 4,2 V, das heißt, ein voll geladener 3S-Akku hat eine Spannung von 12,6 V.

Die Mindestspannung an der Zelle, unter der der Akku nicht entladen werden kann, beträgt 2,8 V. Tatsächlich ist es besser, die Spannung nicht unter 3,3 V pro Zelle zu senken, da sonst weitere Salzablagerungsprozesse beginnen, die zu einer irreversiblen Verschlechterung der Batterie führen.
Wenn Sie Batterien an Bord des Kopters verwenden, sollten Sie die Batteriespannung nicht unter 3,5 V und in der kalten Jahreszeit nicht unter 3,7 V senken. Es wurde experimentell herausgefunden, dass dabei kein einziger Hubschrauber zu Schaden kam =)

2. Also, lasst uns weitermachen. Stromausgang (Nummer 2):

So wird die aktuelle Leistung berechnet: Wir multiplizieren die Zahl „C“ mit der Kapazität in Ah. In unserem Fall 25C*2,2Ah (2200mAh umgerechnet in Ah). Wir erhalten 25C*2,2Ah=55A, das heißt, diese Batterie ist in der Lage, über einen langen Zeitraum 55 Ampere zu liefern. Tatsächlich wird empfohlen, eine Stromreserve von mindestens 20 % vorzusehen, d. h. diesen Akku mit einer Last zu verwenden, die im Langzeitbetrieb nicht mehr als 44 A verbraucht. Einige Hersteller geben zusätzlich zur Hauptstromabgabe den Spitzenwert „C“ an, dem die Batterie standhalten kann.

3. Nun, der dritte Parameter ist die Kapazität. Sie wird in Milliamperestunden oder Amperestunden gemessen (in unserem Fall beträgt die Batteriekapazität 2200 Milliamperestunden oder 2,2 Amperestunden). Ins Russische übersetzt bedeutet dies, dass beim Anschließen einer Last, die 2,2 A verbraucht, die Batterie vollständig entladen wird 1 Stunde.

Laden von Li-Po-Akkus

Entladen von Li-Po-Akkus/Lagern von Li-Po-Akkus

• Vor dem Flug müssen Sie nicht nur die Gesamtspannung der Batterie, sondern auch die Spannung jeder Bank überprüfen (um Ungleichgewichte zu vermeiden). Dies kann mit einem Multimeter oder, noch bequemer, mit einem speziellen Gerät wie diesem erfolgen:

Findet der Flug in der kalten Jahreszeit statt (insbesondere bei Minusgraden), muss die Batterie warm gehalten werden (z. B. im Auto aufgewärmt)

• In der kalten Jahreszeit sollte der Akku nicht auf weniger als 3,7 V pro Zelle entladen werden
• Wenn der Akku während eines Fluges heiß wird, sollten Sie ihn nicht sofort nach dem Flug aufladen, sondern ihn vollständig abkühlen lassen und erst dann aufladen
• Wenn Sie den Akku längere Zeit nicht verwenden möchten, müssen Sie ihn im halbgeladenen Zustand (Spannung ca. 3,7–3,8 V pro Zelle) lagern, dies ist der sogenannte Lagermodus. Ladegeräte (Links waren oben) können den Akku in den Speichermodus versetzen, den sogenannten „STORAGE“.

Fast alle modernen elektronischen Geräte sind mit Lithium-Polymer-Akkus ausgestattet. Sie werden häufig beim Fliegen von ferngesteuerten Modellen, Quadcoptern, Hubschraubern und Flugzeugen eingesetzt. Lithium-Polymer-Batterien haben viele Vorteile, darunter eine hohe Energiedichte, eine geringe Selbstentladung und das Fehlen des sogenannten „Memory-Effekts“.

Daher gibt es für Modelle mit Li-Pol-Netzteilen praktisch keine sinnvolle Alternative zum Akku. Es wird erwartet, dass sie immer häufiger eingesetzt werden, insbesondere in Bereichen wie unbemannten Luftfahrzeugen, Elektrofahrzeugen usw.

Trotz aller Vorteile gelten LiPol-Akkus als kapriziöse, gefährliche und kurzlebige Stromquellen. Tatsächlich sind diese Mängel etwas übertrieben. Bei richtiger Anwendung werden Probleme auf ein Minimum beschränkt.

Laderegeln

Damit es beim Betrieb der Stromquelle zu keinen Problemen kommt, ist es notwendig, LiPo-Akkus ordnungsgemäß aufzuladen. Andernfalls besteht ein hohes Risiko von Schäden bis hin zur Selbstentzündung. Schauen wir uns an, wie man einen Lithium-Polymer-Akku richtig auflädt, um mögliche Probleme zu vermeiden:

• Das Laden eines LiPo-Akkus ist mit keinem Ladegerät möglich, hierfür sind spezielle Ladegeräte erforderlich. Dies liegt an den Besonderheiten des zweiphasigen Ladevorgangs.

• Das Laden von Li-Pol-Akkus erfolgt in zwei Phasen (CC-CV-Methode). In der ersten Stufe erhöht sich die Spannung an allen Batteriebänken. Am Ende der Phase erreicht sie 4,2 Volt. Tatsächlich erreicht die Ladung der Li-Pol-Akkus zu diesem Zeitpunkt 95 %. Dann beginnt die zweite Phase. Um eine Überladung zu verhindern, die bei einem Lithium-Polymer-Akku schädlich ist, wird der Strom reduziert. Bei einer Spannung über 4,25 Volt steigt die Gefahr einer Selbstentzündung.
• Es wird nicht empfohlen, das Netzteil vollständig entladen zu lassen; vor dem Aufladen sollten noch etwa 10-20 % übrig sein, da es sonst schnell ausfällt.
• Es ist darauf zu achten, dass die Spannung an jeder Bank nicht unter 3 Volt fällt. Bei einem solchen Spannungsabfall besteht ein hohes Risiko, dass die Batterie anschwillt. In diesem Fall verliert ein aufgeblähter LiPo-Akku mehr als 50 % seiner Kapazität. Wenn ein LiPo-Akku aufgequollen ist, müssen Sie ihn nur noch wegwerfen – der Kapazitätsverlust ist irreversibel.

Die Tatsache, dass Lithium-Polymer-Netzteile anschwellen, ist eines der gravierenden Probleme bei ihrem Betrieb. Alle Banken sollten gleichmäßig belastet und entladen werden. In diesem Fall überwacht das Ladegerät für Lithium-Polymer-Akkus nur die Gesamtspannung, bei einer großen Streuung der Indikatoren steigt jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass der LiPo-Akku anschwillt, deutlich an. Dies führt auch zu einer Überladung einzelner Dosen und erhöht die Gefahr einer Selbstentzündung.

Um dieses Problem zu lösen, muss das Laden von Li-Pol-Akkus mit einem Balancer erfolgen, der die Spannung an jeder Bank überwachen kann, oder mit einem Ladegerät mit integriertem Balancer. Laden Sie nicht das Netzteil eines Timer-Ladegeräts auf. Wenn der Strom nicht ausreicht, schaltet sich das Ladegerät ab, ohne es vollständig aufzuladen. Der Ladestrom sollte 1 °C nicht überschreiten und weniger als 0,5 °C betragen. Sie müssen außerdem bedenken, dass der Ladevorgang umso länger dauert, je größer die Kapazität des LiPo-Akkus ist.

Ausbeutung

Um die Lebensdauer von Li-Pol-Geräten zu verlängern oder zumindest nicht zu verkürzen, ist auch der richtige Umgang mit Akkus wichtig. Wenn wir die Stromquelle aufladen, dürfen wir sie nicht über 60 Grad erhitzen. Sollte es zu einer Erwärmung kommen, muss der Akku vor der Verwendung abgekühlt werden. Sie sollten ein überhitztes Laufwerk auch nicht aufladen.

Eine vollständig entladene Batterie sollte nicht zur Lagerung zurückgelassen werden. Laden Sie es unbedingt auf. Die optimalsten Indikatoren liegen bei 60 %. Wenn diese einfachen Regeln beachtet werden, gibt es im Allgemeinen keine Probleme beim Einsatz von Lithium-Polymer-Batterien.