10 простых схем зарядок литий-ионных аккумуляторов и как правильно заряжать. Зарядка литиевых аккумуляторов китайскими модулями

Немного о литий-ионных батареях

К ним относятся следующие аспекты:

высокая плотность выдаваемого тока и накапливаемой энергии, длительное сохранение заряда;
отсутствие эффекта снижения емкости при регулярной неполной зарядке;
саморазряд не более 4-8% в месяц при хранении без подзарядки, старение не более чем на 15-20% в год;
отсутствие необходимости в полном разряде для тренировки энергоемкости накопителя;
небольшой вес, вариативность формы и габаритов устройства;
диапазон рабочих температур – от -20°С до +50°С (низкие температуры препятствуют подзарядке);
длительный срок службы (до 10 лет работы и более 1000 циклов разряда).

Недостатками литиевых батарей являются:

зависимость срока эксплуатации от длительности использования и хранения, а не количества циклов разряда;
риск выхода из строя при перезаряде (поступлении тока по завершении зарядки);
низкая устойчивость к глубокому разряду;
высокая стоимость;
взрывоопасность при механических повреждениях и избытке тока, если они приводят к нагреву электролита и нарушению герметичности корпуса.

Название аккумулятора 18650 обусловлено его формой и габаритами. Ширина батареи составляет 18 мм, а длина – 65 мм. Последняя цифра в маркировке означает цилиндрическую форму АКБ. Схема накопителя снабжена контроллером, который предотвращает перегревание в процессе подзарядки.

Корпус аккумулятора может маркироваться и более подробно: например, INR18650-20R. Первая буква отличает все АКБ литиевого типа, вторая уточняет вид материала катода (C – кобальт, N – марганец, F – феррофосфат).

Буква «R» расшифровывается как rechargeable («перезаряжаемый источник»). Следующие 5 цифр отражают габариты и фактор формы батареи, а последняя – емкость АКБ в А/ч.

Аккумуляторы 18650 с платой защиты могут маркироваться как 18700 или 18670. Контроллер защитной платы позволяет предупредить превышение номинального вольтажа батареи (4,2 В) и его снижение более чем до 2,5 В.

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Наиболее простым вариантом считается использование зарядного устройства от мобильного телефона. Приборы выдают напряжение, подходящее для восстановления мощности аккумуляторов 18650. Способ используется только в экстренных случаях. Частое его применение приводит к снижению емкости АКБ.

Самодельная зарядка для литий-ионного 18650-го аккумулятора, сделанная из старого зарядного устройства от телефона.

Чтобы зарядить батарейку, выполняют такие действия:

Штекер зарядного устройства срезают. Провода освобождают от изоляции и делят на положительный и отрицательный полюса. Плюсовой кабель чаще всего имеет оплетку красного цвета, минусовой – черного.
Очищенные провода прикрепляют к полюсам батареи пластилином. USB-кабель подсоединяют к разъему компьютера или специального адаптера.
Источник питания заряжают, периодически отслеживая процесс. Заряжать батарейку рекомендуется не более часа. Этого времени достаточно для полного восстановления емкости.

Для сборки усовершенствованной зарядки используют сложные схемы. Перед началом работы подготавливают паяльник, припой, флюс и клей. Отдельно приобретают плату, необходимую для нормального функционирования самодельного ЗУ.

https://youtube.com/watch?v=2wMnrZpl3Vo

Сборку осуществляют так:

Плату устанавливают в подготовленный заранее пластиковый бокс. Конструкцию снабжают плюсовым и минусовым проводами. Бокс используется для размещения батареи во время зарядки. Сделать емкость можно из старого ЗУ, непригодного к эксплуатации бытового прибора или игрушки. Размеры должны соответствовать параметрам аккумулятора.
Плату припаивают, учитывая маркировку. Обозначения позволяют без труда разместить провода. Плата снабжена разноцветными индикаторами, отражающими ход зарядки. Микросхему приклеивают к боксу в удобном месте. После этого, соблюдая полярность, подключают провода. Перед фиксацией их очищают от изоляции и обрабатывают канифолью. На плату наносят небольшое количество жидкого припоя.

При изготовлении устройства нельзя допускать короткого замыкания. Приведенная выше схема позволяет собрать простое, но надежное ЗУ за несколько часов. С помощью USB-кабеля его подсоединяют к электросети или компьютеру. Батарею устанавливают в получившееся гнездо. После включения зеленого индикатора прибор отключают.

Какое устройство следует использовать

Разные модели зарядных устройств отличаются техническими характеристиками, набором функций и некоторыми другими параметрами:

Liitokala Lii-500 – универсальная зарядка, которая сама подбирает токи для .

Простые. Такие приборы подают ток силой 1 А. Они имеют единственное гнездо для установки АКБ 18650.
Усовершенствованные. Прибор снабжен 2 гнездами для батареек. Максимальный уровень напряжения составляет 4,2 В. Такое зарядное средство отличается более высокой стоимостью. К дополнительным функциям относится индикация заряда. Прибор самостоятельно ограничивает время процедуры, предотвращая перезаряд.
Универсальные. Используются для зарядки источников питания типа 18650 и 26650. Модели такого типа используются для восстановления работоспособности литий-ионных и никель-кадмиевых элементов. Лучшие устройства оснащены системой безопасности, избавляющей от регулярного измерения напряжения и силы тока.
Самодельные. Если готовый прибор найти невозможно, зарядное устройство можно собрать в домашних условиях. Компоненты соединяют согласно схемам.

↑ Чертёж печатной платы

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Плата делалась достаточно компактной, чтобы вместить её в имеющийся пластиковый корпус.

Немного о литий-ионных батареях

Особенности АКБ типа 18650:

Длительный срок службы. Источник питания способен выдерживать до 600 циклов разряда и заряда. Литиевые батареи обладают увеличенным сроком эксплуатации, они могут длительно сохранять емкость.
Компактные размеры. Высота элемента составляет 65 мм, диаметр – 18 мм. Эти числа легли в основу названия аккумулятора. При небольших размерах батарея имеет широкие возможности.
Наличие контроллера. Большая часть аккумуляторов старого образца отличается высокой взрывоопасностью. В корпусе батареи протекают химические реакции, скорость которых при перегреве многократно увеличивается. Возникало и механическое замыкание нескольких содержащих электролит емкостей, приводившее к возгоранию. Контроллер, встраиваемый в современные источники питания, препятствует сильному перегреву и взрыву. Это же от перезаряда.
Невозможность длительного хранения. Долго находившиеся в нерабочем состоянии батарейки быстро утрачивают емкость. Заряжать li-ion аккумулятор нужно регулярно. При этом соблюдают ряд правил, препятствующих выходу изделия из строя. Нужно правильно рассчитывать ток заряда и ограничивать напряжение. Нарушение правил приводит к снижению срока службы.

Что такое плата защиты?

В целях соблюдения техники безопасности запрещено использование литиевых аккумуляторов в бытовых приборах, если в них не встроена плата защиты. Поэтому во всех аккумуляторах от сотовых телефонов всегда есть PCB-плата. Выходные клеммы АКБ размещены прямо на плате:

В этих платах используется шестиногий контроллер заряда на специализированной микрухе DW01 (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 и пр. аналоги). Задачей этого контроллера является отключение батареи от нагрузки при полном разряде батареи и отключение аккумулятора от зарядки при достижении 4,25В.

Вот, например, схема платы защиты от аккумулятора BP-6M, которыми снабжались старые нокиевские телефоны:

Если говорить об 18650, то они могут выпускаться как с платой защиты так и без нее. Модуль защиты располагается в районе минусовой клеммы аккумулятора.

Читайте также: Датчики присутствия: как они работают и какими бывают

Плата увеличивает длину аккумулятора на 2-3 мм.

Аккумуляторы без PCB-модуля обычно входят в состав батарей, комплектуемых собственными схемами защиты.

Любой аккумулятор с защитой легко превращается в аккумулятор без защиты, достаточно просто распотрошить его.

На сегодняшний день максимальная емкость аккумулятора 18650 составляет 3400 мА/ч. Аккумуляторы с защитой обязательно имеют соответствующее обозначение на корпусе («Protected»).

Надеюсь, теперь не осталось вопросов, как зарядить аккумулятор 18650 или любой другой литиевый? Тогда переходим к небольшой подборке готовых схемотехнических решений зарядных устройств (тех самых контроллеров заряда).

Контроллер заряда Li-ion аккумулятора своими руками

Контроллер — электронная плата которая по характеристикам поддерживает рабочее напряжение и ток разряда. То есть напряжение контроллера должно отвечать характеристике прибора. Токовая нагрузка подбирается в 2 раза ниже предельной. Значит, для 18650 ток должен быть 12-15 А, для 26650 – 30-40 А.

Под контроллером заряда-разряда понимают схему защиты от слишком глубокого разряда, он же препятствует перезаряду банок выше 4,2 В. Но это только защита. Настоящий контроллер установлен в ЗУ, рассчитан на зарядку в 2 этапа с последующим отключением аккумулятора. Зарядное устройство это не блок питания. Назначение этого инструмента стабилизировать ток на первом этапе процесса, при этом выходное напряжение зависит от тока нагрузки.

В конструкции предусмотрены резисторы для регулирования выходного напряжения, индикации окончания заряда, порога ограничения выходного тока. Микросхема LM2596 выступает в виде контроллера ШИМ, компаратор LM358 поддерживает параметры тока, управляет индикацией. Стабилизатор 78L05 питает компаратор и поддерживает напряжение.

Для того, чтобы отключить аккумулятор именно в момент полного набора заряда, необходимо доработать схему. Такая доработка обусловит отключение зарядки при достижении полного заряда.

Защитная плата MBS отключит аккумулятор при достижении полного заряда. Но она срабатывает с некоторым опозданием. Поэтому батарея может получить небольшой перезаряд, сокращающий срок службы дорогого прибора.

Как правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор

Зарядка Li-pol аккумуляторов практически ничем не отличается от зарядки Li-Ion и обычно проводится в два этапа:

Начальная зарядка. Проводится стабилизированным током 0.5-0.3С до момента, пока напряжение на клеммах элемента не поднимется до величины 4.1 В. При этом батарея будет заряжена примерно на 80-85%.
Окончательная зарядка. Проводится стабилизированным напряжением величиной 4.2 В. Заряд батареи продолжают до тех пор, пока ток заряда не упадет до величины 0.03С (3% от емкости).

В принципе, при необходимости второй этап можно исключить, поскольку он занимает довольно много (до 2-3 часов) времени, а добавляет всего 15-20% от емкости. При зарядке от сети определить начало второго этапа несложно – как только он начнется, ЗУ остынет, что легко определить на ощупь. Да и индикатор уровня заряда в современных смартфонах никто не отменял.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Как и Li-ion, Li-pol элементы допускают заряд током 1С, но этим лучше не злоупотреблять, а использовать такой режим, когда времени на «медленную» зарядку нет. Это продлит срок службы батареи.

Схема светодиодов для контроля разряда литиевых аккумуляторов

Актуально узнать, когда аккумулятор сядет. Разряжать литиевые батареи до 2,5 В не стоит, будут трудности с предзарядом. Резкое мигание светодиода послужит заметным аварийным сигналом.

Несложная схема с применением монитора напряжения еще и компактная. Неоспоримое достоинство – низкое потребление энергии. При севшей батарее это важно. Хорошо с задачей справится мигающий светодиод L-314.

Можно купить готовый прибор –MAX9030. Схема компоновки представлена. При понижении напряжения до 3,0 В начинает вспыхивать ярко светодиод с длинным интервалом. В спящем режиме расходуется 50 наноампер (10-9), при вспышках 35 мкА.

Видео к просмотру: Как и чем зарядить Li-ion и Li-po аккумуляторы 18650, от мобильного и др. Tp4056

Существуют универсальные зарядные устройства, которые подходят для подключения и к бытовой технике 220В, и к бортовой сети 12В. Все они оснащены корпусом, кабелем с вилкой, преобразователем в виде трансформатора, стабилизатором напряжения, контролем зарядки и светодиодным индикатором.

Кроме этого, в некоторых моделях есть и другие элементы – например, вольтметр или амперметр, дополнительный дисплей и так далее. Пользоваться ими удобно и совершенно несложно.

К таким моделям можно отнести зарядное устройство mh12210, есть и ряд других вариантов, которые при необходимости вы без труда найдете в любом магазине электроники.

Какое устройство следует использовать

Для подзарядки АКБ 18650 нужно использовать устройства с номинальным напряжением 4,2 В. Если литий-ионный накопитель планируется подключать к универсальному ЗУ, то оно должно быть оборудовано контроллером параметров и индикаторами окончания процесса.

Наиболее дешевые модели имеют 1-2 гнезда для батарей, максимальный ампераж до 1 А и номинальный вольтаж 4,2 В. Лучший вариант ЗУ для литиевых накопителей – интеллектуальное устройство, оборудованное измерителем напряжения на клеммах, функцией восстановления после глубокого разряда и защитой от превышения номинального вольтажа.

↑ О литиевых аккумуляторах. Перезаряд недопустим!

Особенность литиевых аккумуляторов в том, что у них очень строгие требования по части режима зарядки и эксплуатации. В частности, совершенно недопустимо их заряжать до напряжения более 4.2 В. Вернее, следует руководствоваться даташитом на конкретную банку, там может быть указан даже меньший безопасный порог.
Поэтому, если вы не уверены в происхождении вашего экземпляра TL431, в точности вашего вольтметра, предельном напряжении аккумулятора т.д., лучше выставить немного меньше, 4.1 — 4.15 В, на всякий случай. Это позволит безопасно заряжать банки, не имеющие встроенной платы защиты.

Кто не видел последствия перезаряда литиевых аккумуляторов, на YouTube можете глянуть, довольно поучительно. Наиболее нестабильными были банки первого поколения, они взрывались особенно зрелищно.

Есть два варианта соединения аккумуляторов, последовательное и параллельное.

При последовательном соединении суммируется напряжение на всех аккумуляторах, при подключении нагрузки с каждого аккумулятора идет ток, равный общему току в цепи, в общем сопротивление нагрузки задает ток разряда. Это вы должны помнить со школы. Теперь самое интересное, емкость. Емкость сборки при таком соединении по хорошему равна емкости аккумулятора с самой маленькой емкостью. Представим, что все аккумуляторы заряжены на 100%. Смотрите, ток разряда у нас везде одинаковый, и первым разрядится аккумулятор с самой маленькой емкостью, это как минимум логично. И как только он разрядится, дальше нагружать данную сборку будет уже нельзя. Да, остальные аккумуляторы еще заряжены. Но если мы продолжим снимать ток, то наш слабый аккумулятор начнет переразряжаться, и выйдет из строя. То есть правильно считать, что емкость последовательно соединенной сборки равна емкости самого малоемкого, либо самого разряженного аккумулятора. Отсюда делаем вывод: собирать последовательную батарею нужно во первых из одинаковых по емкости аккумуляторов, и во вторых, перед сборкой они все должны быть заряжены одинаково, проще говоря на 100%. Существует такая штука, называется BMS (Battery Monitoring System), она может следить за каждым аккумулятором в батарее, и как только один из них разрядится, она отключает всю батарею от нагрузки, об этом речь пойдёт ниже. Теперь что касается зарядки такой батареи. Заряжать ее нужно напряжением, равным сумме максимальных напряжений на всех аккумуляторах. Для литиевых это 4.2 вольта. То есть батарею из трех заряжаем напряжением 12.6 в. Смотрите что происходит, если аккумуляторы не одинаковые. Быстрее всех зарядится аккумулятор с самой маленькой емкостью. Но остальные то еще не зарядились. И наш бедный аккумулятор будет жариться и перезаряжаться, пока не зарядятся остальные. Переразряда, я напомню, литий тоже очень сильно не любит и портится. Чтобы этого избежать, вспоминаем предыдущий вывод.

Обратите внимание: От профи: мангал из газового баллона своими руками

Перейдем к параллельному соединению. Емкость такой батареи равна сумме емкостей всех аккумуляторов в нее входящих. Разрядный ток для каждой ячейки равен общему току нагрузки, деленному на число ячеек. То есть чем больше акумов в такой сборке, тем больший ток она может отдать. А вот с напряжением происходит интересная вещь. Если мы собираем аккумуляторы, имеющие разное напряжение, то есть грубо говоря заряженные до разного процента, то после соединения они начнут обмениваться энергией до тех пор, пока напряжение на всех ячейках не станет одинаковым. Делаем вывод: перед сборкой акумы опять же должны быть заряжены одинаково, иначе при соединении пойдут большие токи, и разряженный акум будет испорчен, и скорее всего может даже загореться. В процессе разряда аккумуляторы тоже обмениваются энергией, то есть если одна из банок имеет меньшую емкость, остальные не дадут ей разрядиться быстрее их самих, то есть в параллельной сборке можно использовать аккумуляторы с разной емкостью. Единственное исключение – работа при больших токах. На разных аккумуляторах под нагрузкой по-разному просаживается напряжение, и между “сильным” и “слабым” акумом начнёт бежать ток, а этого нам совсем не нужно. И то же самое касается зарядки. Можно абсолютно спокойно заряжать разные по емкости аккумуляторы в параллели, то есть балансировка не нужна, сборка будет сама себя балансировать.

В обоих рассмотренных случаях нужно соблюдать ток зарядки и ток разрядки. Ток зарядки для Li-Io не должен превышать половины ёмкости аккумулятора в амперах (аккумулятор на 1000 mah – заряжаем 0.5 А, аккумулятор 2 Ah, заряжаем 1 А). Максимальный ток разрядки обычно указан в даташите (ТТХ) аккумулятора. Например: ноутбучные 18650 и аккумы от смартфонов нельзя грузить током, превышающим 2 ёмкости аккумулятора в Амперах (пример: акум на 2500 mah, значит максимум с него нужно брать 2.5*2 = 5 Ампер). Но существуют высокотоковые аккумуляторы, где ток разряда явно указан в характеристиках.

Промежуточным вариантом является переключение аккумуляторов из последовательного соединения в параллельное (для зарядки), что подробно рассмотрено в видеоролике ниже, а все схемы и ссылки на переключатели вы найдёте вот здесь https://alexgyver.ru/18650/

Как заряжать АКБ 18650

Многие зарядные устройства (ЗУ) универсальны, однако при зарядке литий-ионных аккумуляторов нужно соблюдать такие правила:

0,5-1 А – оптимальный ток заряда для 18650-х аккумуляторных батарей.

На раннем этапе необходимо подавать не более 0,05 В. Заканчивают процедуру, повышая параметр до 4,2 В. Это значение является допустимым безопасным уровнем для батарей 18650.
Ток заряда должен составлять 0,5-1 А. При большем значении заряд будет набираться быстрее. Однако подавать силу тока в 1 А сразу не рекомендуется. Показатель должен повышаться плавно.
Ускоренные способы зарядки нужно применять только в экстренных случаях. Время процедуры не должно превышать 3 часов. Перезаряд приводит к повреждению компонентов АКБ, вызывая перегрев.
Рекомендуется использовать устройства, автоматически контролирующие ход зарядки. Они самостоятельно отключаются после набора батареей требуемой мощности. Дешевые и самодельные приборы не оснащаются контроллерами, поэтому пользователю придется самостоятельно отслеживать ход процедуры.

Подготовка

Для создания зарядного устройства для аккумулятора 18650 своими руками пригодятся:

Читайте также: Солнечная батарея на балконе: использование grid-tie инвертора

модуль на базе чипа TP4056, а именно вариант со схемой защиты – для отслеживания напряжения при помощи компонентов DW01A и FS8205A;
блок питания с вольтажом 12 В и током 2 А;
SPST-выключатель с 2 выводами;
блок питания на 5 В или вместо него стабилизатор 7805 и 4 конденсатора на 100 нФ;
отсек для цилиндрического Li-ion элемента со стандартными параметрами 18х65 мм;
печатная плата;
разъем питания;
паяльник для сборки элементов по схеме;
пластиковая коробочка с ориентировочными размерами 8 см х7 см х 3 см;
клей для фиксации компонентов;
горячий нож для резки пластика;
винты, отвертка для завинчивания крышки.

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Простое ЗУ для литиевых 18650.

Когда появилось много банок 18650, я их заряжал от различных переделанных зарядок от фотиков и пр. Потом, открыв ебей, я узрел вот такие ЗУ для литиевых банок. Десяток плат в 2014 году стоил 280 руб.

Этот девайс оcнован на известной микросхеме TP4056. Одним резистором можно выставить ток заряда от десятков миллиампер до 1 ампера. Можно поставить переменник и регулировать ток плавно. Питание от 4.8 до 7 вольт. При том на платке уже имеется ЮСБ разъем и индикация заряда. Красный- заряд, зеленый — заряжено. По моим наблюдениям эта платка вполне стабильно отрубает аккум от заряда при достижении 4.16-4.19 вольт. Вполне то что надо. Вот таблица «программирования» тока заряда. Все элементарно.

А вот типовая схема из даташита. Тоже все просто.

Читайте также: Автоматический переключатель фаз — назначение, выбор и подключение

Собрал 2 блока, для 2х и для 4х банок. Бокс с пружинками делал сам. Из одностороннего фольгированного текстолита. Нарезал деталей и спаял их паяльником. срезал лишнюю медь. Далее сбоку приклеил сами платки. Питание соединил параллельно. Выходы на заряд по GND объединил в одну шину, а «плюсы» развел по каждой секции. Настроил контроллеры на ток в 700мА. Пружинки брал от старых китайских ломанных игрушек. С гидразином их облудил и припаял к медной фольге. Вот такой девайс получился. Вставлять аккумы на заряд можно не отрубая ЗУ от питания.

Небольшое дополнение: Есть в природе одноразовые электронные сигареты (стоят от 100 руб типа Pons и пр.), так вот это источник мелких (типоразмер 08570) литиевых аккумуляторов с приблизительной емкостью 280-300 мАч. Мне нанесли порядка 30-40 таких сигарет и я из них повыдирал такие аккумуляторы. Главное их зарядить опосля выдирания из сигареты. Ток отдают приличный, хоть и не совсем под это рассчитаны, но я на них даже гонял мелкий вертолет на РУ. 2 аккума трудятся в тестере уже 4й месяц. В общем не спешите выбрасывать или стреляйте эти сигареты у знакомых, потрошите их на аккумуляторы. Только помните, что у этих аккумов нет никакой защиты, даже механической, они довольно мягкие. Я пару таких заряженных аккумов специально проткнул ножом и они чуть было не загорелись. осторожно. Вот так они выглядят. Хранить лучше заряженные на

40% в холодке. Так они дольше ждут своего часа.

Источник

Схема подключения литиевых аккумуляторов

Установка литиевой батареи решает разные задачи. В случаях, когда нужно иметь токовую нагрузку, измеряемую десятками ампер используют высокотоковые элементы. Это касается ручного инструмента, тяговых батарей для транспортировки. Средние нагрузки лежат на ноутбуках, фотоаппаратах, фонарях.

Рассмотрим высокотоковые аккумуляторы на основе литий-ионных банок с номинальным напряжением 3,7 В. Они могут иметь разные размеры, емкость, но напряжение будет только 3,7. Изготовлены элементы:

катод из алюминиевой фольги, на которую нанесен мелкодисперсный графит;
анод из медной подложки, на которую нанесен LiCoO2:
сепаратор, ячеистый состав пропитан неводным раствором соли Li.

Именно такие комплектующие используют в цилиндрических элементах, аккумулятор называют литий-ионным. Чаще всего схема питания шуруповертов, ноутбуков, фонарей, биноклей изготовлены с применением литиевых аккумуляторов форм-фактора 18650. Элемент имеет в длину 65 мм, диаметр 18 мм. Напряжение рабочее 3,0-4,2 В. Относится в высокотоковым, то есть может отдавать ток силой до 10 С.

Сборка батареи

Для питания инструмента большей мощности необходимо соединять последовательно несколько банок, по расчету. При этом емкость измеряется по самому слабому элементу.

Для повышения емкости нужно использовать параллельное соединение. Банки, соединенные одинаковыми полюсами суммируют емкость. Если нужно поднять емкость и напряжение, используют комбинирование. Соединяют группы банок параллельно. Потом каждый комплект соединяют последовательно.

Для шуруповертов с рабочим напряжением 12,14,18 В используется последовательная схема литиевого аккумулятора. Зная, что отдельные элементы не должны перезаряжаться выше 4,20 В, разряжаться ниже 2,5 В, требуется обеспечить равномерное напряжение во всех банках и защиту от опасного для них напряжения. Батарея может быть собрана из защищенных аккумуляторов. Тогда на них есть маркировка «protected» («защищенные»). В корпусе имеется плата, отключающая элемент при достижении критичных параметров.

Защита 18650

Читайте также: Автоматические ворота. Виды и Управление. Применение, особенности

Защищенный цилиндр на 2 мм длиннее стандартного, незащищенного и немного толще, за счет дополнительной обертки. Если используются незащищенные литиевые аккумуляторы, в схему заряда литиевых аккумуляторов устанавливается плата защиты MBS, рассчитанная на максимальную токовую нагрузку, количество банок. Часто там же встроен балансир.

Схема подключения защитной платы к связке Li-ion

Комплектация Li-ion аккумулятора своими руками

Используя последовательное соединение, мы суммируем напряжения всех батареек, емкость считается по самой слабой. В параллельном соединении суммируются емкости банок, ток, а напряжение остается как на одном элементе. Чтобы удвоить емкость и получить большую разность потенциалов, нужно пары соединить параллельно, и включить их в связках в общую цепь последовательно.

Выполняя своими руками сборку Li-ion аккумуляторов, необходимо учесть, корпус банок нельзя разогревать. Нужно пользоваться точечной сваркой или очень мощным паяльником со специальным флюсом. Перемычки выполняют из толстого изолированного провода, уменьшая сопротивление, исключая нагрев. Можно воспользоваться специальной токопроводящей лентой. Соединять аккумуляторы нужно с помощью термоклея и клейкой термоленты.

Последовательное соединение работает правильно, если банки имеют равные параметры, и каждая поглощает равный заряд. Задачу решают с помощью балансиров, которые являются неотъемлемой частью схемы.

Для того, чтобы каждый элемент не получил излишний заряд и не разрядился ниже нормы, используют защитные платы на каждом элементе или общую защитную плату, рассчитанную на конкретное количество банок – 3S, 4S, 6S. Зачастую в MBS включен балансир.

Уровень заряда аккумулятора необходимо контролировать, для этого используют индикатор. Актуально знать, сколько энергии в батарее, чтобы своевременно подзарядить прибор.

Общий принцип сборки для любого зарядного для 18650

В первую очередь надо изготовить плату. Ее можно разработать самостоятельно (в программах типа Sprint LayOut), можно найти готовую в интернете. Дальше два пути:

Изготовить плату методом ЛУТ или по другой домашней технологии.
Заказать плату в Китае.

Во втором варианте плата будет заведомо качественнее, но обойдется дороже, да и подождать придется не один день.

При сборке зарядки для аккумуляторов типоразмера 18650 на специализированных микросхемах, надо иметь в виду, что их корпуса зачастую сверхминиатюрны, и для пайки таких элементов нужны отдельные навыки.

Читайте также: Как из блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Что понадобиться для самодельного ЗУ

В первую очередь, потребуется выбрать схему зарядки для элементов 18650. Ее выбирают по необходимым параметрам, а также по доступности деталей. Во вторую очередь – навыки чтения схем, изготовления печатных плат в домашних условиях (или, хотя бы, заказа в Китае, что сейчас не так уж дорого), пайки микросхем и других элементов, поиска ошибок и неисправностей. Если этого нет, не стоит и читать, что понадобятся:

радиоэлементы согласно схеме;
паяльник с набором расходников;
плата или заготовка для нее и аксессуары для самостоятельного изготовления.

Также потребуется кейс для установки аккумуляторов на зарядку (с ним удобнее подключить аккумулятор к ЗУ).

Самодельное зарядное устройство для литий ионных аккумуляторов

Пластиковый кейс для подключения АКБ 18650.

Навыки лучше наработать отдельно, а потом браться за изготовление этих устройств. Они не очень сложны, но требуют осознанного подхода.

Как заряжать литиевые батарейки?

Дело в том, что любая литиевая батарейка (например, распространенная CR2032 в виде плоской таблетки) характеризуется наличием внутреннего пассивирующего слоя, которым покрыт литиевый анод. Этот слой предотвращает химическую реакцию анода с электролитом. А подача стороннего тока разрушает вышеуказанный защитный слой, приводя к порче элемента питания.

О том же, как заряжать литиевые аккумуляторы (будь то аккумулятор телефона, 18650 или любой другой li-ion аккумулятор) шла речь в начале статьи.

Шаг 3: Добавляем компоненты

Поместите модуль зарядки TP4056 на печатную плату, как показано на рисунке выше;
Используя маркер, отметьте отверстия модуля на плате;
Припаяйте штифт в каждом из отмеченных отверстий;
Вставьте модуль над штифтами и аккуратно припаяйте;
Используйте количество модулей, равное количеству заряжаемых батарей, т.е. один модуль на батарею;
Припаяйте все модули на плату, как показано на рисунке;
Возьмите переключатели и припаивайте их между каждым модулем на печатной плате.

Примечание: обязательно просмотрите видео (ниже) и посмотрите изображения, чтобы избежать ошибок.

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Каждый литиевый аккумулятор представляет герметичное изделие цилиндрической, призматической формы, для Li-pol в мягкой упаковке. Все они имеют напряжение 3,6- 4,2 В и разную емкость, измеряемую в мА/ч. Если собрать последовательно 3 банки получится батарея с напряжением на клеммах 10,8 — 12,6 В. Емкость при последовательной зарядке, измеряется по самому слабому литиевому аккумулятору в связке.

Как правильно заряжать литиевый аккумулятор 18650 или Pol на 12 вольт, нужно знать. Для возвращения прибору емкости необходимо использовать ЗУ с контроллером

Важно иметь в сборке РСМ для каждой банки, защиту от недо- и перезаряда. Другая схема незащищенных литиево-ионных аккумуляторов – установка РСВ – управляющей платы, лучше с балансирами, для равномерной зарядки банок. На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С

На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С.

Как заряжать, предлагаем посмотреть видео, способ зарядки для 2, 3 литиевых аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Используется бюджетное зарядное устройство.

Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:

Зарядное устройство приобретаемое в комплекте с прибором.
Использовать разъем USB от электронной техники – компьютера. Здесь можно получить ток 0,5 А, зарядка будет долгой.
От прикуривателя, купив переходник с набором портов. Выбрать тот, что соответствует параметрам батареи на 12 В.
Универсальное зарядное устройство «лягушка» с доком для установки гаджета. Как заряжать? Есть панель индикации заряда.

Специалисты советуют использовать для зарядки литиевых аккумуляторов штатное зарядное, остальные – только в форс-мажорных обстоятельствах. Однако, как зарядить литиевый аккумулятор без штатного зарядного устройства, нужно знать.

Последовательно или параллельно?

Изготовление зарядника для аккумуляторов 18650 серии

Берем модуль зарядки и держатель батареи, располагаем на трубе ПВХ. Добавляем по 5 мм с каждой стороны и определяем какой длины кусок отрезать.
Ножовкой отпиливаем отрезок ПВХ трубы.

Прикладываем держатель и с запасом по сторонам по 5 мм вырезаем окно в отрезке.

Все заусенцы стачиваем напильником.

Вырезанную заглушку подрезаем по размерам держателя батареи.

Приклеиваем к нему на супер клей.

От нерабочей флешки берем USB разъем.

Припаиваем провода питания.

В пластике 3 мм размечаем 3 заглушки и вырезаем.

В одной канцелярским ножом делаем вырез под USB разъем.

Вклеиваем разъем на супер клей.

На модуле зарядки выпаиваем чип светодиоды и запаиваем обычные. Вывода сгибаем как на фото.

В верхней части заготовки делаем отверстия под светодиоды.

Вниз вклеиваем заглушку и держатель.

Вклеиваем вторую заглушку, сделав в ней пропилы для поводов идущих от держателя.

Припаиваем модуль к проводам держателя и проводам от USB.

Устанавливаем модуль со светодиодами, фиксируем клеем. Вклеиваем последнюю заглушку.

Зарядное устройство USB под Li-ion 18650 батареи готово!

Устанавливаем аккумуляторную батарею в держатель. А сам зарядник втыкаем в зарядку с USB гнездом от сотового телефона.

Загорелся красный светодиод, сигнализирующий о прохождении зарядки батареи. Как только батарея будет полностью заряжена, загорится зеленый светодиод, а красный потухнет.
Теперь зарядное устройство можно брать с собой и и заряжать от любого USB порта: хоть от ноутбука, хоть порта магнитолы в машине.

Шаг 4: Подключаем компоненты

См. схему соединения выше и припаяйте все компоненты вместе;
Обязательно отметьте полярность на держателях батарей из U-образных зажимов;
Подключите клеммы держателя аккумулятора к входным клеммам модуля зарядки TP4056 в соответствии с полярностью;
Соедините модули так, чтобы они могли передавать питание от одного стационарного зарядного устройства;
Кроме того, устанавливайте соединения между переключателями так, чтобы они могли использоваться для независимого управления мощностью модулей.

Новые модули

ТР5000, обновленная плата для заряда литий-ионных и литий-железо-фосфатных аккумуляторов (нужно запаять перемычку чтобы включить режим) током 1-2А (также нужно подбирать резисторы для настройки, но модуль реально тянет зарядный ток 2А) и напряжением питания до 9в. Модуль имеет импульсную схему, поэтому мало греется, имеет высокий КПД, что может быть важно например при заряде аккумулятора от солнечных батарей.

ТР5100, модуль для заряда последовательной сборки 2s (нужно запаять перемычку), также имеет импульсную схему (почти не греется), на вход нужно подавать напряжение от 9ти до 15-19в. Судя по описанию продавца зарядный ток также можно поднять до 2А.

4.6/5 — (20 голосов)

Полезные рекомендации при эксплуатации аккумуляторов 18650

Чтобы сохранить емкость АКБ и продлить срок их эксплуатации, нужно следовать нескольким советам:

правильно выбирать режим работы ЗУ, при отсутствии контроллера регулировать параметры автоматически;
избегать глубокого разряда, подключать аккумулятор при снижении заряда до 70-80%;
при расчете длительности восстановления учитывать не только количество ампер-часов, но и разницу вольтажа при зарядке в заводских и домашних условиях, которая влияет на ваттную емкость;
не пытаться увеличить емкость АКБ циклами разряд-заряд;
не допускать перегрева накопителя, не оставлять его под прямыми солнечными лучами;
эксплуатировать батарею при температуре +10…+25°С, для использования при низких температурах утеплить корпус;
не допускать ударов по телу АКБ, воздействия сильного трения и вибрации, при транспортировке укладывать аккумуляторы на толстую мягкую подложку;
хранить литий-ионные накопители с 50-60% заряда и при температуре около 0°С.

При покупке аккумулятора нужно обращать внимание на дату выпуска. Батареи, произведенные более 3 лет назад, считаются просроченными и малофункциональными

[spoiler title=»Источники»]

https://encom74.ru/zaradnoe-ustrojstvo-dla-akkumulatora-18650/
https://datagor.ru/practice/power/2643-prostoy-zaryadnik-dlya-litievyh-akkumulyatorov.html
https://el-come.ru/profi/shemy-zaryadki-li-ion-akkumulyatorov.html
https://elquanta.ru/novoe/kontroller-zarada-18650.html
https://LesSale.ru/glavnoe/shema-zaryadki-akkumulyatora-18650.html
https://math-nttt.ru/teoriya/shema-zaryadki-18650.html
https://vse-samodelki.ru/zaradnoe-ustrojstvo-litievyh-akkumulatorov-svoimi-rukami/
https://electrica-1.ru/vazhno-znat/zaryadnik-dlya-18650-svoimi-rukami.html
https://volt-race.ru/ustrojstva/shemy-litievyh-akkumulyatorov.html
https://Zapitka.ru/akkumulyatory/zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-litievyh-18650-svoimi-rukami
https://ArduinoPlus.ru/zaryadnoe-ustroistvo-akkumulyatornih-batareek/
https://alexgyver.ru/lithium_charging/
https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/7384-kak-sdelat-zarjadnoe-ustrojstvo-dlja-li-ion-18650-batarei.html

[/spoiler]

Концерн Автоматика

oao-ka.ru