鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1147次 | 2022年03月18日
航模用鋰離子/鋰聚合物電池的使用和保養(yǎng)方法
一、遙控模型電池的常見(jiàn)種類(lèi)
可充電電池,最常見(jiàn)的莫過(guò)于鎳氫(Ni-MH)電池,玩具、手電、剃須刀等,家庭必備。甚至早期也能看到在專(zhuān)業(yè)航模中使用鎳氫電池。但現(xiàn)在已經(jīng)逐漸淘汰了。唯一仍然較多地使用在遙控器上(發(fā)射機(jī))。作為動(dòng)力電池,普遍都改用鋰電,還有磷酸鐵等。二、鋰電池的常見(jiàn)名詞
1、電池容量(mah):電池的容量,通常我們用AH(安/時(shí))來(lái)計(jì)算,在航模中由于容量通常較少,所以精確到mAH(毫安/時(shí))。其實(shí)“mah”正確的表達(dá)是“mA/H”。m代表單位“毫”,A代表電流單位“安培”,H代表時(shí)間單位“小時(shí)”。例如2200mah,代表該電池可以2200毫安電流恒定放電1小時(shí),所放出的電量為該電池的容量。
2、放電倍率(c數(shù)):電池除了容量大小以外,更重要的是放電率,也就是我們常說(shuō)的C數(shù)!1C表示一倍放電電流。例如2200mah的電池,1C電流=2.2A,那么30C即:2.2A×30C=66A。這是電池的極限輸出最大電流。
3、節(jié)(S):鋰電池單體電壓為3.7V,一片單體電芯我們用CELL來(lái)稱呼,或者用“S”來(lái)表達(dá),如果需要獲得更高電壓,則需要多片單體電池進(jìn)行串聯(lián)疊加,例如2S(3.7+3.7=7.4V),3S(11.1V)……如此類(lèi)推
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
三、鋰電池的使用方法
所有的鋰離子電池,無(wú)論是以前的,還是最近這些年的,包括:聚合物鋰離子電池,磷酸鋰鐵電池等等,都非常害怕電池內(nèi)部短路、電池外部短路、過(guò)充這些情況。
因?yàn)椋嚨幕瘜W(xué)性質(zhì)非?;钴S,很容易燃燒,當(dāng)電池放電、充電時(shí),電池內(nèi)部會(huì)持續(xù)升溫,活化過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度,如外殼有傷痕,即會(huì)破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。
技術(shù)人員為了緩解鋰離子電池的危險(xiǎn),加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比如鈷、錳、鐵等等),但這些并不能從本質(zhì)上改變鋰離子電池的危險(xiǎn)性。因此使用中需要非常注意!
1)充電:鋰電安全工作電壓范圍是2.8~4.2V,低于或高于這個(gè)電壓范圍電池中的鋰離子變得非常不穩(wěn)定,甚至造成事故。為保證電池處于安全范圍,因此需要專(zhuān)門(mén)的充電器。這些充電器會(huì)自動(dòng)根據(jù)電池當(dāng)前狀態(tài)而調(diào)整充電方式。在鋰電中普遍采用三階段。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
①激活:充電器開(kāi)始充電前,會(huì)以小電流供給電池,并同時(shí)檢測(cè)電池電壓變化,并逐漸加大電流直到設(shè)定值。此過(guò)程可以視作一種激活或者測(cè)試性充電。
②恒流變壓充電:充電器以恒定的電流給電池充電,隨著電池電壓的升高,充電器同時(shí)提高充電電壓,以加快充電速度。
③變流恒壓充電:當(dāng)電池到達(dá)4.2V截至電壓時(shí)候,此時(shí)電池大約僅沖入70%左右的電量(并未飽滿哦)。此時(shí)充電器即以恒定的電壓,逐漸變小的電流對(duì)電池繼續(xù)充電,值至小于0.1A充電仍然檢測(cè)到電池電壓繼續(xù)升高時(shí)候才停止充電。這樣電池才算充滿。一般行業(yè)內(nèi)充電電流建議是2C充電,也就是電池容量的2備,例如您的電池是2200mAh,2C充電,就是2200mAHX2C=4400mAh,充電器也就是調(diào)整為4.4A培。350mAh的電池充電,也就是350mAhX2C=700mAh,充電器調(diào)整充電電流為0.7A.以次類(lèi)推。當(dāng)然現(xiàn)在很多電池,都支持大電流充電,都支持到5C
再說(shuō)一下何謂“平衡”,這是針對(duì)1S以上電池采用串沖方式而特有的一種智能化操作。
為了獲得更高的電壓輸出,我們采用多片電芯串聯(lián)的方式,因此充電的時(shí)候,就有兩種方式:
①串充:例如3S(11.1V),充電器則以11.1V電壓同時(shí)對(duì)串聯(lián)的3片電芯進(jìn)行充電。(例如:IMAXB6)
②并充:例如3S(11.1V),充電器以4.2V電壓分別對(duì)每片電芯進(jìn)行獨(dú)立充電。(例如:UNAA6)
很顯然,并充方式是每片電芯獨(dú)立控制的。就如跟充單個(gè)1S電池一樣。但串充則可能會(huì)遇到一種情況,例如3片電芯中,其中一片已經(jīng)到達(dá)4.2V截至電壓,而其他2片還沒(méi)有達(dá)到,咋辦?此時(shí)就需要對(duì)3片電芯進(jìn)行電壓“平衡”了。典型的B6就是這種方式,他將會(huì)對(duì)高壓的電芯進(jìn)行放電,然后再對(duì)整組充電,最終達(dá)到平衡飽滿。
了解這個(gè)充電過(guò)程,就明白10來(lái)塊的充電器跟幾百塊的充電器差異在哪里了。便宜的充電器僅僅是靠幾個(gè)開(kāi)關(guān)管來(lái)實(shí)現(xiàn)截至電壓控制,要么充不滿,要么過(guò)沖。而好的充電器則采用單片機(jī)芯片同步檢測(cè)電池狀態(tài),從而控制充電方式的切換。
2)放電:
放電中需要注意的是防止過(guò)放,鋰電池安全電壓是2.8~4.2V,電壓如果低于2.8V,鋰離子就進(jìn)入衰減狀態(tài),一旦衰減就無(wú)法激活了,充不進(jìn)電。但我們老模友都說(shuō)“別低于3.6”,這里面可能存在誤解!我們需要區(qū)分兩個(gè)電壓:
①:負(fù)載電壓:就是電池在有負(fù)載的情況下,例如飛機(jī)飛行的時(shí)候
②:空載電壓:沒(méi)有任何電力輸出時(shí)。
例如飛行中,電池電壓可能處于3.3V,但拔下來(lái)后數(shù)分鐘,電壓會(huì)回升到3.6左右。以往老模友年代沒(méi)有雙向傳輸嘛,所以看不到飛行中的電池電壓,基本都是下飛機(jī)后測(cè)量的,所以“別低于3.6V”就一直被傳承了下來(lái)……正確來(lái)說(shuō),負(fù)載電壓不應(yīng)低于3.2V是比較合理的。偶爾一次半次過(guò)放,其實(shí)也不那么可怕,只要負(fù)載不低于2.8基本來(lái)說(shuō)還是安全的啦(還要看電池質(zhì)量,低于3.2V電池,很容易過(guò)放。有一些電池,也就是零點(diǎn)幾秒鐘,所以建議不要輕易嘗試)
3)存放:
很多新雞,玩完飛機(jī)就往箱子里一扔了事?;蛘哂械哪S央姵囟剂?xí)慣充好備用,想飛的時(shí)候隨時(shí)可以飛!、
這兩種習(xí)慣都是非常要不得的。鋰電最佳保存電壓為3.7~3.8V。鋰離子在這個(gè)狀態(tài)下處于最穩(wěn)定狀態(tài)。任何電池都有自放電(漏電)的特性,如果電池本來(lái)已經(jīng)飛到幾乎沒(méi)電了,你這么放他1個(gè)月,可能都放光了……。
充滿電放著,是最損電池的。放3天或者1個(gè)禮拜左右,電池就開(kāi)始脹氣了。你會(huì)發(fā)現(xiàn)飛行沒(méi)力,但測(cè)量電壓又正常。
所以現(xiàn)在的充電器,例如B6,專(zhuān)門(mén)設(shè)置了一項(xiàng)存儲(chǔ)模式。充電器會(huì)自動(dòng)根據(jù)電池的電壓進(jìn)行放電或者充電,讓電池處于3.8V后停止。
注意:以上所說(shuō)的東西,并不是什么權(quán)威知識(shí),僅僅是兔兔從各面了解到的,并通過(guò)結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單總結(jié)出來(lái)的東西。如有說(shuō)錯(cuò)的地方請(qǐng)您指點(diǎn)。也請(qǐng)同行、模友們不要抄襲、轉(zhuǎn)載本文……誤人子弟就不好了!
充電電池的種類(lèi)
鎳鎘電池(Ni-Cd)
電壓:1.2V
使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:耐過(guò)充能力較強(qiáng)。
鎳氫電池(Ni-MH)
電壓:1.2V
使用壽命為:1000次
放電溫度為:-10度~45度
充電溫度為:10度~45度
備注:目前最高容量是2100mAh左右。
鋰離子電池(Li-lon)
電壓:3.6V
使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:重量比鎳氫電池輕30%~40%,容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過(guò)充,如果過(guò)充會(huì)造成溫度過(guò)高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。
鋰聚合物電池(Li-polymer)
電壓:3.7V
使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:鋰電的改良型,沒(méi)有電池液,而改用聚合物電解質(zhì),可以做成各種形狀,比鋰電池穩(wěn)定。
鉛酸電池(Sealed)
電壓:2V
使用壽命為:200~300次
放電溫度為:0度~45度
充電溫度為:0度~45度
備注:就是一般車(chē)用電瓶(它是以6個(gè)2V串聯(lián)成12V的),免加水的電池使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年,但體積和最量是最大的。
電池充電的名詞解釋
充電率(C-rate)
C是Capacity的第一個(gè)字母,用來(lái)表示電池充放電時(shí)電流的大小數(shù)值。
例如:充電電池的額定容量為1100mAh時(shí),即表示以1100mAh(1C)放電時(shí)間可持續(xù)1小時(shí),如以200mA(0.2C)放電時(shí)間可持續(xù)5小時(shí),充電也可按此對(duì)照計(jì)算。
終止電壓(Cut-offdischargevoltage)
指電池放電時(shí),電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。
根據(jù)不同的電池類(lèi)型及不同的放電條件,對(duì)電池的容量和壽命的要求也不同,因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。
開(kāi)路電壓(OpencircuitvoltageOCV)
電池不放電時(shí),電池兩極之間的電位差被稱為開(kāi)路電壓。
電池的開(kāi)路電壓,會(huì)依電池正、負(fù)極與電解液的材料而異,如果電池正、負(fù)極的材料完全一樣,那么不管電池的體積有多大,幾何結(jié)構(gòu)如何變化,起開(kāi)路電壓都一樣的。
放電深度(DepthofdischargeDOD)
在電池使用過(guò)程中,電池放出的容量占其額定容量的百分比,稱為放電深度。
放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關(guān)系,當(dāng)二次電池的放電深度越深,其充電壽命就越短,因此在使用時(shí)應(yīng)盡量避免深度放電。
過(guò)放電(Overdischarge)
電池若是在放電過(guò)程中,超過(guò)電池放電的終止電壓值,還繼續(xù)放電時(shí)就可能會(huì)造成電池內(nèi)壓升高,正、負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞,使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。
過(guò)充電(Overcharge)
電池在充電時(shí),在達(dá)到充滿狀態(tài)后,若還繼續(xù)充電,可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏夜等情況發(fā)生,電池的性能也會(huì)顯著降低和損壞。
能量密度(Energydensity)
電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。
一般在相同體積下,鋰離子電池的能量密度是鎳鎘電池的2.5倍,是鎳氫電池的1.8倍,因此在電池容量相等的情況下,鋰離子電池就會(huì)比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小,重量更輕。
自我放電(Selfdischarge)
電池不管在有無(wú)被使用的狀態(tài)下,由于各種原因,都會(huì)引起其電量損失的現(xiàn)象。
若是以一個(gè)月為單位來(lái)計(jì)算的話,鋰離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3%-5%。
充電循環(huán)壽命(Cyclelife)
充電電池在反復(fù)充放電使用下,電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。
記憶效應(yīng)(Memoryeffect)
在電池充放電過(guò)程中,會(huì)在電池極板上產(chǎn)生許多小氣泡,時(shí)間一久,這些氣泡會(huì)減少電池極板的面積,也間接影響電池的容量。
新買(mǎi)的充電電池充電要8-12小時(shí)嗎?
不論任何電池都有自我放電的特性,所以當(dāng)新充電電池到你手中時(shí),這中間可能充電電池已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的自我放電了。這就是充電電池內(nèi)部的化學(xué)原料已經(jīng)歷一段時(shí)間沒(méi)有使用,出現(xiàn)“鈍化”狀態(tài),無(wú)法充分發(fā)揮化學(xué)反應(yīng),提供足夠的電壓。在這種情況下,第一次使用充電電池時(shí),一定要將充電電池充滿,讓電壓恢復(fù)到原有的水平。事實(shí)上,如果你的充電電池長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用,也一樣會(huì)產(chǎn)生這種“鈍化”現(xiàn)象,而且情況會(huì)更嚴(yán)重。最好能對(duì)充電電池進(jìn)行3次充放電的過(guò)程,將有助充電電池的活化作用。讓充電電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)可以充分發(fā)揮應(yīng)有的效果(鎳鎘電池)。有時(shí)新購(gòu)買(mǎi)的充電電池,放進(jìn)充電器的時(shí)候,會(huì)在還沒(méi)充飽電之前充電器就停止充電了。當(dāng)遇見(jiàn)這種問(wèn)題的時(shí)候,你只要將充電電池移開(kāi)充電器,然后在放進(jìn)充電器繼續(xù)充電。這對(duì)于新充電電池是很正常的現(xiàn)象,不是你購(gòu)買(mǎi)到不良的充電電池(鎳氫、鋰離子電池)。一般來(lái)說(shuō)對(duì)充電的時(shí)間不能太久,最多12小時(shí)就足夠,如果一旦過(guò)度充電就會(huì)對(duì)充電電池造成損壞。
如何計(jì)算充電時(shí)間?
充電時(shí)間(小時(shí))=充電電池容量(mAh)/充電電流(mA)*1.5的系數(shù)
假如你用1600mAh的充電電池,充電器用400mA的電流充電,則充電時(shí)間為:600/400*1.5=6小時(shí)(注意:這種方法不適用新購(gòu)買(mǎi)或長(zhǎng)期未使用的充電電池)
鎳氫充電電池和鋰離子充電電池其實(shí)也是有記憶效應(yīng),使用起來(lái)真的不用放電嗎?
其實(shí)上鎳氫充電電池和鋰離子充電電池的記憶效應(yīng)是十分輕微的,并不值得我們?nèi)プ⒁馑?/p>
(請(qǐng)注意看到這里時(shí),就不要利用充電器的放電功能對(duì)鎳氫充電電池和鋰離子充電電池進(jìn)行放電動(dòng)作,尤其是鋰離子充電電池,由于本身的材質(zhì)因數(shù),并不允許電池本身能夠承受充電器的強(qiáng)制放電。如果你硬要對(duì)鋰離子充電電池進(jìn)行放電,最終將導(dǎo)致電池?fù)p壞。)另外,你使用需放電的鎳鎘充電電池,那么建議你,不論使用電池的次數(shù)是否頻繁,最好每隔兩、三個(gè)月左右就對(duì)鎳鎘充電電池進(jìn)行一次充放電,這樣可以確保鎳鎘充電電池的記憶效應(yīng)對(duì)電池的影響減到最低狀態(tài)。
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