Каковы допуски на максимальный ток, который может обеспечить батарея?

Хороший вопрос. Большой вопрос. Частичный ответ...

Авторитетные производители предоставляют листы спецификаций (да, даже для аккумуляторов), и в них указаны рекомендуемые максимальные непрерывные токи и могут быть указаны пиковые допустимые токи разряда.

Максимальное значение НЕ является жестким ограничением, которое нельзя превышать, и насколько оно важно, зависит от химического состава батареи, конкретной реализации и того, насколько вы заботитесь о результате. Небольшой, но непрерывный разряд сверхтока может привести к сокращению срока службы со скоростью, непропорционально высокой по сравнению с количеством переразряда.

Существует множество систем, основанных на химии Li (лития). Некоторые из них являются первичными (не перезаряжаемыми), а некоторые вторичными (перезаряжаемыми).

Начиная с LiIon (литий-ионный), что, вероятно, вы имели в виду. Это наиболее распространенные литий-вторичные элементы, имеющие родственные побочные продукты, такие как LiPo (литий-полимер). У них есть близкие родственники, например, литий-феррофосфат (LiFePO4), который имеет меньшую емкость, но НАМНОГО лучше ведет себя.

У LiIon есть очаровательная «функция», известная эвфемистически как «вентиляционное отверстие с пламенем» (VWF) (к которой вы можете добавить :-) :-( !!!! ), то есть при использовании в режимах, не соответствующих спецификации (или иногда просто потому, что они могут) они самоуничтожатся пламенным дымом и общим весельем.

LiIon обычно рассчитан на максимальную скорость заряда 1C и максимальную скорость разряда от 1C до 2C в зависимости от производителя, модели и т. д. Скромное превышение максимальной рекомендуемой скорости разрядки не может вызвать проблем. 10% или 20%, вероятно, в порядке, и, возможно, даже 50% или 100% МОГУТ быть в порядке. YMMV, и вы не можете жаловаться, если это делает VWF.

Заряжать LiIon выше указанной скорости — действительно плохая идея [tm]. Как указано выше, это может работать нормально, но, безусловно, может привести к «выходу с пламенем». Опять же, я бы рискнул, что 10% или 20% могут быть в порядке, и, возможно, удвоение может быть в порядке. Или нет.

Если вы используете LiIon со скоростью, превышающей номинальные значения, вы, как правило, ухудшите их срок службы в ускоренном порядке. например, я предполагаю, что постоянный перезаряд на 20% может вдвое сократить срок службы. Только информированное предположение. Точно так же, запустив LiIon на несколько ниже спецификации, срок службы может быть с пользой продлен.

LiIon также имеет очень точно указанное верхнее напряжение заряда - обычно 4,2 В с некоторыми изменениями, указанными в зависимости от температуры. Превышать это значение на 0,1 вольта «неразумно», а на 0,2 вольта очень и очень неразумно. например, 4,2 В стандартное, 4,3 В опасное, 4,4 В глупое. НО небольшое снижение максимального напряжения заряда, скажем, до 4,1 В или 4,0 В, значительно улучшит срок службы, а также снизит емкость заряда. например, максимальное напряжение заряда 4,1 В может составлять 80–90% емкости.

В нижней части на срок службы также влияет Vmin. При напряжении ниже 3,0 В* остается очень мало энергии, и прекращение разряда при напряжении 3 В или даже выше может быть очень хорошей идеей на всю жизнь. (* Кривых разряда нет в наличии - смотрите графики производителя. Обратите внимание, что напряжение сильно зависит от нагрузки. Тяжелая нагрузка будет падать приемлемо ниже, чем легкая нагрузка.

Регулярно анонсируется множество «новых» версий liIon. Мало кто еще не вышел на рынок. Они могут иметь скорость заряда или разряда 10C или даже 100C. т.е. в верхней части заявлений заявлена ​​зарядка менее чем за 1 минуту.

Литий-полимерный (LiPo - НЕ путать с LFP / LiFePo) использует «пластиковые» материалы для удерживания электролита и, как правило, имеет несколько лучшие электрические характеристики и несколько большую устойчивость к разрушению VWF. В некотором роде.

Очень достойный вариант LiIon — LiFePO4/Lithium FerroPhosphate. Иногда его называют LiFe, что вполне нормально, если только это не химия. Я буду использовать ЛФП. LFP позволяет заряжать при температуре от 1°C до 2°C (некоторые производители 0,5°C), но разряжать при температуре 10°C или более (некоторые, например, 30°C). Энергоемкость ниже, чем у LiIon (около 60% или менее), но срок службы значительно выше, а производительность при высоких и низких температурах может быть выше. Правильно управляемый LFP предлагает 2000 циклов глубокого разряда (против 300-500 для LiIon), и некоторые заявляют о значительно больших цифрах для больших батарей с хорошим управлением.

Как всегда - смотрите спецификации. Лучшие производители предоставляют большой объем информации о скоростях, напряжениях, сроке службы и т. д.

LiIon — это радость управления зарядом.

NimH (см. ниже) — злобная свинья. Вы можете получить хорошие результаты с NimH, используя простые методы, но для достижения наилучших результатов нужна ракетостроение или некромантия.

Авторитетные производители оснащают литий-ионные аккумуляторы внутренней схемой защиты. Когда в одной ячейке ДОЛЖНА быть электроника внутри, чтобы сделать ее наполовину безопасной, вы знаете, что у вас есть интересный продукт. LiIon с очень низким напряжением необходимо с большой осторожностью перевести в нормальный диапазон. Очень-очень низкий уровень LiIon обычно объявляется их контроллерами мертвым. Настаивание на зарядке таких (обход защиты) может привести к гибели (обычно только аккумулятора), но может сработать при должной осторожности. Люди делают специальные пакеты для зарядки литий-ионных аккумуляторов. О чем это вам говорит?

Что и говорить, отличная технология. Обращайтесь с должным вниманием.

Слегка:

NimH: Зарядка до 1C Ok с отслеживанием отрицательной дельты V или дельты температуры или абсолютной температуры для завершения. Некоторые позволяют 2C со специальными батареями. Интеллектуальный мониторинг может позволить 2C+ с осторожностью. Вентиляторы моделей с радиоуправлением заряжают NimH при температуре 4C или выше, используя емкость x 1xx% перезарядки в качестве прекращения зарядки. например, они могут заряжать аккумулятор емкостью 4 Ач током 20 А в течение 15 минут. Это 5C и 125% затрат энергии. Жизни страдают. Им все равно.

NimH могут быть более или менее разряжены с любой скоростью, которую они будут нести. Внутреннее сопротивление ячейки все больше падает при сильном токе, что делает батарею менее полезной, если она не спроектирована соответствующим образом. Разряд должен быть остановлен, скажем, при 1 В при низких нагрузках и не ниже 0,9 В при очень высоких нагрузках. Я бы ошибся в большую сторону. Вы можете полностью разрядить их (0,8-0,9 В), но вы мало что выиграете и очень сильно повлияете на срок службы. NimH хорош для 300-500 циклов глубокой разрядки, но может быть доведен до 2000 или около того, убрав 10% сверху и снизу (прекратить разрядку раньше, прекратить зарядку раньше).

Если батарея рассчитана на ток 9 ампер, а вы ограничиваете силу тока до девяти ампер, батарея, скорее всего, будет работать в течение всего срока службы примерно так же, как указано в документации. Превышение номинального тока может не привести к немедленному отказу, но, вероятно, негативно повлияет на срок службы устройства. Попытка получить, например, 10 ампер от 9-амперной батареи может, в зависимости от обстоятельств, не оказать существенного влияния на срок службы или сократить срок ее службы вдвое (например, если батарея работает при максимальной температуре, он может быть значительно поврежден токами, которые не создают проблем при более низких температурах).

Обратите внимание, что если в течение интервала времени, измеряемого целыми секундами или минутами, будет потребляться чрезмерный ток, могут существовать пороговые значения, вблизи которых даже небольшое изменение тока может оказать огромное влияние на срок службы батареи. Например, если за пределами определенной температуры внутреннее сопротивление значительно увеличивается, то потребление тока, при котором температура будет поддерживаться ниже этой точки, может не сильно повлиять на срок службы батареи, но потребление тока, достаточного для достижения этой точки, может вызвать «частичный тепловой разгон». , где батарея в конечном итоге устанавливает равновесную температуру намного выше, чем при более низком токе. Тепловой разгон не обязательно зайдет достаточно далеко, чтобы превратить аккумулятор в кучу расплавленного шлака (это

Гипотетический пример, выбранный скорее для простоты, чем для реализма: предположим, что сопротивление 100-вольтовой батареи составляет 0,01 Ом при 50°C и не опускается ниже этого значения, а каждое изменение температуры на двадцать градусов будет представлять собой десятикратное изменение сопротивления. а рассеиваемая мощность составляет один ватт/градус Цельсия для устройства, работающего при 25°С. Если температура батареи составляет 50 ° C, через батарею можно потреблять 50 ампер в течение всего дня (при падении на 0,5 вольт батарея будет генерировать и рассеивать 25 Вт тепла). Подключение нагрузки постоянного тока на 50,01 А приведет к тому, что температура батареи начнет расти, а повышение температуры приведет к увеличению как сопротивления, так и рассеиваемой мощности, что приведет к тепловому разгону.

Однако этот процесс будет ограничен; для достижения температуры 130°С при сопротивлении 100 Ом устройство должно было бы рассеивать 105 Вт. Однако при сопротивлении 100 Ом даже при предельно короткой нагрузке из батареи мог вытекать только один ампер, поэтому в батарее рассеивалось не более 100 Вт. Таким образом, при условии, что температура 130°С не будет настолько высокой, чтобы вызвать внутреннее короткое замыкание, батарея не расплавится. С другой стороны, батарея будет работать с внутренней температурой, намного превышающей нормальную температуру, и срок службы может значительно сократиться.

Примечание: настоящие батареи могут установить или не установить верхнее температурное равновесие до того, как произойдут действительно неприятные вещи (внутреннее короткое замыкание, взрывы и т. д.), но даже когда они установят такое равновесие, напряжение, которое оно оказывает на батарею, скорее всего, разрушит ее. это в короткие сроки. Также обратите внимание, что даже если внутреннее сопротивление равномерно нагретой батареи достигнет «безопасного» состояния, возможно, что экстремальные условия перегрузки могут привести к тому, что часть батареи достигнет «аварийной» температуры до того, как батарея в целом достигнет безопасное равновесие. Можно ожидать, что перегруженная батарея благополучно превратится в безвредную груду шлака, но это не гарантирует, что вместо этого она не взорвется.