Nekaj malega o Li-Ion členih

Pri LiPo.si vsak LiIonski paket naredimo po naročilu, stalna zaloga je le za bolj popularne pakete. Čas izdelave je 1 do 2 delovna dneva za manjše količine. Prednost je, da se lahko o vsem dogovorimo (oblika paketa, dolžine in preseki kablov, balanserski priključek in seveda glavni priključek). S tem postanejo LiIonski paketi zanimivi tudi za zelo posebne aplikacije – npr paketi v krilu, zelo nizki paketi in podlogovati paketi, itd. Kljub vsem željam smo pri LiPo.si zelo fleksibilni in se z vami ne samo pogovorimo o sestavi paketa, ampak vam tudi strokovno svetujemo za kompletno rešitev (polnilnik/polnjenje/terenski paket).

Prednost je tudi v poljubni vezavi xSyP za dosegaje  daljših praznilnih časov.

Primer uporabe  6S 21700 tabless paketa  v visokozmogljivem  EDF  modelu  (100A)

BAK N21700 45D 4400mAh 60A, tabless

6,91 € – 73,20 € na zalogi

Dodaj v košarico

-5%

Molicel INR21700-P45B 4500mAh – 45A

9,00 € Izvirna cena je bila: 9,00 €.8,55 €Trenutna cena je: 8,55 €. na zalogi

Dodaj v košarico

Molicel INR21700-P42A 4200mAh – 45A

7,93 € na zalogi

Dodaj v košarico

-5%

Molicel INR21700-P50B 5000mAh – 50A

19,52 € Izvirna cena je bila: 19,52 €.18,54 €Trenutna cena je: 18,54 €. na zalogi

Dodaj v košarico

Litij-ionski (Li-ion) akumulatorji so danes ena najbolj priljubljenih tehnologij za shranjevanje energije in napajanje različnih naprav, od mobilnih telefonov do električnih vozil in naprav za shranjevanje energije v omrežjih. Njihova priljubljenost izhaja iz številnih prednosti, ki jih ponujajo, čeprav imajo tudi nekatere slabosti. Tukaj je nekaj ključnih informacij o teh akumulatorjih:

Litij-polimerni (Li-Po) in litij-ionski (Li-ion) členi so dve najbolj razširjeni tehnologiji za baterije, z različnimi lastnostmi, ki so primerne za različne aplikacije. Tokovno zmogljivi členi so še posebej pomembni, kadar naprave zahtevajo visoke izhodne tokove, kot je pri električnih vozilih, dronih, radijsko vodenih napravah, visoko zmogljivih prenosnih napravah in orodjih. Tukaj je primerjava obeh tehnologij glede na njihove ključne značilnosti:

1. Kemijska struktura in konstrukcija

• Litij-ionski (Li-ion) členi: Imajo tekoči elektrolit, ki omogoča prenos litijevih ionov med katodo in anodo. Ohišje Li-ion člena je pogosto v kovinskih cilindričnih ali prizmatičnih oblikah (npr. 18650 ali 21700), kar poveča robustnost in zaščito.
• Litij-polimerni (Li-Po) členi: Namesto tekočega elektrolita uporabljajo polimeriziran gel ali trden elektrolit. Običajno so v mehki pravokotni obliki (“žepek” iz aluminijeve folije), ki je lažja in bolj prilagodljiva. Ta konstrukcija omogoča izdelavo baterij različnih oblik in velikosti, kar je idealno za aplikacije, kjer so prostorske omejitve.

2. Tokovna zmogljivost

• Litij-ionski členi: So zelo zanesljivi za standardne aplikacije, kjer so potrebe po tokovih srednje do visoke. Tipična stopnja praznjenja je do 2C, kar pomeni, da lahko baterija odda tok, ki je do dvakrat večji od njene kapacitete. Nekateri izboljšani Li-ion členi za visoko zmogljivost lahko ponudijo višje trajne tokove (do 5C ali več), tabless členi od 15 do 20C (do 80°C).
• Litij-polimerni členi: So znani po tem, da jih lahko praznimo z zelo visokimi tokovi. Tipične stopnje praznjenja so 20C do 50C, v nekaterih primerih pa lahko dosežejo celo 100C ali več. Zaradi teh visokih praznilnih tokov se pogosto uporabljajo v napravah, ki zahtevajo hitro sproščanje velike količine energije, kot so droni, modelarska vozila, in visoko zmogljivi prenosni električni izdelki.

3. Gostota energije

• Litij-ionski členi: Imajo višjo gostoto energije, kar pomeni, da lahko na enoto mase shranijo več energije. To je pomembno za naprave, kjer je dolgo trajanje delovanja brez polnjenja ključnega pomena. Povprečna energijska gostota je okoli 150–250 Wh/kg.
• Litij-polimerni členi: Imajo nekoliko nižjo gostoto energije kot litij-ionski členi, kar pomeni, da na enako maso shranijo manj energije. Energijska gostota se običajno giblje med 100–200 Wh/kg, vendar se tehnologija stalno izboljšuje.

4. Varnost

• Litij-ionski členi: Zaradi tekočega elektrolita so bolj občutljivi na mehanske poškodbe in pregrevanje. Kadar pride do prekomernega polnjenja ali pregrevanja, lahko tekoči elektrolit povzroči uhajanje in v nekaterih primerih celo eksplozijo ali požar. Zaradi tega so običajno opremljeni z zaščitnimi vezji (BMS – Battery Management System), ki preprečujejo nevarnosti, kot so prekomerno polnjenje, prenapetost ali prekomerno praznjenje.
• Litij-polimerni členi: Zaradi svoje mehkejše konstrukcije so bolj odporni na mehanske poškodbe. Čeprav so Li-Po členi na splošno varnejši glede mehanskih poškodb, so bolj občutljivi na napake zaradi prekomernega polnjenja ali pregrevanja. V primeru okvare ali mehanskih poškodb se lahko napihnejo ali počijo.

5. Teža in oblika

• Litij-ionski členi: So nekoliko težji zaradi svoje kovinske zaščitne embalaže in tekočega elektrolita. Njihova cilindrična ali pravokotna oblika je vnaprej določena, kar pomeni, da so včasih manj prilagodljivi za posebne aplikacije, kjer je potrebna prilagodljivost v obliki in velikosti baterij.
• Litij-polimerni členi: So lažji zaradi mehkejše embalaže in polimernega elektrolita. Njihova največja prednost je, da jih je mogoče izdelati v skoraj katerikoli obliki, kar omogoča boljše prilagajanje napravam z omejenim prostorom ali določenimi zahtevami glede oblike.

6. Cena

• Litij-ionski členi: So običajno cenejši za proizvodnjo in so na voljo v velikih količinah zaradi široke uporabe v elektroniki in električnih vozilih. Njihova proizvodna tehnologija je bolj standardizirana.
• Litij-polimerni členi: So običajno dražji zaradi bolj zapletene proizvodnje, še posebej, če so narejeni po meri glede na specifične oblike in dimenzije.

7. Življenjska doba

• Litij-ionski členi: Imajo običajno daljšo življenjsko dobo v smislu polnilnih ciklov, kar pomeni, da lahko zdržijo do 500–2000 ciklov, preden se njihova zmogljivost bistveno zmanjša.
• Litij-polimerni členi: Imajo nekoliko krajšo življenjsko dobo, običajno okoli 300–1000 ciklov, odvisno od načina uporabe in pogojev polnjenja.

8. Uporaba

• Litij-ionski členi: Pogosto se uporabljajo v napravah, kjer je ključnega pomena visoka energijska gostota in dolga življenjska doba. To vključuje:
  • Mobilne telefone
  • Prenosne računalnike
  • Električna vozila
  • Hranilniki energije
• Litij-polimerni členi: Se uporabljajo predvsem tam, kjer so potrebni visoki izhodni tokovi, majhna teža in prilagodljiva oblika, kot na primer:
  • Droni
  • RV modeli
  • Prenosna električna orodja
  • Pametni telefoni in tablice, kjer je prostor omejen

Zaključek

• Litij-ionski členi so boljši za aplikacije, kjer sta pomembna dolga življenjska doba, visoka energijska gostota ter cena.
• Litij-polimerni členi so primernejši za aplikacije, kjer so ključni visoki praznilni tokovi (realno >30C trajno) in res hitro terensko polnjenje (5-10C).

Obe tehnologiji imata svoje prednosti in slabosti, odvisno od specifičnih potreb aplikacije.

Velika prednost LiIon členov je, da se kapacitete posameznih členov v eni seriji se razlikujejo v maksimalno 1-2% in je zato zlaganje v pakete preprosti. Še sploh postane to skoraj nepomembno, če jih bomo 3,0V / člen (pri večini nizkocenovnih krmilnikov – ESC – so to privzete napetostne vrednosti odklopa).

Primerjava uporabe posameznih členov Li-Ion v paketih in LiPo (litij-polimer) paketov vključuje različne prednosti in slabosti glede na njihove tehnične lastnosti in aplikacije. Tukaj je pregled:

Prednosti uporabe posameznih Li-Ion členov v paketih

1. Boljša energijska gostota

• Li-Ion celice običajno nudijo višjo energijsko gostoto v primerjavi z LiPo. To pomeni večjo kapaciteto pri enaki teži ali volumnu.

2. Stabilnost in zanesljivost

• Li-Ion celice so bolj kemično stabilne in imajo manjšo verjetnost napihnjenosti ali uhajanja elektrolita.
• Njihova življenjska doba je običajno daljša, saj so manj občutljive na nepravilnosti pri polnjenju in praznjenju.

3. Standardne velikosti in oblikovanje

• Li-Ion celice, kot so 18650 ali 21700, imajo standardizirane oblike in velikosti, kar olajša izdelavo paketov in zamenjavo celic.
• Modularni dizajn omogoča prilagoditev paketov specifičnim potrebam.

4. Cenovna dostopnost

• Zaradi množične proizvodnje so Li-Ion celice običajno cenejše kot LiPo paketi, še posebej pri večjih količinah.

5. Fleksibilna konfiguracija

• Li-Ion člene je enostavno sestaviti v različne pakete (serijsko in vzporedno povezovanje) za doseganje želene napetosti in kapacitete.

6. Večja mehanska odpornost

• Jeklena cilindrična oblika Li-Ion členov je veliko bolj odporna kot mehki Lipo “žepki”. 

Slabosti uporabe posameznih Li-Ion členov v paketih

1. Omejena prilagodljivost oblike

• Zaradi standardnih oblik in dimenzij Li-Ion celic je težje prilagoditi paket za neobičajne prostorske omejitve ali posebne aplikacije.

2. Nižja maksimalna moč praznjenja

• Li-Ion celice običajno ne omogočajo tako visokih praznilnih tokov kot LiPo celice, kar je lahko omejitev v aplikacijah, kot so modeli RC ali droni.

Prednosti uporabe LiPo paketov

1. Visoka zmogljivost praznjenja

• LiPo celice imajo višje maksimalne praznilne tokove (C-rate), kar jih naredi idealne za aplikacije, kjer je potrebna velika moč, kot so droni, RC avtomobili in visoko zmogljive naprave.

2. Prilagodljiva oblika

• LiPo celice so tankega in ploskega dizajna, kar omogoča prilagoditev paketov za tesne ali nepravilne prostorske omejitve.

3. Manjša teža

• Zaradi odsotnosti kovinskih ohišij so LiPo paketi lažji, kar je prednost v aplikacijah, kjer je teža kritična (npr. droni).

4. Enostavnejši dizajn

• Ker so LiPo baterije pogosto že v obliki paketov, so lažje za vgradnjo in ne zahtevajo sestavljanja iz posameznih celic.

Slabosti uporabe LiPo paketov

1. Krajša življenjska doba

• LiPo celice se hitreje starajo in so bolj občutljive na nepravilno polnjenje/praznjenje ali temperaturne spremembe.
• Večja verjetnost napihnjenosti zaradi nabiranja plinov v elektrolitu.

2. Manjša energijska gostota

• Pri enaki velikosti ali teži imajo LiPo celice običajno nižjo kapaciteto kot Li-Ion – ca 1/3. 

3. Višja cena

• Zaradi manjšega obsega proizvodnje in specifičnih aplikacij so LiPo paketi običajno dražji od Li-Ion celic.

4. Varnostne pomanjkljivosti

• LiPo baterije so bolj nagnjene k termičnemu uhajanju, požarom ali eksplozijam, še posebej ob mehanskih poškodbah ali prenapetostih.

5. Manj standardizacije

• Oblike in velikosti LiPo paketov so pogosto specifične za proizvajalca, kar otežuje njihovo zamenjavo ali univerzalno uporabo.

Zaključek

Izbira med Li-Ion in LiPo baterijami je odvisna od aplikacije:

• Li-Ion celice so boljša izbira za aplikacije, kjer je ključna dolga življenjska doba, stabilnost, energijska gostota in stroškovna učinkovitost (npr. e-kolesa, električna vozila, shranjevanje energije).
• LiPo paketi so idealni za aplikacije, kjer so pomembni visoki praznilni tokovi, lahkost, prilagodljivost oblike in kompaktne dimenzije (npr. droni, modeli RC, prenosne naprave).

Primerjava 21700 in 18650 členov

Litij-ionski členi 21700 so posebna vrsta valjastih litij-ionskih baterij, ki jih pogosto uporabljajo v visokozmogljivih napravah, električnih vozilih in sistemih za shranjevanje energije. Gre za evolucijo standardnih 18650 členov, ki so bili dolgo časa najbolj razširjeni. Njihovo ime 21700 označuje dimenzije člena:

• 21 mm premer
• 70 mm dolžina

Ključne značilnosti 21700 členov

1. Večja zmogljivost:
   • 21700 člani imajo večjo energijsko gostoto v primerjavi z 18650 člani zaradi večjih dimenzij. Kapacitete 21700 člena se običajno giblje med 4000 mAh in 6000 mAh, kar je bistveno več od povprečne zmogljivosti 18650 članov (običajno do okoli 3500 mAh).
   • Ta večja kapaciteta omogoča daljše delovanje naprav brez potrebe po pogostem polnjenju.
2. Boljša energetska gostota:
   • Večja velikost člena omogoča boljšo energetsko gostoto, kar pomeni več energije na enoto prostora. To je ključnega pomena za aplikacije, kjer je treba optimizirati težo in prostor, kot pri električnih vozilih in baterijah za shranjevanje energije.
3. Daljša življenjska doba:
   • Večja kapaciteta pomeni, da lahko 21700 baterija ponudi več polnilnih ciklov pri manjši obremenitvi, kar lahko podaljša njeno življenjsko dobo.
4. Višja učinkovitost:
   • V primerjavi s standardnimi 18650 člani, so 21700 baterije bolj učinkovite v smislu razmerja med energijo in prostornino. To pomeni, da lahko proizvajalci naprav in vozil uporabijo manj členov za doseganje enake količine energije, kar zmanjša kompleksnost baterijskih paketov in optimizira prostor.
5. Boljša toplotna upravljivost:
   • Zaradi večje velikosti in izboljšanih materialov lahko 21700 členi bolje upravljajo s toploto, kar pomeni manjše tveganje pregrevanja in daljšo življenjsko dobo.

Uporaba 21700 členov

1. Električna vozila (EV):
   • Ena izmed največjih aplikacij za 21700 člene je v industriji električnih vozil. Tesla je bila ena prvih velikih proizvajalcev, ki je prešla z 18650 členov na 21700 za svoje modele, kar je omogočilo večjo energijsko zmogljivost in daljši doseg vozil brez potrebe po dodatnih baterijskih paketih.
2. Shranjevanje energije:
   • 21700 členi se uporabljajo v stacionarnih sistemih za shranjevanje energije, kjer je pomembna njihova visoka zmogljivost in dolga življenjska doba. Ti sistemi so ključni za shranjevanje obnovljive energije, kot so sončna in vetrna energija, ter za stabilizacijo energetskih omrežij.
3. Visoko zmogljive prenosne naprave:
   • Uporabljajo se v visokozmogljivih napravah, kot so električna orodja, e-kolesa, skiroji in prenosne baterije. Večja kapaciteta omogoča daljše delovanje brez potrebe po pogostem polnjenju.

Prednosti prehoda na člene velikosti 21700

• Večja kapaciteta: Zaradi večje velikosti lahko shrani več energije.
• Manj členov v baterijskih paketih: Manj členov pomeni manj povezav, kar poenostavi izdelavo baterij in poveča njihovo zanesljivost.
• Boljša učinkovitost: 21700 člani lahko omogočijo boljšo učinkovitost na enoto prostora in teže, kar je pomembno predvsem za avtomobilsko industrijo.

Slabosti

• Večja velikost: Čeprav prinaša večjo zmogljivost, lahko večja velikost predstavlja omejitve pri napravah, kjer je prostor omejen.
• Višji začetni stroški: Proizvodnja baterijskih paketov s 21700 člani je na začetku dražja, čeprav dolgoročne koristi zaradi višje kapacitete in učinkovitosti običajno nadomestijo začetno naložbo.

Zaključek

21700 členi so izboljšana različica litij-ionskih baterij, ki ponujajo večjo zmogljivost, boljšo energetsko gostoto in daljšo življenjsko dobo. Zaradi teh lastnosti so idealni za aplikacije, kjer je ključnega pomena visoka zmogljivost in optimizacija prostora, kot so električna vozila in sistemi za shranjevanje energije. S svojo širšo uporabo postajajo standardna izbira pri razvoju novih tehnologij baterij.

Pri LiPo.si uporabljamo za pakete, kjer so praznilni tokovi do 20A punktiranje (kWeld) in nikljeve trakove ustreznih presekov

Pri spajanju tabless členov ali členov v pakete, kjer so pričakovani praznilni tokovi več kot 20/30A, pa jih med seboj spajkamo.

Pribor

8 Izdelki

“Recept čez palec” je tu dokaj preprost – višja kot je kapaciteta, manjša je tokovna zmogljivost in obratno.

18650 členi:

Visokoenergijski členi imajo tipične kapacitete med 3000 – 4000mAh (praznjenje do 10A, polnjenje 0.5C)

Visokotokovni členi imajo tipične kapacitete med 2000 – 3000mAh (praznjenje do 30A, polnjenje do 2C)

21700 členi:

Visokoenergijski členi imajo tipične kapacitete med 5000 – 6000mAh (praznjenje do 10A, polnjenje 0.5C)

Visokotokovni (tudi tabless) členi imajo tipične kapacitete med 3000 – 4400mAh (praznjenje do 70A, polnjenje do 3-5C)

LiIon 18650/21700 členi so za razliko od LiPO členov (“žepkov”) veliko bolj robustni, saj je zunanji ovoj iz jekla.

Delovna temperatura je lahko celo do 80°C kar predstavlja tudi zgornjo mejo pri visokotokovnih obremenitvah. Proizvajalci radi uporabijo kar specifikacijo za maksimalno tokovno obremenitvijo do 80°C, pri tem pa ni nujno, da se bodo členi pri tem popolnoma izpraznili (do 2.5V). Seveda se pri višji temperaturi členi hitreje degradirajo (izguba kapacitete in povišanje notranje upornosti).

Večinoma je notranja upornost LiIon členov dokaj neodvisna od temperature. To še posebej velja za visokoenergijske člene. Pri visokotokovnih členih je opazna razlika med sobno temperaturo in ca 40°C , notranja upornost se zmanjša za ca 1/3.

Zelo zanimivi so tabless členi, kjer pa je razlika med notranjo upornostjo pri sobni temperaturi in 40°C že dokaj očitna, saj se lahko več kot prepolovi!

Tabless tehnologija omogoča cilindričnim členom res nizko notranjo upornost in s tem visoke praznilne tokove, ki so že primerljivi z LiPo paketi serije 25C – 30C ali celo kaj več.

Zaenkrat (december 2024) so v prosti prodaji predvsem členi velikosti 21700, napovedani pa so že členi velikosti 18650 (AmpAce) in tudi večji (4680 in podobni).

LiPo.si spoznanja

Tabless členi se obnašajo podobno kot LiPo paketi. S temperaturo jim precej pade notranja upornost. Ker se lahko taki paketi tudi hitro polnijo (3C-5C) se med polnjenjem dovolj segrejejo (veliko bolj kot LiPo!), da jih pripravimo za hitro praznjenje. Tako veljajo vsi naši nasveti za hitro terensko polnjenje.

Prednost LiIon tabless paketov je seveda v tem, da imajo za ca 1/3 višjo energijsko gostoto. Drugače povedano, enako težak LIIon tabless paket bo imel za 1/3 večjo energijo / kapaciteto kot LiPo paket.

Primerjava praznilnih krivulj enako težkih paketov LiPo (vijolična) in LiIon tabless členov (modra)

Za modelarje zelo zanimiva primerjava praznilnih krivulj Lipo paketa (Gens Ace Soaring 3300mAh po polnjenju 2C – 6.6A) in LiIon BAK 45D 4400mAh paketa (po polnjenju 10A). Prikazana je pozamezna napetost člena.

Ja, posebno pri tabless členih je to možno (3C – 5C)!

Pri običajnih paketih je specificirano polnjenje do 1C, pri visokoenergijskih paketih do 0.5C. Razlog so velike upornosti, kjer hitro polnjenje pomeni veliko segrevanje paketov in s tem drastično krajšanje življenjske dobe.

Pri tokovno zmogljivih in posebno pri tabless členih pa se pri polnjenju do 5C zelo zmanjša notranja upornost (segrejejo se na ca 40°C) in so tako napetosti med praznjenjem dosti višje, malenkost višja je tudi razpoložljiva kapaciteta.  Lahko bi rekli, da veljajo naši nasveti za hitro terensko polnjenje (le napetost naj bo do 4,25V/člen):

Hitro polnjenje Gens Ace LiPo paketov

Kako hitro se lahko polni Gens Ace pakete? Primerjava praznjenj po počasnem in hitrem polnjenju...

30
Mar

Pri vseh členih 18650 ali 21700 lahko nudimo ob doplačilu tudi t.i. gumbni vrh (+2mm), ki je potreben pri nekaterih napravah / aplikacijah.

Načeloma so LiIon paketi veliko manj občutljivi na čase med koncem polnjenja in začetkom praznjenja in koncem praznjenja in začetkom shranjevanja v kolikor so napetosti v predpisanih mejah. Vseeno pa svetujemo, da pri tokovno zmogljivih (tabless) členih uporabljate naše nasvete za LiPo pakete

• Nikoli ne shranjujte celic blizu virov toplote, na prostem ali tam, kjer je veliko tresljajev.
• Nikoli ne shranjujte celic v napravi, ki jo uporabljate. To lahko počasi izprazni celico pod 2,5 V in jo uniči.
• Celice shranjujte v trpežnih in izolacijskih škatlah, stran od otrok in živali.
• Shranjujte vse celice in pakete na negorljivi površini ter stran od vsega, kar se lahko vname, če se celica/paket vname.
• Shranjujte pri približno 30%-50% napolnjenosti, kar je približno 3,4 V-3,6 V na celico.
• Preverite napetost shranjenih celic ali paketov vsakih nekaj mesecev, da se prepričate, da ne padejo pod 2,5 V na celico. Če je potrebno, jih napolnite na približno 3,4 V-3,6 V na celico.
• Bolje je, da celice občasno uporabljate, namesto da jih shranjujete. Celice se starajo tudi, ko so shranjene.

Shranjevanje LiPo paketov

je izredno pomembno, za zagotavljanje dolge življenske dobe in varnosti vaših visokozmogljivih LiPo paketov!

30
Mar

Polnjenje litij-ionskih (Li-Ion) baterijskih členov do 4,1 V namesto 4,2 V ima več pomembnih učinkov, ki vplivajo na zmogljivost in življenjsko dobo baterije:

1. Življenjska doba baterije

• Daljša življenjska doba: Polnjenje do 4,1 V zmanjša napetostni stres na baterijske celice, kar vodi do manjše degradacije elektrode in elektrolita. To lahko podaljša življenjsko dobo baterije tudi za 2–3 krat, odvisno od uporabe.
• Manj ciklov staranja: Vsak cikel polnjenja/izpraznjenja pri višji napetosti povzroča hitrejše staranje baterije. Z nižjo napetostjo se to upočasni.

2. Kapaciteta baterije

• Manjša kapaciteta: Pri polnjenju do 4,1 V bo baterija imela približno 10–15 % manjšo kapaciteto v primerjavi s polnjenjem do 4,2 V. To pomeni krajši čas delovanja naprave med polnjenji.
• Kompromis med kapaciteto in življenjsko dobo: Polnjenje na nižjo napetost je pogosto kompromis, ki se uporablja, kadar je daljša življenjska doba pomembnejša od največje kapacitete.

3. Varnost

• Zmanjšanje tveganja: Polnjenje do 4,1 V zmanjšuje tveganje za termično uhajanje in druge varnostne težave, saj se litij-ionske celice pri višjih napetostih segrevajo hitreje in so bolj podvržene kemični nestabilnosti.

4. Učinek na samopraznjenje

• Manjše samopraznjenje: Pri nižji napetosti se zmanjšuje tudi hitrost samopraznjenja, saj se elektrokemijske reakcije v celici odvijajo počasneje.

Kdaj se uporablja polnjenje do 4,1 V?

• Industrijske aplikacije: Kjer je ključna dolga življenjska doba, npr. v medicinskih napravah, senzorjih ali rezervnih napajalnikih.
• Električna vozila: Nekateri sistemi uporabljajo nižje polnilne napetosti za izboljšanje vzdržljivosti baterij.
• Dolgoročna shranjevanja: Če se baterije ne uporabljajo pogosto, je polnjenje do 4,1 V bolj primerno za zmanjšanje degradacije.

Zaključek

Izbira med polnjenjem do 4,1 V ali 4,2 V je odvisna od prednosti, ki jih želite doseči:

• 4,2 V / 4,25 V: Maksimalna kapaciteta in zmogljivost, a krajša življenjska doba.
• 4,1 V: Daljša življenjska doba in večja varnost, a manjša kapaciteta.

Za praktično uporabo je priporočljivo prilagoditi polnilno napetost glede na specifične potrebe in zahteve naprave.

Uporaba sistema za upravljanje baterij (BMS – Battery Management System) pri Li-Ion baterijskih paketih ima številne prednosti, vendar tudi nekaj slabosti. Tukaj je pregled:

Prednosti uporabe BMS

1. Varnost

• Preprečuje prenapetost in podnapetost baterijskih členov.
• Ščiti pred prevelikim tokom (kratki stiki ali preobremenitve).
• Vključuje toplotno zaščito (preprečuje pregrevanje celic).
• Zmanjšuje tveganje za termično uhajanje ali eksplozijo.

2. Podaljšana življenjska doba baterije

• Uravnava napetosti posameznih členov (balansiranje), kar preprečuje degradacijo zaradi neuravnoteženih celic.
• Zagotavlja optimalne pogoje delovanja, kar zmanjša obrabo celic.

3. Natančno spremljanje in nadzor

• Omogoča natančno spremljanje stanja napolnjenosti (SOC) in stanja zdravja (SOH) baterij.
• Beleži parametre, kot so napetost, tok, temperatura in število ciklov, kar omogoča boljše vzdrževanje in diagnostiko.

4. Večja učinkovitost

• Optimizira delovanje baterijskega paketa s preprečevanjem izgube energije zaradi neuravnoteženih celic.
• Poveča razpoložljivo kapaciteto paketa.

5. Funkcionalnosti za uporabnike

• Omogoča funkcije, kot so komunikacija z napravami (prek I2C, UART, CAN itd.).
• Lahko podpira napredne funkcije, kot so predgrevanje baterije pri nizkih temperaturah ali ocena preostalega časa delovanja.

6. Večja prilagodljivost sistemom

• Omogoča uporabo baterijskih paketov v bolj kompleksnih aplikacijah, kot so električna vozila, sončne elektrarne in UPS sistemi.

Slabosti uporabe BMS

1. Dodatni stroški

• BMS je lahko drag, še posebej za napredne sisteme z več funkcijami.
• Višji stroški načrtovanja in izdelave baterijskega paketa.

2. Kompleksnost

• Uporaba BMS poveča kompleksnost baterijskega sistema, kar zahteva večjo strokovnost pri načrtovanju in vzdrževanju.
• Potrebna je skrbna kalibracija in konfiguracija za optimalno delovanje.

3. Možnost okvar

• Če BMS odpove, lahko to privede do nepravilnega delovanja baterijskega paketa, kar lahko celo poškoduje celice.
• Zapletene napake v programski opremi ali elektroniki lahko povzročijo nepravilne odčitke ali omejitve.

4. Poraba energije

• BMS sam po sebi porablja energijo, kar lahko vpliva na skupno avtonomijo sistema, čeprav je ta poraba običajno majhna.

5. Omejitve zmogljivosti

• V določenih primerih lahko zaščitni mehanizmi BMS omejijo maksimalno zmogljivost baterijskega paketa, kar je lahko problem v aplikacijah, kjer je potrebna visoka moč.

6. Združljivost

• BMS mora biti natančno zasnovan glede na specifične značilnosti baterijskih celic in sistema. Napačna izbira BMS lahko vodi do slabšega delovanja ali celo poškodb.

Zaključek

Uporaba BMS je skoraj nujna za večino Li-Ion aplikacij, kjer je varnost in zanesljivost ključnega pomena. Čeprav prinaša dodatne stroške in kompleksnost, so njegove prednosti, kot so daljša življenjska doba, izboljšana varnost in učinkovito delovanje, običajno vredne naložbe.

Za manjše in enostavnejše aplikacije (npr. manjše DIY projekte in naše modelarske paketke) pa je seveda smotrno uporabljati baterije brez BMS, vendar to zahteva izjemno pazljivost in pogosto ročno spremljanje delovanja baterij (dober polnilnik in modelarsko znanje, ki ga ponujamo tu brezplačno).

Življenjska doba Li-Ion in LiPo baterij se razlikuje zaradi njihovih kemičnih in konstrukcijskih značilnosti, vendar je močno odvisna tudi od pogojev uporabe, kot so polnjenje, praznjenje, temperatura in način uporabe. Tukaj je primerjava:

1. Tipična življenjska doba v ciklih

• Li-Ion:
  • Običajno 500–1000 ciklov, odvisno od kakovosti celic in načina uporabe.
  • Pri optimalnih pogojih (npr. omejeno polnjenje do 4,1 V in zmerno praznjenje) lahko doseže tudi do 1500 ciklov ali več.
• LiPo:
  • Tipično 300–500 ciklov, pri Gens Ace / Tattu do 1000 ciklov in tudi več, če so pogoji idealni.
  • LiPo baterije so bolj občutljive na nepravilno polnjenje/praznjenje, in neprimeren/slab polnilnik kar lahko skrajša življenjsko dobo (tudi samo nekaj 10 ciklov).

Zaključek:

Li-Ion baterije imajo daljšo življenjsko dobo v smislu števila ciklov.

2. Starostna degradacija

• Li-Ion:
  • Po 2–3 letih uporabe se kapaciteta začne znatno zmanjševati, ne glede na število ciklov. Vendar se staranje lahko upočasni z nižjo napetostjo polnjenja (npr. do 4,1 V)  – uporaba tudi 10-15 let.
• LiPo:
  • LiPo baterije se starajo hitreje, pogosto že po 1–2 letih začnejo izgubljati kapaciteto, tudi če jih ne uporabljamo. Nabiranje plinov v elektrolitu lahko povzroči napihnjenost in neuporabnost celic. Pri Gens Ace paketih je življenjska doba okoli 5-10 let.

Zaključek:

Li-Ion baterije so manj občutljive na starostno degradacijo, vendar so Gens Ace / Tattu paketi zelo primerljivi ob ustreznih postopkih.

3. Občutljivost na temperaturo

• Li-Ion:
  • Dobro delujejo v razponu od 0 °C do 45 °C (polnjenje) in -20 °C do 60 °C (praznjenje). Visoke temperature (>60 °C) ali nizke temperature (<0 °C) pospešijo degradacijo.
• LiPo:
  • Bolj občutljive na temperaturne spremembe. Previsoke temperature (>45 °C) ali nizke temperature (<0 °C) lahko hitro poškodujejo celico.

Zaključek:

Li-Ion baterije so bolj odporne na temperaturne spremembe in s tem trajnejše.

4. Občutljivost na globoko praznjenje in prenapolnjenje

• Li-Ion:
  • So bolj tolerantne na globoko praznjenje, vendar redno praznjenje pod 2,5 V ali polnjenje nad 4,2 V lahko povzroči trajno škodo.
• LiPo:
  • So zelo občutljive na globoko praznjenje (<3,0 V) in prenapolnjenje (>4,2 V). Takšne razmere lahko povzročijo hitro degradacijo ali celo nevarnosti (napihnjenost, požar).

Zaključek:

Li-Ion baterije so robustnejše glede na nepravilnosti v polnjenju in praznjenju.

5. Razlogi za skrajšanje življenjske dobe

• Li-Ion:
  • Glavni razlogi za degradacijo: visoke temperature, polnjenje do 4,2 V, pogosto polnjenje/praznjenje pri visokih tokovih.
• LiPo:
  • Glavni razlogi za degradacijo: globoko praznjenje, shranjevanje v polnjem stanju / praznem stanju in visoke temperature in pogosto praznjenje pri visokih tokovih pri prenizkih temperaturah.

6. Uporabne aplikacije in življenjska doba

• Li-Ion:
  • Pogosto se uporabljajo v aplikacijah, kjer je pomembna dolga življenjska doba, kot so električna vozila, prenosni računalniki in sistemi za shranjevanje energije. Pri teh aplikacijah lahko Li-Ion baterije delujejo več let z minimalno degradacijo.
• LiPo:
  • Uporabljajo se v aplikacijah, kjer je potrebna visoka moč in prilagodljiva oblika, kot so droni, RC modeli in kompaktne elektronske naprave. Vendar zaradi višje stopnje degradacije zahtevajo pogostejšo zamenjavo.

Skupni zaključek

• Li-Ion: Daljša življenjska doba zaradi višje tolerance na cikle, manjše starostne degradacije in večje odpornosti na temperaturne ekstreme. Primerne so za dolgotrajne aplikacije z zmerno praznitvijo.
• LiPo: Krajša življenjska doba zaradi večje občutljivosti na globoko praznjenje, staranje in temperaturne spremembe. Primernejše za aplikacije, kjer so ključni visoki praznilni tokovi in prilagodljivost oblike.

Če je cilj dolga življenjska doba in zanesljivost, so Li-Ion baterije boljša izbira. Če pa potrebujete visoko zmogljivost in lahkost, se lahko odločite za LiPo, a bodite pripravljeni na pogostejše zamenjave.

To so nekateri splošni napotki za tiste, ki šele začenjajo uporabljati Li-Ion celice, ali za tiste, ki bi radi osvežili znanje o “najboljših praksah” pri njihovi uporabi.

Splošno

• Nikoli ne dovolite, da se celice ali paketi pregrejejo (>80°C) ali podhladijo (<0°C). Sobna temperatura ali nekoliko hladneje je najboljše za res dolgo žilvjensko dobo (~2000 ciklov). Za modelarje, ki jih praznijo z >10C je najboljša začetna temperatura okoli 40°C (tabless).
• Kadar je to mogoče, se izogibajte tresljajem in udarcem.
• Nikoli ne dovolite, da se celice zmočijo ali prekrijejo s kondenzacijo. Če se to zgodi, jih takoj odstranite iz naprave ali odklopite baterijski paket od vseh elektronskih naprav in ga postavite zunaj, dokler se ne posuši.
• Če celica ali paket oddaja dim ali se vname, takoj zapustite območje. Dim je izjemno strupen.
• Če je celica ali paket vidno udrt bolj kot le malo, priporočam, da ga zamenjate.
• Pri cilindričnih celicah vedno poskrbite, da je zaščitni ovoj in zgornji izolacijski obroček v POPOLNEM stanju. Če je kateri od njiju strgan ali poškodovan, ga naj zamenja nekdo, ki ima izkušnje s tem (npr. pri nas).
• Če je zgornji ali spodnji kontakt okrogle celice udrt zaradi pretesnega vstavljanja v napravo, zamenjajte celico. Preveliko udiranje lahko vpliva na zgornjo prezračevalno ploščo, zlomi zgornje tesnilo ali povzroči kratki stik v notranjosti celice.
• Nikoli ne nosite celice v žepu! Lahko pride do kratkega stika z kovanci ali ključi, kar lahko povzroči ogenj in resne opekline.
• Ko celico odvržete, je nikoli ne vrzite v smeti! Ovijte jo v lepilni trak, da preprečite kratek stik, in jo odnesite na mesto, kjer sprejemajo Li-Ion celice za reciklažo. Veliko večjih trgovin z elektroniko ali gradbenimi materiali to omogoča.

Polnjenje

• Nikoli ne polnite celic nad 4,20 V, največ 4,25 V.
• Nikoli ne polnite hitreje od “Quick/Fast” polnilne hitrosti, navedene v podatkovnem listu. Polnjenje s standardno hitrostjo ali počasneje bo podaljšalo življenjsko dobo celice (namesto tipičnih ~500 “modelarskih” ciklov do preko 1000 ciklov)
• Nikoli ne polnite celice ali paketa, ki je pod 0 °C, razen če podatkovni list to izrecno dopušča.
• Pustite, da se topla celica/paket ohladi na sobno temperaturo, preden jo začnete polniti (ne velja za tabless člene, kjer je dobro da so pri telesni temperaturi).
• Vedno bodite v bližini in budni med polnjenjem.
• Vedno polnite na negorljivi površini.
• Če se katera celica med polnjenjem segreje bolj kot le malo, priporočam počasnejšo polnilno hitrost.
• Če je vaš polnilec nastavljiv, polnjenje na 4,15 V ali manj lahko podaljša življenjsko dobo celice (še posebej na 4,10 V ali manj), vendar bo to skrajšalo čas delovanja (manjša kapaciteta).

Uporaba

• Nikoli ne dovolite, da napetost celice pade pod 2,5 V. Če se to zgodi, jo takoj in zelo počasi napolnite nazaj na 3,0 V, pri tem pa pazite, da se nobena celica ne segreje bolj kot druge. Po dosegu 3,0 V lahko polnite normalno.
• Če je bila celica/paket pod 2,5 V dlje kot nekaj ur, priporočam, da jo zamenjate in reciklirate.
• Življenjsko dobo celice/paketa lahko podaljšate, če ga ne praznite popolnoma. Na primer, prenehajte prazniti pri 3,2 V namesto 2,8 V za vsak cikel. Še boljša praksa je ustaviti pri 3,4 V, vendar bo to zmanjšalo čas delovanja (manjša razpoložljiva kapaciteta). Pri Tabless členih, ki imajo višjo napetost med praznjenjem je to manjši problem).
• Uporabljajte Li-Ion celice/pakete, dokler je čas delovanja še uporaben, kar naj bi trajalo več let. Nato jih zamenjajte in reciklirajte.
• Nikoli ne uporabljajte celice, ki je napihnjena, pušča smrdljivo tekočino ali deluje nenavadno! Takoj prenehajte z uporabo, jo ovijte, če pušča, ter zamenjajte/reciklirajte. Previdno očistite morebitno tekočino, saj je gorljiva in strupena.
• Topla celica/paket lahko zagotovi nekoliko daljši čas delovanja, vendar NIKOLI ne poskušajte predgreti celice/paketa! Lahko jo uporabljate takoj po polnjenju ali polnite pri “Quick/Fast” hitrosti, vendar to lahko pospeši staranje celice (ne velja čisto 100% za tabless člene).
• Če ste pomotoma povzročili kratek stik na celici/paketu za več kot trenutek, ga nikoli več ne uporabljajte! Takoj ga postavite na varno mesto zunaj za 24 ur in nato reciklirajte (po tem, ko ovijete kontakte v izolacijski trak).

Skladiščenje

• Nikoli ne shranjujte celic blizu virov toplote, na prostem ali tam, kjer je veliko tresljajev.
• Nikoli ne shranjujte celic v napravi, ki jo uporabljate. To lahko počasi izprazni celico pod 2,5 V in jo uniči.
• Celice shranjujte v trpežnih in izolacijskih škatlah, stran od otrok in živali.
• Shranjujte vse celice in pakete na negorljivi površini ter stran od vsega, kar se lahko vname, če se celica/paket vname.
• Shranjujte pri približno 30%-50% napolnjenosti, kar je približno 3,4 V-3,6 V na celico.
• Preverite napetost shranjenih celic ali paketov vsakih nekaj mesecev, da se prepričate, da ne padejo pod 2,5 V na celico. Če je potrebno, jih napolnite na približno 3,4 V-3,6 V na celico.
• Bolje je, da celice občasno uporabljate, namesto da jih shranjujete. Celice se starajo tudi, ko so shranjene.

Za polnjenje posameznih členov imamo v naši ponudbi polnilnike XTAR. Za polnjenje paketov svetujemo naše ostale polnilnike. Posebno uporabnikom tabless členov svetujemo hitro terensko polnjenje – tudi za to imamo ustrezne cenovno ugodne rešitve.

XTAR

4 Izdelki

Gens Ace

8 Izdelki

Junsi iCharger

10 Izdelki