Буферный режим для Li-Ion

[Чайнег]

У меня только одно желание - максимально продлить срок службы аккумулятора, и подыскиваю для этого все возможные варианты.

Может быть, стоит посмотреть в сторону высокотоковых, низкоемких элементов? Типа Samsung 15L (1500мА-ч, номинальный ток 18А). Я не спец, а просто подумал (с), что вот у меня есть батареи для электродрели, сделанные из этих или аналогичных элементов 18650 - им уже под десяток лет, хранятся всегда полностью заряженными - а им хоть бы хны! Заметной потери емкости нет (год назад купил новые, старые ничем не хуже). "Старая школа", так сказать. Эти старперы, хоть и не блещут емкостью, имеют толстые электроды и прослойки электролита, поэтому и живут дольше. Ну, а для бесперебойного источника питания удвоенный общий вес и объем, по сравнению с новомодными 3000-3500мА-ч элементами, не проблема, если только от него не требуется быть переносным.

Про использование таких батарей для наших целей у меня есть тема:

https://electrotransport.ru/index.php?topic=57445.0

[sjaovay]

У меня только одно желание - максимально продлить срок службы аккумулятора, и подыскиваю для этого все возможные варианты.

Вариантов не так уж и много. Это зарядное устройство с минимальными токами заряда, с режимами СС и СV. Иногда можно встретить зу ещё и с восстановительным режимом ТС, т.е. с предварительным зарядом сверхмалыми и с ощутимой скважностью токами тех аков, которые были разряжены чрезмерно глубоко и обычные устройства их уже просто не видят (из-за чего даже не запускают заряд автоматически или без помощи предварительного подъёма на них напряжения вручную), но такие зу встречаются крайне редко

Спойлер

Если вы убедите, что наоборот, не буферный, а циклический режим Li-Ion увеличит его жизнь, то буду использовать циклический.

Деньги-то ваши, а сяовэю итак пришлось уже выкинуть кучу зелени на разные "подвиги", испытанные на его собственной шкуре.

Про балансировку тут речь не идет - всего одна банка.

Тем проще искать решение.

[Саахов]

Может быть, стоит посмотреть в сторону высокотоковых, низкоемких элементов?

К сожалению, не смогу этим воспользоваться, поскольку требуется минимальный вес аккумулятора - максимум 100 грамм.

Это зарядное устройство с минимальными токами заряда, с режимами СС и СV.

Если правильно понимаю, то использование контроля по CC и CV подразумевает выход на полный заряд? Что не есть хорошо в свете всеми вами вышесказанного.
Может быть, лучше использовать заряд малым током до недозаряда, скажем, до 4.0, 3.9 или 3.8 Вольта?
При таком напряжении для Li-ion получится что-то вроде режима хранения, который дает наибольшее время жизни.
Конечно, накопленная энергия при этом будет далека от 100%, но мне важнее не она, а время жизни аккумулятора.

[sjaovay]

Если правильно понимаю, то использование контроля по CC и CV подразумевает выход на полный заряд? Что не есть хорошо в свете всеми вами вышесказанного.

А что не есть хорошо в свете выше сказанного сяовэем по поводу полного заряда? И почему для хранения нельзя вначале полностью ак зарядить (невысокими токами с режимами СС и СV), а потом разрядить до принятого вами значения?

[tmiaer]

Если правильно понимаю, то использование контроля по CC и CV подразумевает выход на полный заряд? Что не есть хорошо в свете всеми вами вышесказанного.

Использование CC/CV подразумевает, что вначале подаётся стабилизированный на некотором уровне ток, во время которого на аккумуляторе растёт напряжение. Как только напряжение поднимается до установленного порога CV, стабилизируется уже оно, а ток естественным образом начинает снижаться. Величины стабилизируемых тока и напряжения могут быть любые в пределах допустимых для заряжаемой батареи. Никто не мешает установить 3.9В, при этом аккумулятор так же зарядится до них по этому алгоритму, но в итоге его уровень заряда будет около 70%.

[Саахов]

А что не есть хорошо в свете выше сказанного сяовэем по поводу полного заряда? И почему для хранения нельзя вначале полностью ак зарядить (невысокими токами с режимами СС и СV), а потом разрядить до принятого вами значения?

Не нашел, что именно он сказал по поводу полного заряда, напомните, плиз.
Что касается "зарядить.... разрядить". Мне эту схему, если не найду готового модуля, придется городить самому, поэтому усложнять алгоритм и соответственно схему совсем не хочется.

Использование CC/CV подразумевает, что вначале подаётся стабилизированный на некотором уровне ток, во время которого на аккумуляторе растёт напряжение. Как только напряжение поднимается до установленного порога CV, стабилизируется уже оно, а ток естественным образом начинает снижаться.

Поясните, пожалуйста, что дает такой хитромудрый алгоритм зарядки - время жизни, ускорение зарядки, или что?

Чем будет хуже, если заряжать Li-ion стабилизированным напряжением 3.9 Вольта через балластный резистор?
Возможно,  лучше (утверждать не берусь) заменить балластный резистор стабилизатором фиксированного тока.
Ток заряда в этом случае в начале процесса тоже  будет большим, но в затем, по мере заряда и приближения к 3.9 В,  будет уменьшаться и придет к нулю.
Причем, в случае использования балластного резистора снижения тока будет плавным, а со стабилизатором тока - резким.

[tmiaer]

Поясните, пожалуйста, что дает такой хитромудрый алгоритм зарядки - время жизни, ускорение зарядки, или что?

То, что это номинальный алгоритм заряда лития в принципе.

Чем будет хуже, если заряжать Li-ion стабилизированным напряжением 3.9 Вольта через балластный резистор?

Дольше, ничего более. Ну плюс лишние потери на резисторе в сравнении с импульсным стабилизатором. На линейном стабилизаторе потери будут аналогичные резистору.

Возможно,  лучше (утверждать не берусь) заменить балластный резистор стабилизатором фиксированного тока.

И получится зарядное CC/CV 

Причем, в случае использования балластного резистора снижения тока будет плавным, а со стабилизатором тока - резким.

Вот поэтому и дольше, стабилизатор тока позволяет минимизировать время заряда. Если это не является определяющим фактором - резистор прекрасно подойдёт.

[Саахов]

То, что это номинальный алгоритм заряда лития в принципе.

Ну, этот не ответ, а скорее тавтология   Поэтому вопрос тот же - чем лучше этот хитромудрый "номинальный" режим заряда от более простых?

[tmiaer]

[user]Саахов[/user], я бы не назвал его сложным.
Какой по вашему проще? Резистор? Да, проще. Но чем он хуже полноценного CC/CV, я уже сказал.

Заряд постоянным напряжением без ограничения тока? Плохо, слишком большой ток будет в начале. Да и по сути это тот же метод с резистором, только очень маленьким, в роли которого выступают сопротивления проводов, источника и внутреннее сопротивление самого элемента.

Заряд постоянным током без режима стабилизации напряжения? Можно. Но в любом случае нужна схема отсечки по напряжению. В этом случае аккумулятор всегда будет недозаряжен. Плюс снижение надёжности и безопасности: одна точка отказа - схема отсечки. А в случае с CV дополнительной мерой является сам источник питания, который по умолчанию в исправном виде не должен выдавать напряжение выше положенного. И ведь снова это вариация метода с резистором. Любой реальный источник постоянного тока - это источник напряжения, который имеет напряжение сильно выше нужного, а ток ограничивается резистором или линейным регулятором.

В случае же импульсного блока питания нет никакой принципиальной разницы, заводить отрицательную обратную связь от напряжения выхода или от напряжения падения на шунте (т.е. тока). Или оттуда и оттуда одновременно.

Если для вас всё это сложно, сравните с алгоритмами быстрого заряда никеля, например. Где для определения окончания заряда необходимо считать вторую производную от напряжения.

Или свинец, который CC/CV переваривает не очень и больше любит всякие хитровыделанные импульсные методы заряда.

[Саахов]

2-й и 3-й абзац, использовать, конечно, глупо, да я и не собирался.

Хорошо, что посоветуете для такой задачи: заряд одной банки Li-Ion емкостью около 4500 mAh от маломощной солнечной панели?
Понравились на Ali вот такие аморфные, но у всех у них ЭДС не выше 1.5 Вольта -

[tmiaer]

[user]Саахов[/user], последовательно вольт на 6 и там же взять регулируемые CC/CV понижайки.

[Саахов]

Ммм... понимаю, это самое простое решение, сам думал о нем.
Но оно же и самое дорогостоящее и переизбыточное, поэтому хотелось бы обойтись одной панелью, и наоборот, поднять 1.5 В до нужного.

[Чайнег]

А если использовать защищенные 18650? Которые обычно в фонариках и т.п. используются, с "соском" на плюсе? По крайней мере на некоторых моделях есть защита от пере/недозаряда. Воткнул в солнечную батарею 6В и забыл. Не?



https://www.fenix-store.com/blog/what-is-the-difference-between-protected-and-unprotected-18650-batteries/

[Саахов]

Гениальное решение! Не только у 18650, у многих, если не у большинства, Li-ion есть BMS-ки, и если лень непреодолимая, то сойдет  и так.
Но поскольку я сильно озабочен Long Life, то нужны более гуманные решения.

[tmiaer]

[user]Чайнег[/user], защита от перезаряда в них хорошо, если на 4.35. Она совсем уж аварийная, лишь бы не пыхнуло.

[sjaovay]

Не нашел, что именно он сказал по поводу полного заряда, напомните, плиз.

Пожалуйста:

На самом деле, никакого вреда от заряда лития "по горло" нет, а вред именно в заряде большими токами, особенно в верхнем районе...

[Саахов]

А, вы про это   Так и я еще на прошлой странице с этим соглашался -

Да я, собственно, и не утверждаю про вред, наносимый полным зарядом.
У меня только одно желание - максимально продлить срок службы аккумулятора, и подыскиваю для этого все возможные варианты.

[Саахов]

Кстати, нашел интереснейшую статью с незамысловатым названием  ,  подтверждающие вашу точку зрения:
Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

В ней, в частности, говорится:

Li-ion аккумуляторные батареи промышленного и военного назначения должны иметь больший срок службы, чем батареи для коммерческого использования.
Поэтому для них пороговое напряжение конца заряда составляет 3,90 В на элемент.
Хотя энергетическая плотность (кВтч/кг) у таких батарей ниже, повышенный срок службы при небольших размерах, малом весе и более высокая по сравнению с батареями других типов энергетическая плотность ставят Li-ion батареи вне конкуренции.

и

Обычно ресурс коммерческих Li-ion аккумуляторов до понижения разрядной емкости на 20 % составляет 500-1000 циклов, но он значительно зависит от величины предельного зарядного напряжения (рисунок 8 ).
С уменьшением глубины циклирования ресурс повышается. Наблюдаемое повышение срока службы связывают с уменьшением механических напряжений, вызываемых, изменениями объема электродов внедрения, которые зависят от степени их заряженности.

Так что буду придерживаться 3.9 Вольта. Вот только какая в них при этом зальется емкость?