dibr: Lithium supremacy

Lithium supremacy
     Не удержался. И переделал "под литий" ещё один шуруповёрт. После чего, из спортивного интереса, замерил ёмкость литиевых аккумуляторов в обоих вариантах, и ёмкость штатных NiCd пальчиков. Результат - под катом (ибо с картинкой), но думаю будет интересен любителям аккумуляторов :-)

     В прошлый раз в шуруповёрт было запаковано четыре аккумулятора "от сотовых телефонов". На этот раз было решено стряхнуть пыль веков с двух банок типоразмера 103450. Банкам не меньше пяти лет (как пишут в книжках, за это время литиевые аккумы умирают даже если их не использовать), одна на момент установки была "более-менее заряжена" (~3.5В), вторая - разряжена ниже 1В (как пишут в тех же книжках, в такой позе литиевый аккум быстро превращается в ~~тыкву~~ собственный массогабаритный макет).
     На картинке, слева направо: разряд на постоянное сопротивление штатной NiCd батареи (сразу с зарядника, "ещё теплой", чтобы не терять заряд за счет саморазряда); разряд включенных параллельно "четырех банок от сотовых"; разряд включенных параллельно двух банок 103450.

     Легко видеть, что штатные NiCd с литием конкурировать ну никак не могут.
     Легко видеть, что "сколько волка не корми, у слона больше", и банки бóльшего размера имеют несколько бóльшую удельную емкость, за счет меньшего оверхеда на "детали корпуса".
     Но меня больше заинтересовало другое.

     Ёмкость тех самых "двух банок 103450", определяемая как площадь под графиком, составляет 2.7÷2.8 Ач, то есть 1.35÷1.4 Ач на банку.
     При этом новый аккумулятор такого типоразмера имеет типичную ёмкость 1.6 Ач (см. напр. на http://li-ion.ru). Даже если считать что именно такой была начальная емкость этих аккумуляторов, получается что за пять лет хранения, часть их них - в разряженном ниже допустимого уровня состоянии, потеря емкости составила всего 10÷15%! А ведь технологии на месте не стоят - ёмкость сегодняшних аккумуляторов несколько выше чем ёмкость аккумуляторов тогдашних, а значит и потеря емкости получается ещё меньше!

     А мне говорят, мол "литий плохо хранится". Это NiMH плохо хранится. А LiIon хранится, как показывает практика, просто таки идеально :-)

(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)

	vetka_nn@lj 2009-01-09 05:13 (ссылка)
	Уххх. Прям хоть заказать тебе апгрейд нашего шуруповверта-шуруповыверта. С ним в комплекте, правда, шел запасной аккумулятор, но сейчас они примерно одинаковой степени дохлости. :) (Ответить) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 06:38 (ссылка)

Фраза "запасной аккумулятор" настораживает: какая у этой штуки ёмкость и напряжение? Потому что апгрейд карманного шуруповертного "пистолетика" двумя неликвидными банками, купленными по случаю по 50р/шт - это одно, а скажем 14.4В "башмак" для дрели-шуруповерта придётся забивать уже новыми банками, со средней ценой 150р/шт (это в москве (http://li-ion.ru), в нижнем вообще не знаю где их брать), а это может оказаться уже чувствительным по цене.

Отдельная тонкость - при соединении нескольких банок последовательно (одна банка имеет номинал 3.6В) в батарее *обязан* стоять выравнивающий контроллер. Для 7.2В он выдирается из любого 7.2В аккума (от фотоаппарата например), а для 12В, 14.4В и подобных напряжений - опаньки, придётся сильно извращаться...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

	avryabov@lj 2009-01-09 06:45 (ссылка)
	Хм, вообще на ebay продаются rcr123a c зарядниками. Заряжаются они в паралельном режиме, а используются в последовательном. Контролер тогда зачем? (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 06:55 (ссылка)

CR123 - это одна банка, 3В? То есть, предлагается набрать разборную батарею, перед зарядкой разбирать и заряжать параллельно, при использовании - собирать последовательно?
Это решение, но это: (1) неудобно, и (2) контроллеры по хорошему всё равно понадобятся, по одному на банку: отключать банку при _переразряде_ за счет разбаланса ёмкостей. Кстати, контроллер от сотового аккума не пойдёт: от отключит банку при пусковом токе шуруповёрта, и не даст тем самым ввернуть шуруп :-)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

avryabov@lj
2009-01-09 07:11 (ссылка)

Почему не удобно? Как заряжают NIMH AA для техже фотоаппаратов и фонариков?
Вполне приемлемно.

Вот пример фонаря на двух rcr123a (http://cgi.ebay.com/10W-Luxeon-LED-Flashlight-Li-Ion-RCR123A-Battery-Kit_W0QQitemZ330298135449QQcmdZViewItemQQptZLH_DefaultDomain_0?hash=item330298135449&_trksid=p3286.c0.m14&_trkparms=72%3A1205%7C66%3A2%7C65%3A12%7C39%3A1%7C240%3A1318%7C301%3A1%7C293%3A1%7C294%3A50).
Контролер в заряднике конечно есть.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 07:23 (ссылка)

NiMH и NiCd некритичны к перезаряду (вообще), и малокритичны к переразряду.

А речь о контроллере в аккумуляторе. Который в RCR123A, разумеется, есть, а в голой технологической банке - отсутствует, и его надо откуда-то добыть. И чем этому может помочь "пример фонарика" - не очень понятно.

А насчет сборки батареи из покупных RCR123A - это скорее всего будет дорого (в разы дороже, чем технологические банки оптом), скорее всего непригодно для шуруповёрта (ибо есть шансы что контроллер вырубит банку при броске пускового тока), и жутко неудобно (где батарейный блок брать будем, и как с "башмаком" шуруповёрта его скрещивать).
Кстати, 3В на LiIon - это "особая химия", или преобразователь внутри аккума? Если второе - дописывай ещё один "минус" применению RCR123A в шуруповерте...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

avryabov@lj
2009-01-09 07:51 (ссылка)

rcr123a бывают 2 разных напряжений:
номинально 3.0v и номинально 3.6v.
К сожалению, они в России фактически не продаются, в отличии от неперезаряжаемых cr123a
Во всех ли типах есть контролеры/преобразователи внутри - это мне не известно.

(Ответить) (Уровень выше)

dibr@lj
2009-01-09 07:34 (ссылка)

...То есть, "условно-допустимым" будет собирать-разбирать батарею из технологических банок без контроллеров, и надеяться что разбаланс при разряде будет не смертельным, но мне это не нравится по уже упоминавшимся двум причинам:
1) неудобно,
2) "плохой" режим работы аккумуляторов, возможно снижение срока службы.

(Ответить) (Уровень выше)

	getinaks@lj 2009-01-09 10:39 (ссылка)
	http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.5776 И пускай банка сама отрубается при переразряде. (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 14:43 (ссылка)

Тут вопрос вот в чём. Мне неизвестно, что там внутри: честный контроллер на микросхеме или "механическая" защита из серии "чтобы не взорвался в случае чего" (скажем, в циллиндрических банках в плюсовом электроде часто стоит алюминиевая мембрана, размыкающая цепь при превышении давления - чем не "защита").

Второе не катит по понятным причинам: нам нужно не чтобы "не взорвалось", а чтобы не испортилось.

С первым тоже забавно: защита от перезаряда в таких контроллерах делается разрывом цепи, но не её шунтированием (при шунтировании надо куда-то сбрасывать тепло, а микросхемы мелкие). А это означает, что для заряда последовательную батарею все равно придётся разбирать и собирать параллельно, иначе заряд окончится по срабатыванию "самого заряженного" элемента. Что не смертельно, но неудобно - "балансирующий" контроллер удобнее, с ним ничего разбирать-собирать не надо.

Короче - да, это решение. Но не всегда удобное :-) Я бы уж, если честно, понадеялся бы на то что при довольно больших "шуруповертных" токах, после фактического разряда батареи ("моторчик слабо крутит") "самый слабый" элемент хотя и будет разряжен ниже допустимого напряжения, но частично восстановится за счет перераспредедения заряда ("отдохнёт"), и выйдет из критической для себя зоны. А там и зарядное устройство подоспеет :-) То есть - забил бы на контроллер вообще, и просто старался бы не высаживать "до последней капли" и по возможности сразу перезаряжать (с пересборкой батареи из последовательной в параллельную).

...или поставил бы NiMH. С ними в таких условиях вопросов как-то меньше возникает :-)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

	getinaks@lj 2009-01-09 16:39 (ссылка)
	Там внутри дешевая МСХ. При переразряде и перезаряде она отрубает банку (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 16:44 (ссылка)

Тогда повторюсь: это работающее решение (надо только уточнить, не сработает ли защита аккумулятора от пускового тока), но решение неудобное. Поскольку требует устроить в "башмаке" дрели батарейный отсек со сменными аккумуляторами, и заряжать банки отдельно (соединенными впараллель).

Главная проблема - собственно обустройство батарейного отсека в "башмаке", чтобы было и несложно в изготовлении, и удобно использовать.

(Ответить) (Уровень выше)

	alex_rex@lj 2009-01-10 19:06 (ссылка)
	Аккумы под названием jdb180r. Внутре у ней не неонка, а 15 банок 1.2V 1200mA. Общее напряжение, 18 вольт, разумеется. (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-11 07:03 (ссылка)

Тогда читаем обсуждение. Резюме:
- можно поставить пять последовательных банок LiIon. Но нужен либо выравнивающий контроллер (которого нет), либо пересборка батареи из последовательной в параллельную при зарядке, либо могучий переключатель, эту перекоммутацию делающий. Что есть геморрой.
- можно рассмотреть вариант перепаковки в NiMH. По энергии будет не сильно хуже чем LiIon (объемная плотность энергии у NiMH неплоха), по весу - не хуже чем NiCd :-) При этом - никакого геморроя с контроллерами и зарядниками, зато останется мелкий геморрой с форм-фактором: сейчас там наверняка "бочонки" (толстые и низкие), а перепаковывать придется "пальчиками".

(Ответить) (Уровень выше)

	avryabov@lj 2009-01-09 06:40 (ссылка)
	Дык я себе шуруповерт сразу просил на LiON аккамуляторе. Ибо по опыту фотоаппаратов понимал проблемы заранее. Никель - для для тех богачей, что покупают дешовые вещи. (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

dibr@lj
2009-01-09 06:57 (ссылка)

Оно обычно непропорционально дороже "обычных". Если не предполагается профессиональное использование и есть паяльник и нужные запчасти - иногда имеет смысл доделывать до конфетки и "вторичный продукт"...

(Ответить) (Уровень выше)

dibr@lj
2009-01-09 14:54 (ссылка)

По результатам обсуждения...
  - если это дрель-шуруповёрт с 12/14.4/19В или подобным напряжением, то геморрой не стоит свеч (нет доступных балансирующих контроллеров, пересобирать батарею из последовательной в параллельную при каждой зарядке - геморрой です). На 3.6В или 7.2В - без проблем.
  - NiCd довольно хорошо восстанавливаются тупой циклической тренировкой (глубокий разряд/быстрый заряд). Если проблема в *потере* емкости, а не в изначально малой емкости - NiCd обычно можно растренировать обратно. NiMH восттанавливаются хуже, LiIon не восстанавливаются вообще.
  - В случае 12В или бОльшего напряжения стоит рассмотреть перепаковку NiCd на NiMH, или на недавно появившиеся "ready-to-use" NiMH (с малым саморазрядом). Геморроя куда меньше (поменяли банки и всё, никаких контроллеров-зарядников изобретать не надо), плотность энергии на объем соразмерима с LiIon, весят правда больше (примерно как NiCd), и саморазряд выше, но это не смертельно.

Как-то так :-)

(Ответить) (Уровень выше)

(Читать комментарии) -