锂电池使用注意事项及IMAX B6充电器使用说明
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锂电池使用注意事项及IMAX B6充电器使用说明
Compiled by zzy
一、锂离子(Li-ion)、锂聚合物(Li-poly)电池简介
我们常用的可充电池大多为锂离子和锂聚合物电池,而俗称的锂电池是一种错误的叫法,
因为:“锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池,与
可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。”(from wikipedia)
1. 锂离子电池(本段来源)
Li-ion是锂电池发展而来。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的
锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂
离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电
时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出, 又运动回正极。回正极的锂
离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电
过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端为
电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。
Li-ion具有以下优点:
1) 单体电池的工作电压高达3.6-3.8V:
2) 比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,
1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L
3) 循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的
使用期限 将倍增电器的竞争力.
4) 安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生
短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如
烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本
不存在这方面的问题。
5) 自放电小,室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于
Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。
Li-ion也存在着一定的缺点,如:
1) 电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较小),电解质体系提纯
困难。
2) 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。故要
求较小的放电电流密度,一般放电电流在0.5C以下,只适合于中小电流的电器使用。
3) 需要保护线路控制。
A、 过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分
解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电;
B、 过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。
2. 锂聚合物电池(本段来源) 锂离子聚合物电池,也称聚合物锂电池,锂聚合物电池。是一种以胶状高聚物为电解质
的可充电电池。避免了锂离子电池高温下容易爆炸的安全问题。 相对于锂离子电池,锂聚
合物电池的特点如下:
1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2. 可制成薄型电池:其厚度可薄至0.5mm。
3. 电池可设计成多种形状,最大可弯曲90°左右。
4. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电
池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
5. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。
二、常见问题和注意事项
1. 所谓的“3s1p”“2s”等是什么意思。
如第一部分所述,锂电芯一节约为3.7V,因此为了获得更高的电压,通常将几节电芯
串联使用,“s”前面的数字即为串联的电芯节数。3s即为3节电芯串联,标称电压11.1V,
4s即4节串联,标称14.8V,依次类推。
为了提高电池容量和放电电流,有事将几节电池并联使用,“p”前的数字即为并联的数
量。1p即没有并联,2p即两部分并联,容量和放电电流可提高1倍。
2. 放电的C数是什么意思。
在模型电池中,通常说的20C、15C等表示放电电流的能力。电池容量一般用Ah(安时)
或者mAh(毫安时)来表示;将电池容量乘以电池的C数,即为电池支持的最大放电电流。
例如,2200mAh、20C的电池,其最大放电电流为2200mA×20=44A。
同样,C数也可用作充电电流的表示,例如,ACE(格式)的3s1p 2200mAh Li-poly电池
上标有,充电电流不得超过2C。意思即为充电电流不得大于4.4A
3. 平衡充电是什么意思。
因为很多电池是多节电芯串联使用,以获得高电压,而每节电芯的电流、阻抗等参数都
有略微差异,因此使用过程中每节的放电情况都不同。可能出现其中一节电芯已经过放,而
其他两节都还满电的情况。充电时简单地接一个总电压到电池的两端,可能会加剧各个电芯
的不平衡情况,影响以后的使用。
因此,多节串联的电池通常都会引出形如下图的平衡充接头。
将电池拆开后就会发现,平衡充接头是将每节电芯的两端都引出一根线,这样充电器就
能给各个电芯单独充电,并监控他们的状态,最终将每个电芯充到相同的电压。
而对于有些电池,例如下图中的2s1p的电池,它自带有保护和检测电路(红色圈出的)
,因此不需要平衡充电器,只需要给它两端加总的充电电压,内部的电路会自动平衡两节电芯,
因此它没有引出平衡充接头,只引出了两根放电、充电公用的接头。同时它的保护电路会在
放电电流过大,可能损坏电池的情况下切断放电电路,保护电池。(这种电池一般放电电流
较小)
4. 注意事项
锂电芯的各个特征电压:
充电截止电压:4.1~4.2V
标称电压:3.7V(处于此电压时的放电时间最长,即放电曲线的平坦区)
最低放电电压:3.3V(说法不一,但大部分都约是3.2~3.4的区间,也有说3.0的)低于此
电压后不得继续放电,否则会造成电池过放,电压变成0V甚至负值,无法使用。
使用电池的过程中请随时监控电池电压和各电芯的电压,一旦发现电压过低立即停止使用。
电池使用后内部电芯会发热,有时从外部能够感到热量,可大多数时间电池外部没有明显发
热,但内部电芯却已经出现高温。此时立即充电会损坏电池,最好的方法是等20~40分钟,待电池冷却下来再进行充电。
5.锂电池放电曲线:(图片来源)
上图,典型的锂离子电池;下图,钠米磷酸盐型锂离子电池
下面是从网络上搜寻的一些注意事项:
模型锂电池保存方法及注意事项http://rcmodel.abang.com/od/modelzhishi/a/libattmaintain.htm
遥控航模锂电池的使用与注意事项http://www.9imx.cn/html/4/n-4.html
锂聚合物电池使用注意事项http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=213160
二、IMAX B6充电器简单说明
IMAX B6是一款智能的充电器,能充镍氢(NiMH)镍镉(Nicd)铅酸(Pb)锂离子、锂
聚合物等多种电池,具有可调充电电流、电压、时间;快冲、放电等多种模式。
充电器上共有4个按键,下文中按从左到右分别记为1、2、3、4键。
开机后自动进入上次关机前的模式,此时按1键可进入大模式选择,有锂离子、铅酸、镍氢、
镍镉、保存设置、载入设置等几种模式可选择,按2、3键切换模式,按4键确认进入所选
择的模式。
我们进入锂离子电池(LiPo)模式,这是按2、3键可选择不同的子模式,有:“CHARGE”
充电(不带平衡);“BALANCE”平衡充、“FAST CHG”快速充电、“DISCHARGE”放电、“STORAGE”
存储充电等模式。
对于下图的这些带保护电路的电池,直接用充电模式
上图左边的电池引出了4根线,不要以为是平衡充接头,实际上两红两黑是分别接在一起的
(如坐下那快拆开的红色电池所示),还相当于两根线。
这种电池充电时直接将电池接到充电器OUTPUT端,充电器随机带有各种转接线,可接各种
插头。
对于下图的航模电池,内部不带保护电路,因此需要采用平衡模式
这种电池充电时将平衡充插头插入充电器的相应位置,并将放电的T型查接到充电器OUTPUT
端。如图:
选择过子模式后,按4键,进入参数设置,首先按2、3键可以设置充电电流,再按4
键可设置电压,有3.7,7.4,14.8等多种电压可选,再按4键确认。
然后,按住4键3秒以上,充电器屏幕闪烁后进入电池检测模式,左上方显示“R:nSER”,
表示充电器检测到电池有n节电芯,右上方显示“S:mSER
”,表示用户设置的充电模式是m节电芯,如果检测到的电芯数和电池标称的不符合,表明电池损坏,请按1键(stop)推
出充电,如果检测到的电芯数符合设置,则再次按4键(enter)进行充电。
充电过程中屏幕会显示电池实时的状态,包括充电电流、当前电压等。充电过程中按1
键可人工退出充电。当充电时间过了充电器设置的充电时间,不管是否充满,都会停止充电。
这时可再次开始充电;充电过程中当充电器发现电池电压已经达到充电截止电压,会自动停
止充电。截止电压、最大充电时间等参数都可在充电器中进行设置,设置方法及默认值可参
考充电器说明书。