Как правильно заряжать 18650 аккумуляторы

Литий-ионные батареи имеют небольшой вес, не склонны к саморазрядке и эффекту памяти, который снижает функциональность накопителя по мере использования. Аккумуляторы 18650, которые относятся к литиевому типу, универсальны и могут устанавливаться в гаджеты, пауэрбанки, фонарики и другие приборы.

Зарядка 18650 требует строгого соблюдения параметров режима и защиты батареи от скачков напряжения и тока короткого замыкания.

Немного о литий-ионных батареях

Li-ion аккумуляторные батареи (АКБ) отличаются рядом преимуществ по сравнению с Ni-Cd и Ni-Mh накопителями.

К ним относятся следующие аспекты:

• высокая плотность выдаваемого тока и накапливаемой энергии, длительное сохранение заряда;
• отсутствие эффекта снижения емкости при регулярной неполной зарядке;
• саморазряд не более 4-8% в месяц при хранении без подзарядки, старение не более чем на 15-20% в год;
• отсутствие необходимости в полном разряде для тренировки энергоемкости накопителя;
• небольшой вес, вариативность формы и габаритов устройства;
• диапазон рабочих температур — от -20°С до +50°С (низкие температуры препятствуют подзарядке);
• длительный срок службы (до 10 лет работы и более 1000 циклов разряда).

Недостатками литиевых батарей являются:

• зависимость срока эксплуатации от длительности использования и хранения, а не количества циклов разряда;
• риск выхода из строя при перезаряде (поступлении тока по завершении зарядки);
• низкая устойчивость к глубокому разряду;
• высокая стоимость;
• взрывоопасность при механических повреждениях и избытке тока, если они приводят к нагреву электролита и нарушению герметичности корпуса.

Название аккумулятора 18650 обусловлено его формой и габаритами. Ширина батареи составляет 18 мм, а длина — 65 мм. Последняя цифра в маркировке означает цилиндрическую форму АКБ. Схема накопителя снабжена контроллером, который предотвращает перегревание в процессе подзарядки.

Корпус аккумулятора может маркироваться и более подробно: например, INR18650-20R. Первая буква отличает все АКБ литиевого типа, вторая уточняет вид материала катода (C — кобальт, N — марганец, F — феррофосфат).

Аккумуляторы 18650 с платой защиты могут маркироваться как 18700 или 18670. Контроллер защитной платы позволяет предупредить превышение номинального вольтажа батареи (4,2 В) и его снижение более чем до 2,5 В.

Как заряжать АКБ 18650

При зарядке АКБ 18650 необходимо соблюдать следующие правила:

1. Начинать восстановление нужно при напряжении 0,05 В, постепенно повышая его до 4,2 В.
2. Диапазон допустимого тока заряда — 25-50% от емкости (например, для АКБ на 2000 мА/ч он варьируется от 0,5 до 1 А).
3. Оптимальный показатель составляет 25-30% емкости, максимальный ампераж используется только при срочной подзарядке.
4. Допустимое время зарядки при полном разряде аккумулятора — 3 часа.
5. Для точного выбора длительности восстановления нужно измерить его вольтаж мультиметром или подключить к интеллектуальному зарядному устройству (ЗУ).

Литиевые АКБ рекомендуется заряжать в несколько этапов или импульсными токами.

Оптимальный режим состоит из двух этапов:

1. CC (constant current). На нем нужно обеспечить постоянный ампераж, который находится в пределах 20-50% емкости аккумулятора. При ускоренном заряде может использоваться и большее значение тока, но часто применять такой режим не рекомендуется. Зарядное устройство должно быть оборудовано функцией плавного подъема вольтажа. На первом этапе зарядник работает как стабилизатор силы тока.
2. CV (constant voltage). При подъеме напряжения до 4,2 В можно переходить ко второму этапу подзарядки, на котором поддерживается вольтаж 4,15-4,25 В. К концу первого этапа АКБ восстанавливается на 70-80%. По мере накопления заряда до 90-95% ампераж будет плавно снижаться. Как только его значение достигнет 1-5% емкости, батарею можно отключать от ЗУ.

Некоторые модели «зарядок» оборудованы режимом восстановления АКБ при глубоком разряде (менее 2,5 В). На нем батарея заряжается низким током (не более 5-10% емкости) до тех пор, пока ее вольтаж не достигнет 2,8 В. После этого ЗУ переходит в режим постоянного тока.

Какое устройство следует использовать

Для подзарядки АКБ 18650 нужно использовать устройства с номинальным напряжением 4,2 В. Если литий-ионный накопитель планируется подключать к универсальному ЗУ, то оно должно быть оборудовано контроллером параметров и индикаторами окончания процесса.

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Простое ЗУ для аккумулятора 18650 несложно изготовить самостоятельно.

При наличии старого «зарядника» для мобильных телефонов Nokia или Samsung можно воспользоваться следующим способом:

• освободить провода, ведущие к блоку питания, от термопластичной оболочки;
• разъединить красный кабель («плюс») и черный («минус»), совместить с соответствующими контактами на корпусе батареи (плюсовой контакт накопителя является слегка выпуклым, а отрицательный — плоским);
• подключить устройство к компьютеру или сети 220 В в зависимости от типа соединения.

Для восстановления работоспособности аккумулятора нужно подключить АКБ к проводам на 1 час. Во время зарядки необходимо наблюдать за состоянием накопителя. Восстановление на неподходящем приборе рекомендуется использовать только в экстренных случаях.

Для создания более сложного устройства потребуются следующие элементы:

• пластиковый бокс, соответствующий габаритам АКБ и имеющий выводы «плюс» и «минус»;
• USB-разъем;
• зарядная плата;
• паяльник;
• канифоль и припой.

Зарядную плату можно приобрести в магазине радиотехнических элементов или на «Алиэкспресс», а бокс — снять со старой игрушки или небольшого бытового прибора.

Сборка ЗУ производится в следующей последовательности:

1. Подготовить детали, разогреть паяльник и залудить провода.
2. Припаять зарядную плату к боксу с соблюдением полярности. Точки припаивания контактов обозначены на поверхности элемента. В процессе нужно следить, чтобы проводки с противоположной полярностью не замкнулись между собой.
3. Прикрепить плату на наружную поверхность бокса, чтобы избежать отрыва контактов.
4. Подсоединить провод с USB-разъемом к боксу.
5. Подключить к внутренним выводам ЗУ мультиметр, соблюдая полярность. Измерить ток и напряжение на клеммах.
6. Вставить аккумулятор, разряженный не более чем до 3 В, проверить функциональность собранного устройства.

Полезные рекомендации при эксплуатации аккумуляторов 18650

Чтобы сохранить емкость АКБ и продлить срок их эксплуатации, нужно следовать нескольким советам:

• правильно выбирать режим работы ЗУ, при отсутствии контроллера регулировать параметры автоматически;
• избегать глубокого разряда, подключать аккумулятор при снижении заряда до 70-80%;
• при расчете длительности восстановления учитывать не только количество ампер-часов, но и разницу вольтажа при зарядке в заводских и домашних условиях, которая влияет на ваттную емкость;
• не пытаться увеличить емкость АКБ циклами разряд-заряд;
• не допускать перегрева накопителя, не оставлять его под прямыми солнечными лучами;
• эксплуатировать батарею при температуре +10…+25°С, для использования при низких температурах утеплить корпус;
• не допускать ударов по телу АКБ, воздействия сильного трения и вибрации, при транспортировке укладывать аккумуляторы на толстую мягкую подложку;
• хранить литий-ионные накопители с 50-60% заряда и при температуре около 0°С.

При покупке аккумулятора нужно обращать внимание на дату выпуска. Батареи, произведенные более 3 лет назад, считаются просроченными и малофункциональными.