5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов

Можно без преувеличения сказать: без портативных источников питания, мир современной техники был бы намного беднее. Все разнообразие карманных электронных гаджетов, приборов, смартфонов, гироскутеров, электромобилей наконец, стало возможным благодаря литий-ионным аккумуляторам.

Принцип работы литий-ионного аккумулятора

Давайте рассмотрим литий-ионный аккумулятор. Как видите, он состоит из нескольких слоев с различным химическим составом.

Первая в истории электрическая батарейка, созданная более 200 лет назад Алессандро Вольтой, работала как раз на принципе электрохимического потенциала. Вольта взял два металла с разными электрохимическими потенциалами (цинк и серебро) и получил электрический ток. В честь его открытия такую “батарейку” назвали Вольтовым столбом.

В литий-ионных элементах используется металл с наибольшей способностью отдавать электроны – литий. У лития всего один электрон на внешней орбите, и он постоянно стремится его «потерять».

Из-за этого литий считается чрезвычайно химически активным металлом. Он реагирует даже с водой и воздухом. Но активен только чистый литий, а вот его оксид, напротив, очень стабилен.

Допустим, мы каким-то образом отделили атом лития от оксида. Этот атом будет крайне нестабилен и сразу превратится в положительный ион, потеряв электрон.

Однако в составе оксида литий гораздо более стабилен, чем одинокий атом лития. Если мы сможем каким-то образом обеспечить движение по двум отдельным путям для электрона и для положительного иона лития, то ион самостоятельно достигнет оксида и встанет там на свое место. При этом мы получим электрический ток благодаря движению электрона.

Итак, можно получить электрический ток из оксида лития, если сначала отделить атомы лития от оксида и затем направить потерянные ими электроны по внешней цепи. Рассмотрим, как эти две задачи решаются в литий-ионных элементах.

Строение литий-ионного аккумулятора

Помимо оксида лития, элементы содержат также электролит и графит. В графите связь между слоями гораздо слабее, чем между атомами внутри слоев, поэтому графит имеет слоистую структуру.

Процесс заряда и разряда литий-ионного аккумулятора

Итак, у нас есть разряженный аккумулятор

Давайте же его зарядим. Для этого нам нужен какой-либо источник питания. Что произойдет в этот момент на самом литий-ионном аккумуляторе? Положительный полюс начнет притягивать электроны, «вытаскивая» их из оксида лития.

и в конце концов достигают графита

В этот же самый момент положительные ионы лития притягиваются отрицательным полюсом, проходя сквозь электролит и также попадают в графит, размещаясь между его слоями.

При этом графит сам по себе не участвует в химических реакциях – он лишь служит «складом» для ионов и электронов лития.

Слой разделителя в литий-ионном аккумуляторе

Если внутренняя температура элемента по какой-то причине начнет расти, жидкий электролит высохнет, и произойдет короткое замыкание между анодом и катодом. В результате элемент может загореться или даже взорваться.

Чтобы этого не произошло, между электродами помещается дополнительный изолирующий слой, называемый разделителем. Разделитель проницаем для ионов лития благодаря наличию микропор. Электроны он не пропускает.

Из чего делают литий-ионный аккумулятор

В реальных литий-ионных аккумуляторах графит и оксид лития наносятся в виде покрытия на медную и алюминиевую фольгу. Ниже на рисунке мы видим, что на тонком листе меди у нас располагается графит, а на тонком листе алюминия – оксид лития.

ну а между ними располагается еще разделитель, пропитанный электролитом

образуя при этом всем нам знакомую литий-ионную цилиндрическую батарейку

Литий-ионные аккумуляторы в автомобиле Tesla

Вообразите мир, в котором все машины оснащены электродвигателями, а не двигателями внутреннего сгорания. Электромоторы превосходят ДВС практически по всем техническим показателям, да к тому же намного дешевле и надежнее. У ДВС есть существенный недостаток: он выдает достаточный крутящий момент лишь в узком диапазоне скоростей. В общем, электродвигатель – однозначно лучший выбор для автомобиля. Об этом мы писали еще в статье про автомобиль Тесла.

Но есть одно «узкое место», из-за которого электрическая революция в автопроме постоянно откладывается – это источники питания. Долгое время громоздкие, тяжелые, недолговечные и ненадежные аккумуляторы электромобилей никак не могли составить конкуренцию полному баку бензина. Но все изменилось, когда на рынок вышел производитель электромобилей Тесла.

Литий-ионные элементы при работе выделяют много тепла. При этом высокая температура снижает срок службы и эффективность самих элементов. Для контроля температуры, а также их уровня заряда, защиты от перезаряда и общего состояния элементов питания, служит специальная система управления батареями (Battery management system, сокращенно BMS). В батареях Tesla используется спиртовая система охлаждения. BMS регулирует скорость движения спирта в системе, поддерживая оптимальную температуру батарей.

Еще одна важнейшая функция BMS – защита от перезаряда. Допустим, есть три элемента с разной емкостью. Во время зарядки элемент с большей емкостью зарядится сильнее двух остальных. Чтобы этого не допустить, BMS использует так называемое выравнивание заряда элементов (cell balancing). При этом все элементы заряжаются и разряжаются равномерно и защищены от чрезмерного или недостаточного заряда.

И в этом преимущество Tesla над технологией аккумуляторов Nissan. У Nissan Leaf серьезная проблема с охлаждением аккумулятора из-за большого размера элементов и отсутствия системы активного охлаждения.

У конструкции с множеством маленьких цилиндрических элементов есть и еще одно преимущество: при большом расходе энергии нагрузка распределяется равномерно между всеми элементами. Если бы вместо множества маленьких элементов был один огромный элемент, из-за постоянных нагрузок он очень быстро бы пришел в негодность. Tesla сделала ставку на маленькие цилиндрические элементы, технология производства которых уже хорошо отработана. Более подробно про батарейный модуль Тесла читайте в этой статье.

Защитный SEI-слой

Во время первой зарядки внутри литий-ионного элемента происходит одно замечательное явление, спасающее элемент от скорой «смерти». Неожиданной проблемой оказались электроны, находящиеся в слое графита. При контакте с электролитом они начинают разрушать его. Но одно случайное открытие позволило не допустить контакт электронов с электролитом. При первой зарядке элемента, как мы уже говорили, ионы лития движутся сквозь электролит. В процессе этого движения молекулы растворенного в электролите вещества покрывают ионы. Достигнув графитового слоя, ионы лития вместе с молекулами раствора электролита реагируют с графитом, образуя так называемая промежуточную фаза твердого электролита (solid electrolyte interphase, или SEI-слой). Этот слой предотвращает контакт электронов с электролитом, предохраняя электролит от разрушения.

Вот так проблема случайным образом решилась сама собой. Хотя эффект SEI был открыт случайно, в последующие два десятилетия ученые целенаправленно улучшали процесс, подбирая наиболее эффективную толщину и химический состав.

Заключение

Сегодня уже удивительно, что еще два десятка лет назад в электронных гаджетах не применялись литий-ионные аккумуляторы. Индустрия литий-ионных аккумуляторов развивается с фантастической скоростью: ожидается, что в ближайшие несколько лет их рынок достигнет 90 млрд. долларов. Современные литий-ионные батареи способны выдержать примерно 3000 циклов зарядки-разрядки – это уже приличный показатель, но еще есть, куда расти. Лучшие умы во всем мире трудятся над тем, чтобы повысить их долговечность до 10 000 циклов. В этом случае аккумулятор электромобиля не придется заменять целых 25 лет. Миллионы долларов вкладываются в исследования, которые позволят заменить графит на кремний в качестве «хранилища» в литий-ионных элементах. Если это удастся сделать, их емкость возрастет более чем в пять раз! В настоящее время мир переходит уже на литий-полимерные аккумуляторы, которые показали себя чуточку лучше, чем литий-ионные.

Материал подготовлен по статье

В данное время широко распространены li ion аккумуляторы и Li-pol (литий-полимерные).

Различия между ними состоит в электролите. В первом варианте в качестве его используется гелий, во втором – насыщенный раствором, содержащим литий, полимер. Сегодня, благодаря популярности автомобилей на электродвигателях остро стоит вопрос поиска идеального типа аккумулятора li ion, который оптимально подойдет для такого транспорт.

Как устроен литий-ионный аккумулятор?

Состоит он, как и другие аккумуляторы, из анода (пористый углерод) и катода (литий), разделяющего их сепаратора и проводника — электролита. Процесс разрядки сопровождается переходом «анодных» ионов на катод через сепаратор и электролит. Их направление изменяется на противоположное во время зарядки (рисунок ниже).

Ионы циркулируют в процессе разрядки и зарядки ячейки между разноименно заряженными электродами.

Ионные батареи имею катод, выполненный из разных металлов, что является их главным отличием. Производители, используя для электродов разные материалы, улучшают характеристики аккумуляторов.

Но, случается, что улучшение одних характеристик приводит к резкому ухудшению других. Например, при оптимизации емкости, необходимой, чтобы увеличить время поездки, можно увеличить мощность, безопасность, снизить негативное воздействие на окружающую среду. Одновременно можно уменьшить ток нагрузки, увеличить стоимость или размер аккумуляторной батареи.

Познакомиться с главными параметрами разных типов литиевых батарей (литий-марганцевых, литий – кобальтовых, литий – фосфатных и никель-марганец – кобальтовых) можно в таблице:

Правила для пользователей электротранспортом

Емкость таких батарей при длительном хранении практически не уменьшается. Разряжаются li ion аккумуляторы всего на 23% , если хранится при температуре 60 градусов на протяжении 15 лет. Именно благодаря этим свойствам их широко применяют в электротранспортных технологиях.

Для электрического транспорта подходят литий – ионные батареи, имеющие полноценную систему управления, встроенную в корпус.

По этой причине пользователи при эксплуатации забывают об основных правилах, способных продлению их срока службы:

• аккумулятор необходимо полностью зарядить сразу после его покупки в магазине, поскольку в процессе производства заряжаются электроды на 50%. Поэтому доступная емкость уменьшится, т.е. время работы, если отсутствует первоначальная зарядка;
• нельзя допускать полной разрядки батареи, чтобы сохранить ее ресурс;
• заряжать батарею необходимо после каждого выезда, пусть даже заряд еще остался;
• не нагревать аккумуляторы, поскольку высокие температуры способствуют процессу старения. Для того, чтобы использовать ресурс максимально, нужно эксплуатацию проводить при оптимальной температуре, которой является 20-25 градусов. Следовательно, вблизи теплового источника батарею нельзя хранить;
• в холодное время рекомендуется завернуть аккумулятор в полиэтиленовый пакет с вакуумным замком, чтобы хранить при 3-4 градусах, т.е. в помещении не отапливаемом. Заряд составлять должен хотя бы 50% от полного;
• после того, как аккумулятор эксплуатировался при отрицательных температурах, нельзя его заряжать, не выдержав некоторое время при температуре комнатной, т. е. его требуется прогреть;
• заряжать батарею нужно от зарядного устройства, поставляемого в комплекте.

ПУ этих батарей несколько подвидов — литий – LiFePO4 (железо – фосфатные), использующие катод из фосфата железа. Характеристики их позволяют говорить об аккумуляторах, как о вершине технологий, используемых для производства батарей.

Основными их преимуществами являются:

• количество циклов заряда-разряда, которое достигает 5000 до момента, когда емкость уменьшится на 20%;
• длительный срок эксплуатации;
• отсутствующий «эффект памяти»;
• широкий температурный диапазон при неизменных рабочих характеристиках (300-700 градусов Цельсия);
• химическая стабильность и термическая, повышающие безопасность.

Наиболее широко применяемые аккумуляторы

Среди множества наиболее распространены li ion аккумуляторы типоразмера 18650, выпускаемые пятью компаниями: LG, Sony, Panasonic, Samsung, Sanyo, заводы которых находятся в Японии, Китае, Малайзии и Южной Карее. Планировалось, что использоваться li ion аккумуляторы 18650 будут в ноутбуках. Однако, благодаря удачному формату их применяют в моделях на радиоуправлении, электромобилях, фонарях и т.д.

Как всякий качественный товар, такие аккумуляторы имеют много подделок, поэтому, чтобы продлить срок эксплуатации прибора, приобретать нужно только батареи известных брендов.

Защищенные и незащищенные литий – ионные батареи

Важно для литиевых батарей также, защищенными они являются или нет. Рабочий диапазон первых — 4,2-2,5В (применяются в девайсах, рассчитанных на работу с литий-ионными источниками): светодиодных фонарях, бытовой маломощной технике и пр.

В электроинструментах, велосипедах с электродвигателями, ноутбуках, видео- и фототехнике применяются незащищенные аккумуляторы, управляемые контроллером.

Рекомендуем:

• Выбор аккумулятора для бесперебойника
• Универсальное устройство для зарядки аккумуляторов
• Мод wismec rx200: обзор и технические характеристики

Что необходимо знать о литий — ионных батареях?

В первую очередь, ограничения, которые нужно соблюдать при эксплуатации:

• напряжение перезарядки (максимальное) не может быть выше 4,35В;
• минимальное же его значение не может пускаться ниже отметки в 2,3 В;
• ток разряда не должен превышать более чем в два раза, значение емкости. Если значение последней — 2200мАЧ, величина тока максимальная составляет 4400 мА.

Функции, выполняемые контроллером

Для чего нужен контроллер заряда li ion аккумулятора? Он выполняет несколько функций:

• подает ток, компенсирующий саморазряд. Его величина меньше, чем максимальный ток заряда, но больше, чем ток саморазряда;
• реализует эффективный алгоритм цикла заряд/разряд для конкретного аккумулятора;
• компенсирует разницу энергетических потоков при одновременной зарядке и обеспечении энергией потребителя. К примеру, при зарядке и питании ноутбука;
• измеряет при перегреве или переохлаждении температуру, предотвращая порчу батарее.

Изготавливают контроллер заряда li ion аккумулятора либо в виде встраиваемой в батарею микросхемы, либо как отдельное устройство.

Зарядка аккумулятора

Для зарядки батарей лучше использовать штатное зарядное устройство для 18650 li ion аккумуляторов, поставляемое в комплекте. Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650 обычно имеет индикацию уровня заряда. Чаще это светодиод, который показывает, когда идет заряд и его окончание.

На более продвинутых устройствах можно отслеживать на дисплее время, оставшееся до окончания заряда, текущее напряжение. Для аккумулятора 18650, емкость которого 2200мА, время зарядки составляет 2 часа.

Но, важно знать, каким током заряжать li ion аккумулятор 18650. Он должен составлять половину номинальной емкости, т.е., если она составляет 2000 mAh, то ток оптимальный – 1А. Заряжая аккумулятор высоким током, быстро наступает его деградация. При использовании низкого тока потребуется больше времени.

Видео: Как заряжать аккумулятор Li ion зарядное своими руками

Схема устройства для зарядки аккумуляторов

Выглядит она следующим образом:

Отличается схема надежностью и повторяемостью, а входящие детали являются недорогими и легкодоступными. Чтобы срок эксплуатации батареи увеличить, требуется грамотная зарядка li ion аккумуляторов: к концу зарядки напряжение должно уменьшаться.

После ее завершения, т.е. при достижении нулевой отметки током, должна остановиться зарядка li ion аккумулятора. Схема, приведенная выше, этим требованиям удовлетворяет: подключенный к зарядному устройству разряженный АКБ (загорается VD3), использует ток 300мА.

Об идущем процессе свидетельствует горящий светодиод VD1.Постепенно уменьшающийся до 30 мА ток, свидетельствует о зарядке аккумулятора. Об окончании процесса сигнализирует, загоревшийся светодиод VD2.

В схеме использован операционный усилитель LM358N (можно заменить его аналогом КР1040УД1 или же КР574УД2, отличающимся расположением выводов), а также транзистор VT1 S8550 9 светодиоды желтого, красного и зеленого цветов (1,5В).

Можно ли реанимировать аккумулятор?

После пары лет активной эксплуатации аккумуляторы катастрофически теряют емкость, создавая проблемы при пользовании любимым девайсом. Возможно ли, и как восстановить li ion аккумулятор пока пользователь занимается поиском замены?

Восстановление li ion аккумулятора возможно на время несколькими способами.

Если вздулась батарея, т.е. перестала держать заряд, значит, внутри скопились газы.

Тогда поступают следующим образом:

• корпус батареи отсоединяют аккуратно от датчика;
• отделяют электронный датчик;
• находят под ним колпачок с управляющей электроникой и прокалывают его осторожно иглой;
• затем, находят тяжелый плоский предмет, по площади больший, чем площадь батареи, использоваться который будет в качестве пресса (не применять тиски и аналогичные устройства);
• положить батарею на горизонтальную плоскость, и придавить прессом, помня, что аккумулятор можно повредить, прикладывая чрезмерное усилие. Если же оно недостаточно, результата можно не достичь. Это самый ответственный момент;
• осталось капнуть на отверстие эпоксидной смолой и припаять датчик.

Есть и другие способы, прочесть о которых можно на страницах Интернет.

Подобрать зарядное устройство можно на сайте http://18650.in.ua/chargers/.

Видео: Li-ion аккумуляторы, советы по эксплуатации li-ion батарей

</ul>Не так давно обнаружил на старости лет, что литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы — это, оказывается, разные вещи (хотя и родственные). В ходе разбирательства выяснил несколько интересных фактов; и, как обычно, оформлю всё это в техническую статейку — авось кому пригодится.Степень технической грамотности российского обывателя по части бытовых аккумуляторов весьма низка. Например, поймал себя на мысли, что слово «батарейка» у меня давно не ассоциируется с гальваническими источниками тока; для меня это всегда == аккумулятор; к слову сказать, в английском слово battery подразумевает и то и другое. Тем не менее, для широчайших масс населения батарейка = «пальчики», «мизинчики» и прочие одноразовые элементы питания. Батарейки в обывательском понимании этого слова действительно служат дольше и надёжнее аналогичных аккумуляторов; зачем платить больше, если можно вставить батарейку и забыть; а аккумуляторы стоят в разы дороже; по крайней мере, здесь у нас, в краях де-индустриализации. Если же пользоваться электроприборами достаточно часто и вне дома, то аккумуляторы сэкономят и деньги и нервы; в случае севшей батарейки заменить её обычно нечем, а аккумуляторы подразумевают наличие некоторого набора сменных элементов, находящихся на зарядке. Я уж не говорю за экологию — один аккумулятор заменит сразу несколько батареек, а вред природе от него как от одной, а то и меньше.Итак. Речь в статье пойдёт именно про аккумуляторы, т.е. перезаряжаемые источники тока. Наиболее известны обывателю заменители тех же «пальчиков» и «мизинчиков», т.е. элементов АА и ААА, аккумуляторы для бытовой техники на основе никель-кадмиевых или никель-металгидридных элементов. Эти технологии (также родственные) многим хороши, но, к сожалению, когда речь идёт за аккумуляторы, всегда половина информации будет про недостатки. У «никелевых» батареечек их сразу несколько (это, увы, касается любой современной технологии); из которых наиболее очевидный — саморазряд; если оставить такой аккумулятор относительно надолго в «заряженном» состоянии, то в ответственный момент может оказаться, что он разряжен. Для бытовых нужд это самая большая засада — такие аккумуляторы нужно регулярно перезаряжать, в отличие от «классических» батареек, которые могут валяться и ничего им не будет годами. Также у них не такой уж большой срок службы, и довольно низкое напряжение; что для некоторых целей является критическим.Довольно часто даже в бытовой технике требуется определённое напряжение — например, пульту ДУ достаточно 1В для работы, а вот мобильной акустической системе уже нужно 6-9В. В таком случае применяется т.н. многобаночный аккумулятор, то есть последовательное подключение элементов; принцип работы авто-аккумулятора (свинцового типа) можно почитать тут.Подключение 4 «АА»-элементов последовательно даст итоговое напряжение в 4.8В.Соответственно, дабы получить высокое напряжение, нужно подключать больше и больше элементов питания. Для ходового в авиа-моделизме напряжения в 12В в случае «никелевых» элементов нужно десять последовательных «банок», т.е элементов питания. При этом проблемы одной из «банок» будут отражаться на всей сборке, и чем больше «банок», тем в общем случае хуже.В общем, уже давным-давно де-фактом стандартом питания для бытовой техники и гаджетов стали литий-ионные аккумуляторы, и их «родня» — литий-полимерные элементы, «липошки» (от сокращения Li-Po). Именно такие элементы стоят в смартфонах, ноутбуках, на них работают мобильные инструменты типа шуруповёртов, а также практически все летающие и ползающие дроны также питаются от этого вида аккумуляторов.По сравнению с другими типами элементов «литиевые» отличаются меньшей массой, большей токоотдачей, относительно высоким рабочим напряжением (до 4.35В), малым саморазрядом и прочая. Благодаря этому значительная часть бытовой техники в Китае переходит с «пальчиковых» батареечек на формат элементов 18650. Это типоразмер, в котором может быть заключены очень разные элементы питания, сильно разнящиеся по всем электрическим параметрам; поэтому именно про них в основном сегодня и поговорим. Сама по себе эта тарабарщина из цифр означает ширину и длину элемента — 18мм*65мм; существует масса других форм-факторов элементов питания, среди которых далеко не все являются литий-ионными. Но если говорить за формат 18650, то он заполнен только ли-ион-элементами; и сейчас является одним из самых распространённых форматов аккумуляторов в мире.Сравнение размеров ААА, АА и 18650Важнейшим отличием 18650 от АА и ААА является не размер, а технология, которая меняет все электрические характеристики. Если попытаться по-простому затолкать 18650 туда, где используется АА и ААА, то возможно всё, вплоть до взрывов и пожаров; так что применять их нужно по назначению; либо же думать головой. Основное очевидное отличие от «пальчиков»-«мизинчиков» — в увеличенном втрое напряжении; АА и ААА выдают по 1.25В максимум, 18650 в зависимости от технологии может дать и 4.35В. Их можно использовать как заменители АА и ААА в бытовой технике, но с умом.Для разбавления скучных фактов приведу пример, для кого-то может оказаться неожиданным — как минимум часть (а возможно и все) «инновационных» автомобилей Тесла ездят на батареях, составленных из… 18650.Все т.н. «повербанки» (powerbank), мобильные аккумуляторы, тоже собираются на основе 18650; причём на али можно найти комплекты для сборки «батарейки» любой мощности, в зависимости от количества элементов; и качество этих элементов вы можете задавать сами, а не покупать кота в мешке, чем мы все занимаемся, покупая готовые сборки. 99% функционала таких аккумуляторов зависит от применяемых элементов; а сами корпуса и необходимая электроника, как можно видеть, стоит копейки.На сегодняшний день элементы 18650 имеют максимальное напряжение 4.1В-4.35В (в зависимости от технологии, нужно уточнять), и максимальную ёмкость в 3400мА/ч. Последнее особенно важно — китайские производители любят написать на своих элементах мега-цифры, которые впоследствии, разумеется, не подтверждаются.Брюки превращаются…Как и на любом «диком» рынке, на поляне 18650 полно мошенников, и надо быть осторожным — особенно при любимых многими покупках в китайских онлайн-магазинах. Хотя большинство из них применяют защиту покупателя, и в случае откровенного брака, скорее всего, вернут вам деньги, всё равно велик риск получить не то, что нужно, и при этом потерять кучу времени. Например, на том же Али очень много китайских копий известных марок батареек (да, как уже говорил, есть и «бренды» среди 18650); далеко не всегда это откровенный обман, но, скорее всего, они будут отличаться от оригиналов не только по ёмкости, но также и по токоотдаче, весу, а, возможно, и по внутреннему сопротивлению (что приведёт к «просадке» напряжения под нагрузкой, но об этом — в конце статьи).Тем не менее, если подходить с умом, то использование 18650 может вас здорово выручить. Например, те же мобильные аккумуляторы — если нет нужды прямо здесь и сейчас — покупать в сборе имхо нездоровый фанатизм; заказываете нужный корпус и нужное число элементов нужного объёма, и вуаля — готова сборка конкретно под вас; обычно ничего паять не нужно, просто собрал и включил. И в случае выхода батарейки (повербанки) из строя разбираем и смотрим, кто там сдох — ишак или падишах. К тому же, можно докидывать батареечки в сборку при долгих поездках.Если заморочиться, то есть метод получения 18650 практически задаром — разборкой «сдохших» аккумуляторов от ноутбуков. Проверил этот метод — действительно, работает; мне достался аккумулятор от ноутбука Sony, с соответствующей маркировкой на батарее, а внутре оказались подписанные как попало элементы 18650, обнаружить datasheet от которых не удалось; правда, батарее уже много лет. Все они оказались рабочими, с одним важным «но» — внутреннее сопротивление всех шести элементиков выше 100мОм, что весьма много. Метод добычи элементиков из ноутбуков — весьма время-затратный, и рекомендовать его я не буду; он подойдёт только для энтузиастов.Как достать и восстановить элементы 18650 из батареи ноутбукаДля повседневного же использования лучше покупать новые элементики питания; во многом из-за следующего недостатка ли-ион технологии — старения. Технологии изготовления ли-ион-элементов первого поколения приводили к постоянному эффекту потери 10% ёмкости элементика в год; причём неважно, хранится ли он на складе или пашет под нагрузкой. В современные элементы при изготовлении добавляют консерванты, которые позволяют хранить их до первого использования практически без потери ёмкости; несколько циклов заряд-разряд разрушают консервант, и начинается «штатное» старение. Но надо быть готовым к тому, что считать возраст батарейки придётся от даты производства, а не от начала использования. Что же касается батареек из ноутов, можно прикинуть, сколько они потеряли от номинала.Теперь наконец расскажу немного про литий-полимерные батареечки и элементики. Их основное отличие — в использовании полимера вместо гелевого (т.е. жидкостного) электролита. Технология ли-по-элементов ещё более новая, чем литий-ионная, и в ней нет такого разнообразия, поэтому практически все «липошки» обладают номинальным напряжением 3.7В и рабочим диапазоном от 3 до 4.2 В. Ли-по батареечки обладают чуть меньшим весом, чем ли-ион, и обладают потенциально бОльшей токоотдачей; за что очень любимы авиамоделистами, которым необходимы лёгкие и мощные аккумуляторы. Все Фантомы, Хабсаны, Валкиры и прочая летают именно на таких аккумуляторах.Аккумуляторы обладают такой важной характеристикой, как токоотдача; ток нагрузки, измеряемый в С, т.е. ёмкости аккумулятора в ампер-часах; на сборках обычно пишут ёмкость в милли-ампер-часах (мА/ч), нужно умножать это число на 1000. Например, аккумулятор в 1000 мАч и токоотдачей 1С выдаст тока в 1000/1000*1 = 1А. Ходовой аккумулятор для дроноводов в 5200мА/ч и с токоотдачей 20С выдаст, соответственно, 5.2*20 = 104А. И здесь порылось куда больше собак, чем хотелось бы — поскольку измерить объём достаточно просто, а вот токоотдачу проверить уже сложнее; и в итоге производители пишут на аккумуляторах, что им взбредёт в голову. А без нужной токоотдачи крокодил не ловится, не растёт кокос — не будет нужной мощности. И любимый шуроповёрт не сможет провернуть саморез, а дрон вместо бреющего полёта будет натужно махать крыльями на взлётке.Теперь — про неожиданное. Особо не разобрался, в чём тут дело, но для достижения высокой токоотдачи аккумуляторы делают тяжёлыми (возможно, увеличивается контакт с электролитом?), т.е. в пределах одной массы токоотдача разменивается на ёмкость. И большинство литий-полимер аккумуляторов обладает высоким С — для успешного примерения в токоёмких устройствах, таких как дроны. Для гоночных аппаратов важнее мощность, а не объём — они из-за своей мощности утащат что угодно; но вот для летающих камер это совсем не так. А в последнее время мы с коллегой по хобби занялись темой долголётов, и для них это ровно наоборот; токоотдача нужна весьма небольшая, главное — объём аккумулятора. И подобрать нужные ли-поли-аккумуляторы оказалось сложнее, чем… собрать из 18650, что та Тесла.Как собрать батарею самому; один из многих примеровПри логическом взгляде на первый взгляд это казалось ересью — каждый 18650 содержит собственную защитную оболочку, которая немало весит; как тут соревноваться с готовыми сборками на ли-по?.. Но собственная практика показала, что эта схема вполне работает. Всё-таки размен токоотдачи на объём в случае авиамодельных ли-по-сборок слишком велик. Возможно, где-то можно найти низкотоковые сборки; не видел.Как уже говорил выше, в аккумуляторе всё зависит от используемых элементов; в случае ли-по мы гарантированно покупаем кота в мешке (каламбурчик), и должны верить производителю на слово; в случае сборки из 18650 можно покурить даташиты и определить, что нужно лично вам. Пока я думал и прикидывал шансы, коллега Фёдор уже нахватил каких попало батареек на Али, что привело к ожидаемому фейлу (суть — после 5 минут) — полётное время на сборке 6s3p составило… 25 секунд; правда, возможно, ещё пошаманим и чего-нибудь придумаем и с этой сборкой.Поэтому решил особо не выпендриваться, и рассматривал для тестов популярные варианты, используемые в авиамоделизме — Samsung NCR (с максимальным подтверждённым объёмом на сей момент — 3400 мА/ч), либо же LG HG2; объёмом поменьше, но с повышенной до 30А токоотдачей. В итоге всё же взял HG2, на Али; и был до последнего момента в неуверенности; батарейки пришли вовремя, похожие на оригинал, заряд берут честно, в 3000 mAh и даже больше; но вот засада — внутреннее сопротивление всех элементиков выше 100 мОм, как и в случае упомянутой выше разборки древнего ноутбучного аккумулятора. Это живо напомнило опыт Фёдора, и как-то стало тревожно на душе.Когда ехали на тестовый полёт — после 35-градусных морозов потеплело до -25С и решили-таки освежиться — то надеялись, что аппарат (тот самый, на котором сборка Фёдора выдала 25 секунд полёта) провисит хотя бы минут 5. Всё-таки мороз, все дела. Больше всего было опасений за просадку напряжения после взлёта — большое внутреннее сопротивление означает падение напряжения под нагрузкой. Но после взлёта напряжение просело всего на вольт, и почему-то решило дальше не проседать. Полчаса гоняли аппарат, который в конце концов сошёл с ума и протаранил берёзу — скорее всего, замёрз или раскалибровался компас; агрегат пока в работе, вполне может быть и то и другое; главное, что оставалось ещё порядочно заряда; собирались садиться на 18.5В, а было ещё почти 20В.DVR-запись на телефон через приёмник Eachine ROTG01, который наших морозов не держит; поэтому запись периодически прерывается; смотреть на таймер внизу справа.Максимальное полётное время, которое мы на аппарате достигали на липо-сборке 5500mA/h 6s — 38 минут, при весе сборки в ~800 гр,, в плюсовую температуру. А тут — 32 минуты в -25С, и это был явно ещё не конец — на сборке 6s3p в 9000 mA/h весом в те же 800 гр. Возможно, на Самсунгах, которые 3400 против 3000, будет ещё больше. Особенно, если их поставить 4 в параллель, а не 3. 🙂 В общем, простор для махинаций — величайший. Главное — не нужно привязываться к готовому производителю, и можно всё колхозить самим.Больше всего беспокоит внутреннее сопротивление батареечек — возможно, конечно, это тлетворное влияние консервантов (апдейт — да, так и есть)… Например, батареечки из ноута, использованные для питания FPV-шлема в полётный день, моментально (за 12 минут) просели до опасных значений — то ли замёрзли, то ли не выносят нагрузки, ибо дома в тепле показали почти полный заряд — вот вам и внутреннее сопротивление.Технологии литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов — далеко не панацея; но при грамотном применении способны облегчить жизнь. И не только в экстремальных хобби, но и вполне в быту; у каждого свои потребности.Апдейт: после нескольких циклов заряд-разряд батарейка из 18650 стала показывать нормальное сопротивление — от 11 до 14 мОм на баночку (пруф).Используемые источники:

• https://www.ruselectronic.com/li-ion-battery/
• https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1434-li-ion-akkumuljator.html
• https://xommep.livejournal.com/394337.html