Устройство для зарядки литий-ионные батареи 18650 своими руками в домашних условиях

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Простое ЗУ для литиевых 18650.

Когда появилось много банок 18650, я их заряжал от различных переделанных зарядок от фотиков и пр. Потом, открыв ебей, я узрел вот такие ЗУ для литиевых банок. Десяток плат в 2014 году стоил 280 руб.

Этот девайс оcнован на известной микросхеме TP4056.
Одним резистором можно выставить ток заряда от десятков миллиампер до 1 ампера. Можно поставить переменник и регулировать ток плавно. Питание от 4.8 до 7 вольт. При том на платке уже имеется ЮСБ разъем и индикация заряда. Красный- заряд, зеленый — заряжено. По моим наблюдениям эта платка вполне стабильно отрубает аккум от заряда при достижении 4.16-4.19 вольт. Вполне то что надо. Вот таблица “программирования” тока заряда. Все элементарно.

А вот типовая схема из даташита. Тоже все просто.

Собрал 2 блока, для 2х и для 4х банок. Бокс с пружинками делал сам. Из одностороннего фольгированного текстолита. Нарезал деталей и спаял их паяльником. срезал лишнюю медь. Далее сбоку приклеил сами платки. Питание соединил параллельно. Выходы на заряд по GND объединил в одну шину, а “плюсы” развел по каждой секции. Настроил контроллеры на ток в 700мА. Пружинки брал от старых китайских ломанных игрушек. С гидразином их облудил и припаял к медной фольге. Вот такой девайс получился. Вставлять аккумы на заряд можно не отрубая ЗУ от питания.

Небольшое дополнение:
Есть в природе одноразовые электронные сигареты (стоят от 100 руб типа Pons и пр.), так вот это источник мелких (типоразмер 08570) литиевых аккумуляторов с приблизительной емкостью 280-300 мАч. Мне нанесли порядка 30-40 таких сигарет и я из них повыдирал такие аккумуляторы. Главное их зарядить опосля выдирания из сигареты. Ток отдают приличный, хоть и не совсем под это рассчитаны, но я на них даже гонял мелкий вертолет на РУ.
2 аккума трудятся в тестере уже 4й месяц. В общем не спешите выбрасывать или стреляйте эти сигареты у знакомых, потрошите их на аккумуляторы. Только помните, что у этих аккумов нет никакой защиты, даже механической, они довольно мягкие. Я пару таких заряженных аккумов специально проткнул ножом и они чуть было не загорелись. осторожно.
Вот так они выглядят. Хранить лучше заряженные на

40% в холодке. Так они дольше ждут своего часа.

Зарядное устройство для аккумуляторных батареек 18650 своими руками

Литий-ионные батареи 18650 очень широко используются во многих электронных устройствах, которые мы используем сегодня. Например, светодиодные фонари, батареи в ноутбуках, электровелосипеды или Power Bank.

Эти батареи являются надежным источником питания, поэтому также очень удобно использовать их в проектах когда вы делаете что-то своими руками. По форме литий-ионные батареи 18650 напоминают пальчиковые батарейкт, но на выходе имеет напряжение 3,7 В с емкостью от 1600 до 3600 мАч (батарейки AA или AAA имеют напряжение 1,5 В/1,2 В).

Однако на данный момент зарядка этих батареек по-прежнему не простой вопрос, так как коммерческие зарядные устройства довольно дорогие. Кроме того, для литий-ионных батарей необходимо зарядное устройство хорошего качества, в противном случае срок службы батареи ухудшится. Сбалансированное зарядное устройство хорошо работает, но оно доступно в более высоком ценовом диапазоне.

Итак, в этом уроке мы решили сделать зарядное устройство Li-Ion, которое одновременно может заряжать четыре 18650-ых. Это зарядное устройство очень простое в изготовлении и выполняет работу сбалансированного зарядного устройства, прекращая питание отдельных батареек после полной зарядки.

Шаг 1: Комплектующие

Нам понадобятся несколько “запчастей” для нашего зарядного устройства:

  • печатная плата общего назначения
  • модуль TP4056
  • скрепки
  • коннектор
  • PCB выключатели
  • 3.7V Li-Ion аккумуляторы
  • Паяльник

Купить это всё можно в разных магазинах, особенно в зарубежных, как пример, Amazon или E-bay.

Шаг 2: Начинаем собирать

  • Возьмите печатную плату общего назначения и поместите батареи поверх платы;
  • Отметьте расстояние между краями батарей и их ширину печатной плате;
  • Разверните 8 канцелярских скрепок и используя плоскогубцы, вырезайте зажимы с краев, как видно на изображении выше;
  • Должно быть сделано в общей сложности 8 U-образных зажимов (в зависимости от количества заряжаемых батарей);
  • Вставьте U-образные зажимы в печатную плату, чтобы батареи можно было установить между зажимами;
  • Зажимы будут действовать как держатели батарей;
  • Кроме того, используйте оставшиеся части от скрепок, чтобы сделать боковые упоры;
  • Хорошо прикрепите зажимы на плате как показано на рисунке.

Шаг 3: Добавляем компоненты

  • Поместите модуль зарядки TP4056 на печатную плату, как показано на рисунке выше;
  • Используя маркер, отметьте отверстия модуля на плате;
  • Припаяйте штифт в каждом из отмеченных отверстий;
  • Вставьте модуль над штифтами и аккуратно припаяйте;
  • Используйте количество модулей, равное количеству заряжаемых батарей, т.е. один модуль на батарею;
  • Припаяйте все модули на плату, как показано на рисунке;
  • Возьмите переключатели и припаивайте их между каждым модулем на печатной плате.

Шаг 4: Подключаем компоненты

  • См. схему соединения выше и припаяйте все компоненты вместе;
  • Обязательно отметьте полярность на держателях батарей из U-образных зажимов;
  • Подключите клеммы держателя аккумулятора к входным клеммам модуля зарядки TP4056 в соответствии с полярностью;
  • Соедините модули так, чтобы они могли передавать питание от одного стационарного зарядного устройства;
  • Кроме того, устанавливайте соединения между переключателями так, чтобы они могли использоваться для независимого управления мощностью модулей.

Шаг 5: Тестируем зарядное устройство

  • Вставьте батареи в держатели батарей на плате;
  • Подключите зарядное устройство мобильного телефона к одному из модулей и включите питание;
  • Индикатор будет светиться на модуле, чтобы указать зарядку;
  • Используйте переключатели для управления питанием, подаваемом на батареи;
  • Выключите все переключатели, если вы хотите зарядить только одну батарею;
  • Включите переключатели в зависимости от количества зарядки батарей в определенное время;
  • Поскольку каждая батарея имеет отдельное зарядное устройство, поэтому они никогда не столкнутся с проблемой перезарядки и подзарядки (самая распространенная проблема, которая повреждает литий-ионные элементы).

Шаг 6: Видео урока

Итак, друзья, на этом мы завершаем урок. Сделайте его дома и используйте любое количество литий-ионных элементов, не беспокоясь о его заряде.

Если вы, возможно, пропустили что-то – посмотрите на видео как сделать это замечательное и очень полезное зарядное устройство.

Кроме того, не забудьте оставить свои отзывы и предложения в комментариях в нашей группе ВКонтакте. Следите за обновлениями наших уроков.

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.

Как правильно заряжать 18650 аккумуляторы

Зарядка 18650 аккумулятора не представляет сложностей. Батарейки такого типа применяются для питания ноутбуков, фонарей, строительных инструментов. Они отличаются увеличенной емкостью и средним уровнем саморазряда. Устройство для зарядки можно собрать самостоятельно.

Немного о литий-ионных батареях

Особенности АКБ типа 18650:

  1. Длительный срок службы. Источник питания способен выдерживать до 600 циклов разряда и заряда. Литиевые батареи обладают увеличенным сроком эксплуатации, они могут длительно сохранять емкость.
  2. Компактные размеры. Высота элемента составляет 65 мм, диаметр — 18 мм. Эти числа легли в основу названия аккумулятора. При небольших размерах батарея имеет широкие возможности.
  3. Наличие контроллера. Большая часть аккумуляторов старого образца отличается высокой взрывоопасностью. В корпусе батареи протекают химические реакции, скорость которых при перегреве многократно увеличивается. Возникало и механическое замыкание нескольких содержащих электролит емкостей, приводившее к возгоранию. Контроллер, встраиваемый в современные источники питания, препятствует сильному перегреву и взрыву. Это же устройство защищает АКБ от перезаряда.
  4. Невозможность длительного хранения. Долго находившиеся в нерабочем состоянии батарейки быстро утрачивают емкость. Заряжать li-ion аккумулятор нужно регулярно. При этом соблюдают ряд правил, препятствующих выходу изделия из строя. Нужно правильно рассчитывать ток заряда и ограничивать напряжение. Нарушение правил приводит к снижению срока службы.

Как заряжать АКБ 18650

Многие зарядные устройства (ЗУ) универсальны, однако при зарядке литий-ионных аккумуляторов нужно соблюдать такие правила:

  1. На раннем этапе необходимо подавать не более 0,05 В. Заканчивают процедуру, повышая параметр до 4,2 В. Это значение является допустимым безопасным уровнем для батарей 18650.
  2. Ток заряда должен составлять 0,5-1 А. При большем значении заряд будет набираться быстрее. Однако подавать силу тока в 1 А сразу не рекомендуется. Показатель должен повышаться плавно.
  3. Ускоренные способы зарядки нужно применять только в экстренных случаях. Время процедуры не должно превышать 3 часов. Перезаряд приводит к повреждению компонентов АКБ, вызывая перегрев.
  4. Рекомендуется использовать устройства, автоматически контролирующие ход зарядки. Они самостоятельно отключаются после набора батареей требуемой мощности. Дешевые и самодельные приборы не оснащаются контроллерами, поэтому пользователю придется самостоятельно отслеживать ход процедуры.

Какое устройство следует использовать

Разные модели зарядных устройств отличаются техническими характеристиками, набором функций и некоторыми другими параметрами:

  1. Простые. Такие приборы подают ток силой 1 А. Они имеют единственное гнездо для установки АКБ 18650.
  2. Усовершенствованные. Прибор снабжен 2 гнездами для батареек. Максимальный уровень напряжения составляет 4,2 В. Такое зарядное средство отличается более высокой стоимостью. К дополнительным функциям относится индикация заряда. Прибор самостоятельно ограничивает время процедуры, предотвращая перезаряд.
  3. Универсальные. Используются для зарядки источников питания типа 18650 и 26650. Модели такого типа используются для восстановления работоспособности литий-ионных и никель-кадмиевых элементов. Лучшие устройства оснащены системой безопасности, избавляющей от регулярного измерения напряжения и силы тока.
  4. Самодельные. Если готовый прибор найти невозможно, зарядное устройство можно собрать в домашних условиях. Компоненты соединяют согласно схемам.

Качество ЗУ во многом зависит от стоимости. Дешевые приборы не имеют компонентов, позволяющих отказаться от постоянного контроля. Использование неправильно собранного самодельного устройства может привести к выходу батареи из строя или травмированию человека.

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Наиболее простым вариантом считается использование зарядного устройства от мобильного телефона. Приборы выдают напряжение, подходящее для восстановления мощности аккумуляторов 18650. Способ используется только в экстренных случаях. Частое его применение приводит к снижению емкости АКБ.

Чтобы зарядить батарейку, выполняют такие действия:

  1. Штекер зарядного устройства срезают. Провода освобождают от изоляции и делят на положительный и отрицательный полюса. Плюсовой кабель чаще всего имеет оплетку красного цвета, минусовой — черного.
  2. Очищенные провода прикрепляют к полюсам батареи пластилином. USB-кабель подсоединяют к разъему компьютера или специального адаптера.
  3. Источник питания заряжают, периодически отслеживая процесс. Заряжать батарейку рекомендуется не более часа. Этого времени достаточно для полного восстановления емкости.

Для сборки усовершенствованной зарядки используют сложные схемы. Перед началом работы подготавливают паяльник, припой, флюс и клей. Отдельно приобретают плату, необходимую для нормального функционирования самодельного ЗУ.

Сборку осуществляют так:

  1. Плату устанавливают в подготовленный заранее пластиковый бокс. Конструкцию снабжают плюсовым и минусовым проводами. Бокс используется для размещения батареи во время зарядки. Сделать емкость можно из старого ЗУ, непригодного к эксплуатации бытового прибора или игрушки. Размеры должны соответствовать параметрам аккумулятора.
  2. Плату припаивают, учитывая маркировку. Обозначения позволяют без труда разместить провода. Плата снабжена разноцветными индикаторами, отражающими ход зарядки. Микросхему приклеивают к боксу в удобном месте. После этого, соблюдая полярность, подключают провода. Перед фиксацией их очищают от изоляции и обрабатывают канифолью. На плату наносят небольшое количество жидкого припоя.

При изготовлении устройства нельзя допускать короткого замыкания. Приведенная выше схема позволяет собрать простое, но надежное ЗУ за несколько часов. С помощью USB-кабеля его подсоединяют к электросети или компьютеру. Батарею устанавливают в получившееся гнездо. После включения зеленого индикатора прибор отключают.

Полезные рекомендации при эксплуатации аккумуляторов 18650

Литий-ионные батареи чувствительны к глубокому разряду. Не рекомендуется часто проводить тренировки, направленные на восстановление емкости. Продлить срок службы аккумулятора помогает правильная зарядка. Уровень мощности не должен превышать 90%. При доведении этого параметра до 100% источник питания может быстро утратить емкость.

Не стоит допускать критического разряда. Восстановление первоначальных параметров сопровождается некоторыми сложностями. Иногда глубоко разряженные элементы становятся непригодными к применению. При покупке изделий нужно обращать внимание на дату производства.

Просроченными считаются батареи, выпущенные более 3 лет назад. При питании портативной техники нужно учитывать, что аккумулятор не должен испытывать чрезмерных нагрузок. Заряжать аккумулятор нужно, принимая во внимание рекомендованные показатели силы тока и напряжения.

Источники:

http://arduinoplus.ru/zaryadnoe-ustroistvo-akkumulyatornih-batareek/

http://talkdevice.ru/kak-pravilno-zaryazhat-18650-akkumulyatory.html

http://3batareiki.ru/akkumulyatory/kak-pravilno-zaryazhat-18650-akkumulyatory

http://xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai/%D0%BB%D1%83%D1%87%D1%88%D0%B8%D0%B5-%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8-%D0%B0%D1%80%D0%B4%D1%83%D0%B8%D0%BD%D0%BE/

Ссылка на основную публикацию