3.7V Lithium-Ion Polymer Batteriji: Soluzzjonijiet ta' Inġinerija, Iċċarġjar, Sigurtà u Custom

Introduzzjoni

L-għażla ta 'batterija LiPo 3.7V tibda bl-ispazju mekkaniku tal-prodott u l-profil tat-tagħbija-mhux biss mira tal-kapaċità.

Dawn iċ-ċelloli jintużaw ħafna minħabba li jgħaqqdu piż baxx, ippakkjar kompatt, u fatturi ta 'forma flessibbli. Iżda batterija li taqbel mal-kompartiment xorta tista' tagħmel prestazzjoni baxxa jekk il-vultaġġ tal-iċċarġjar, il-klassifikazzjoni C-, is-settings tal-protezzjoni, il-firxa tat-temperatura, jew il-mogħdija taċ-ċertifikazzjoni hija ħażina.

Din il-gwida tispjega l-parametri ta' inġinerija li huma l-aktar importanti-mill-istruttura taċ-ċelluli u l-iċċarġjar CC/CV sal-kapaċità ta' skariku, protezzjoni PCM/BMS, ħażna, sikurezza, u għażliet OEM personalizzati-biex tkun tista' tagħżel jew tispeċifika s-soluzzjoni tajba ta' 3.7V LiPo aktar kmieni fiċ-ċiklu tad-disinn.

1. X'inhu 3.7V Lithium -Ion Polymer Battery?

A batterija tal-polimeru tal-jone tal-litju 3.7vhija batterija tal-litju rikarikabbli mibnija f'borża tal-aluminju laminata flessibbli.

Huwa wkoll komunement imsejjaħ a3.7v lipo cell, batterija lipo ta'-ċellula waħda, jewBatterija tal-polimeru tal-litju 1S.

Iċ-ċelloli LiPo jużaw struttura ta 'borża ħafifa. Dan jagħti lid-disinjaturi tal-prodotti ħafna aktar libertà meta jaħdmu b'kompartimenti rqaq, mgħawweġ jew spazjali-kostretti [1].

Kimika u Prinċipju tax-Xogħol

Ġewwa alipo b'ċellula waħda, il-batterija tipikament tgħaqqad ossidu tal-kobalt tal-litju (LCO), kobalt tan-nikil tal-manganiż (NMC), jew materjal tal-katodu ternarju b'anodu tal-grafita interkalat [1].

Waqt l-iċċarġjar u l-ħatt, il-joni tal-litju jimxu bejn il-katodu u l-anodu permezz tal-elettrolit.

Il-parametri ewlenin tal-vultaġġ jinkludu:

• Vultaġġ nominali: 3.7V

Dan huwa l-vultaġġ medju tax-xogħol ta 'ċellula standard tal-polimer tal-litju taħt kundizzjonijiet normali ta' skarigu [1].

• Vultaġġ Massimu ta 'Ċarġ: 4.20V

Batterija LiPo standard 3.7V hija normalment iċċarġjata għal 4.20V.

• Varjanti ta '-Vultaġġ Għoli: 3.8V / 3.85V

Avvanzatlipo ta'-vultaġġ għoli (LiHV)ċelloli jistgħu jiġu ċċarġjati għal 4.35V jew 4.40V. Dawn id-disinji jintużaw meta tkun meħtieġa densità ogħla ta' enerġija fl-istess footprint mekkaniku [2].

2. Tqabbil Tekniku: Lithium-jon vs Lithium Polymer Batteriji

L-inġiniera spiss iqabblu ċelluli tal-polimeru tal-litju tat-tip pouch-maċ-ċelloli tal-jone tal-litju ċilindriċi- bħal18650u21700formati [3].

Iż-żewġ teknoloġiji jużaw il-kimika tal-litju-jone, iżda l-kostruzzjoni mekkanika tagħhom toħloq differenzi importanti.

Għal ħafna prodotti portabbli, id-deċiżjoni taqa 'għal disinn mekkaniku.

Jekk l-egħluq ikollu kompartiment tal-batterija ċilindriku fiss, 18650 jew 21700 tista 'tkun l-aħjar għażla.

Jekk l-ispazju disponibbli huwa rqiq, irregolari, mgħawweġ, jew personalizzat ħafna, abatterija tal-polimeru tal-litju-jone 3.7Vnormalment jagħti lit-tim tad-disinn aktar flessibilità.

3. Vultaġġ Windows u Protokoll tal-Iċċarġjar CC/CV

 

A batterija tal-litju ta 'ċellula waħda 3.7Vm'għandux ikun imqabbad direttament ma 'provvista ta' enerġija DC fissa.

Hija teħtieġ kontrollatProfil tal-iċċarġjar CC/CV, li jfisser iċċarġjar ta' Kurrent Kostanti / Vultaġġ Kostanti [3], [5].

Dan il-metodu tal-iċċarġjar huwa standard għaċ-ċelloli tal-litju-jone u tal-polimeru tal-litju.

 

4. Nifhmu C-Kurvi tal-Klassifikazzjoni u l-Kusti

Il-Klassifikazzjoni C-jiddeskrivi l-kurrent ta 'ċarġ jew discharge relattiv għall-kapaċità nominali tal-batterija.

Il-kalkolu bażiku huwa:

Kurrent (A)=Kapaċità (Ah) × C-Rata

Per eżempju:

Batterija 1000mAh hija ugwali għal 1Ah.

F'1C:

1Ah × 1C=1A

F'5C:

1Ah × 5C=5A

Huwa għalhekk li l-C-rating hija importanti ħafna meta tagħżel abatterija lipo 3.7vgħal applikazzjonijiet differenti.

► Baxx-Tagħmir ta' Drain u Standby: 0.2C–1C

Din il-firxa hija komuni għal prodotti li jipprijoritizzaw ir-runtime u l-ħajja taċ-ċiklu fuq l-ogħla kurrent.

Applikazzjonijiet tipiċi jinkludu:

• Sensuri IoT
• Oġġetti intelliġenti li jintlibsu
• Apparat mediku ta' traċċar
• Apparat Bluetooth
• Sistemi ta' monitoraġġ ta'-enerġija baxxa

Għal dawn il-prodotti, skarigu stabbli u awto{0}}skarigu baxx huma ġeneralment aktar importanti minn output ta 'kurrent estrem.

► Kwittanza Medju Kontinwu: 2C–5C

Din il-firxa hija adattata aħjar għal apparati b'domanda moderata ta 'enerġija.

Applikazzjonijiet tipiċi jinkludu:

• Terminali POS mobbli
• Skaners industrijali li jinżammu fl-idejn
• Trasmettituri RF
• Elettronika portabbli
• Muturi żgħar u attwaturi

Il-batterija għandha żżomm vultaġġ stabbli filwaqt li tagħti kurrent kontinwu ogħla.

► Pakketti ta' LiPo b'Rata Għolja-: 15C–30C+ Burst

Pakketti tal-LiPo b'rata-għolahuma ddisinjati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu l-ogħla kurrent għoli ħafna.

Eżempji tipiċi jinkludu:

• Multicopters
• Drones kummerċjali
• Robotika
• Tagħmir RC
• Servo attwaturi dinamiċi
• Sistemi portabbli ta'{0}}qawwa għolja

Dawn l-applikazzjonijiet jistgħu jeħtieġu 15C, 20C, 25C, 30C, jew prestazzjoni ogħla ta 'skarika tat-tifqigħ.

L-għażla tal-klassifikazzjoni C-tajba hija kritika.

Batterija b'kapaċità ta 'skarika insuffiċjenti tista' tesperjenza waqgħa eċċessiva fil-vultaġġ, ġenerazzjoni tas-sħana, runtime fqira, jew ħajja taċ-ċiklu mnaqqsa.

 

 

5. Protezzjoni tal-batterija: Għaliex PCM u BMS Huma Obbligatorji

Il-batteriji tal-litju jeħtieġu kundizzjonijiet operattivi kkontrollati.

Ċarġ żejjed, -skarigu żejjed, ċirkuwiti qosra, kurrent eċċessiv, u temperaturi anormali kollha jistgħu joħolqu riskji għas-sigurtà.

Huwa għalhekk li ħafna disinji ta 'pakketti ta' batteriji jintegraw aModulu taċ-ċirkwit tal-protezzjoni (PCM)jewSistema ta' Ġestjoni tal-Batterija (BMS).

Għal applikazzjonijiet ta 'batteriji tal-litju portabbli, l-evalwazzjoni tas-sikurezza tista' tinvolvi wkoll standards bħalIEC 62133 [4], [7].

Struttura ta 'Protezzjoni LiPo 3.7V tipika

 

► Protezzjoni ta 'ħlas żejjed

Il-PCM jiskonnettja l-mogħdija tal-iċċarġjar jekk il-vultaġġ taċ-ċellula jogħla 'l fuq mil-limitu speċifikat ta' protezzjoni ta 'ħlas żejjed.

Firxa ta 'protezzjoni tipika tista' tkun madwar4.25V–4.30V [4].

Dan jgħin biex jipprevjeni li l-batterija tibqa 'f'vultaġġ ta' ċċarġjar mhux sikur.

 

► -Protezzjoni ta' Ħruġ

Iċ-ċirkwit ta 'protezzjoni jiskonnettja t-tagħbija meta l-vultaġġ taċ-ċellula jaqa' taħt il-livell ta 'qtugħ speċifikat.

Firxa tipika tista 'tkun madwar2.40V–2.50V [4].

Dan jgħin biex jitnaqqas ir-riskju ta 'ħsara fil-ħruġ fil-fond.

 

► Short Circuit & Protezzjoni ta 'kurrent żejjed

Swiċċijiet MOSFET li jaġixxu-veloċi jistgħu jiskonnettjaw il-batterija meta l-kurrent jogħla 'l fuq mil-limitu ddisinjat.

Dan jipproteġi ċ-ċellula u l-elettronika konnessa waqt:

• Short circuits esterni
• Kundizzjonijiet ta' stall tal-mutur
• Kurrent ta 'tagħbija eċċessiva
• Ħsarat fil-wajers
• Spikes kurrenti anormali

Għal applikazzjonijiet ta'-kurrent għoli, is-settings tal-PCM għandhom jaqblu kemm maċ-ċellula tal-batterija kif ukoll mal-profil tat-tagħbija attwali.

 

► Ġestjoni Termali b'NTC Thermistor

AnTermistor NTCjistgħu jiġu miżjuda biex jimmonitorjaw it-temperatura tal-batterija.

L-apparat li jospita jew iċ-ċarġer jista 'juża dan is-sinjal tat-temperatura biex iwaqqaf l-iċċarġjar meta l-batterija tkun barra l-firxa operattiva approvata tagħha.

Firxa komuni tat-temperatura tal-iċċarġjar hija bejn wieħed u ieħor0 grad sa 45 grad, għalkemm il-limitu attwali jiddependi fuq l-ispeċifikazzjoni taċ-ċellula [7].

Għal tagħmir mediku, oġġetti li jintlibsu, elettronika ta' barra, u applikazzjonijiet ta'-qawwa għolja, il-monitoraġġ termali jista' jkun parti importanti mid-disinn tas-sikurezza tal-batterija.

► Sensuri Smart IoT & Remote

Prodotti IoTġeneralment jeħtieġu konsum baxx ta 'enerġija u ħajja twila ta' standby.

Ċellula tal-borża-magħżula tajjeb tista' tappoġġja:

• Sensuri bla fili
• Trackers tal-assi
• Apparat tal-GPS
• Tagħmir ta' monitoraġġ mill-bogħod
• Apparat tad-dar intelliġenti
• Nodi IoT industrijali

Għal prodotti IoT b'ħajja twila-, l-inġiniera għandhom jevalwaw l-awto-skarigu, il-kurrent ta' standby, it-temperatura operattiva, u l-frekwenza tal-iċċarġjar.

► Apparat Dijanjostiku Mediku

Elettronika medikaħafna drabi jeħtieġu prestazzjoni konsistenti tal-batterija u kontroll strett tal-kwalità.

L-applikazzjonijiet jistgħu jinkludu:

• Tagħmir dijanjostiku portabbli
• Apparat ta' monitoraġġ mediku
• Sensuri tas-saħħa li jintlibsu
• Tagħmir tat-test portabbli
• Sistemi ta' traċċar tal-pazjenti

Skont il-prodott u s-suq, il-kwalifika tal-batterija tista 'tinvolviISO 13485kontrolli tal-manifattura uIEC 62133-2rekwiżiti tas-sikurezza [7].
 

► Operazzjonijiet Sub-Żero

Batteriji tal-litju standard jitilfu l-prestazzjoni f'temperaturi baxxi.

Għal tagħmir ta' barra u elettronika ta'-ambjent kiesaħ, formulazzjonijiet speċjalizzati ta'-temperatura baxxa jistgħu jkunu meħtieġa.

Xi disinji jistgħu jżommu output utli f'temperaturi 'l isfel għal bejn wieħed u ieħor-40 grad.

Applikazzjonijiet tipiċi jinkludu:

• Apparat ta 'traċċar ta' barra
• Monitoraġġ tal--katina tal-kesħa
• Elettronika għall-isport tax-xitwa
• Sensuri industrijali
• Tagħmir ta' monitoraġġ mill-bogħod

Batterija ta'-temperatura baxxa l-għażla għandha tikkunsidra kemm il-prestazzjoni tal-iskarigu kif ukoll il-limitazzjonijiet tal-iċċarġjar.

►Drones u Robotika Kummerċjali

Dronesu r-robotika jeħtieġu qawwa għolja f'pakkett ħafif.

Dawn l-applikazzjonijiet spiss jużawpakketti b'ħafna-ċelluli ta' ħruġ ta'-rata għoljakapaċi jwassal kurrent kontinwu jew tat-tifqigħ hawn fuq25C.

Parametri importanti tad-disinn jinkludu:

• Kurrent ta 'skarigu kontinwu
• L-ogħla kurrent ta' skariku
• Sag tal-vultaġġ
• Reżistenza interna
• Piż tal-batterija
• Tqabbil taċ-ċelluli
• Prestazzjoni termali

Għal dawn il-prodotti, sempliċement li tagħżel batterija ta'-kapaċità għolja mhix biżżejjed.

Il-batterija għandha wkoll tagħti l-kurrent meħtieġ mingħajr sħana eċċessiva jew waqgħa fil-vultaġġ.

7. Ħażna, Kura u Sigurtà: Evitar Nefħa tal-Batterija

Ċellula tipika tal-polimeru tal-litju tista 'tipprovdi madwar300 sa 500 ċiklu ta 'ċarġqabel ma l-kapaċità taqa’ taħt madwar 80 % tal-klassifikazzjoni oriġinali tagħha taħt kundizzjonijiet tat-test speċifikati [8].

Il-ħajja attwali tal-batterija tiddependi ħafna fuq kif iċ-ċellula tiġi ċċarġjata, skarikata, maħżuna u użata.
 

► Stat tal-Ħażna-tal--Ħlas: 3.80V–3.85V

Għal-ħażna fit-tul, evita li żżomm il-batterija kontinwament b'ċarġ sħiħ.

Ċellula LiPo standard iċċarġjata kompletament hija madwar4.20V.

Għall-ħażna, vultaġġ taċ-ċellula madwar3.80V–3.85V, jew bejn wieħed u ieħor40%–50% stat ta 'ħlas, jistgħu jgħinu biex titnaqqas id-degradazzjoni fit-tul-[8].

Dan huwa partikolarment importanti meta l-prodotti lesti jistgħu jibqgħu fl-imħażen għal diversi xhur qabel l-użu.

► It-taffija tat-Nefħa taċ-Ċelloli

Nefħa tal-batterija hija ġeneralment ikkawżata mill-ġenerazzjoni tal-gass ġewwa l-borża.

Dan jista' jirriżulta minn degradazzjoni tal-elettroliti u interfażi tal-elettroliti solidi, jew SEI, tqassim [6].

Kawżi komuni jinkludu:

• Espożizzjoni fit-tul-għal temperatura għolja
• Iċċarġjar żejjed
• Iċċarġjar 'il fuq mill-vultaġġ speċifikat
• Ħruġ eċċessiv-sever
• Short circuits interni
• Ħsara mekkanika
• Tixjiħ taċ-ċelluli
• Kundizzjonijiet mhux xierqa tal-iċċarġjar

Il-ġenerazzjoni tal-gass tista' tinkludi CO2, CO, u idrokarburi [6].

Batterija tal-polimeru tal-litju minfuħa għandha titneħħa mis-servizz.

M'għandux ikompli jiġi ċċarġjat jew użat fil-prodott.

► Rimi Sikur

Batteriji tal-litju bil-ħsara, minfuħin, antiki, jew fit-tmiem--tal-litju għandhom jiġu ttrattati skont ir-rekwiżiti lokali applikabbli tal-batteriji u tal-iskart elettroniku.

Uża kanali approvati ta' riċiklaġġ tal-batteriji jew e{0}}ġbir tal-iskart.

Tpoġġix batteriji tal-polimeru tal-litju fl-iskart normali tad-dar.

8. Custom 3.7V Lithium Polymer Solutions minn Blumoti

Id-daqsijiet tal-batteriji ta' barra--l-ixkaffa ma jaqblux għal kull prodott.

F'ħafna proġetti elettroniċi kompatti, l-għażla tal-batterija tibda bl-ispazju mekkaniku disponibbli.

Shenzhen Blumoti Energy Co., Ltd.jipprovdi soluzzjonijiet ta 'batteriji apposta għal applikazzjonijiet fejn id-dimensjonijiet tal-borża standard, ir-rati ta' skariku, tulijiet tal-wajers, konnetturi jew ċirkwiti ta 'protezzjoni ma jissodisfawx ir-rekwiżiti tad-disinn.

► Fatturi tal-Formola tad-Dwana

Batteriji tal-polimeru tal-litju appostajistgħu jiġu ddisinjati madwar rekwiżiti mekkaniċi speċifiċi.

L-għażliet jistgħu jinkludu:

• Batteriji LiPo mgħawġa
• Batteriji ultra-rqaq taħt 1.0mm
• Batteriji f'forma ta' L-
• Ċelloli borża ċirkolari
• Batteriji żgħar tal-polimeru tal-litju
• Wisgħat u tulijiet apposta
• Firxiet ta 'kapaċità tad-dwana
• Forom speċjali ta 'batteriji

L-għan huwa sempliċi: waħħal aktar kapaċità ta 'batterija li tista' tintuża fl-ispazju diġà disponibbli ġewwa l-prodott.

► Wajers Custom, Konnetturi, u Bordijiet ta 'Protezzjoni

Soluzzjoni kompluta tal-batterija tista' tinkludi wkoll:

• Bord ta 'protezzjoni PCM
• Tul tal-wajer apposta
• Konnetturi JST
• Konnetturi Molex
• Konnetturi PH2.0
• Konnetturi XH2.5
• Termistor NTC
• Polarità tal-konnettur tad-dwana
• Insulazzjoni tal-batterija
• Tikketti tad-dwana

Dan jista 'jnaqqas ix-xogħol ta' assemblaġġ sekondarju matul il-manifattura tal-prodott finali.

► Ċertifikazzjonijiet Globali

Swieq u applikazzjonijiet differenti jistgħu jeħtieġu dokumenti differenti ta 'konformità tal-batteriji.

Blumoti jipprovdi appoġġ ta’ ċertifikazzjoni inkluż:

• UN38.3
• UL 1642
• CE
• IEC 62133-2
• RoHS
• KC

Dawn ir-rekwiżiti jistgħu jaffettwaw kemm l-iżvilupp tal-prodott kif ukoll it-tbaħħir internazzjonali [4], [7], [9].

Għal proġetti OEM u ODM, ir-rekwiżiti ta 'ċertifikazzjoni għandhom jiġu diskussi kmieni.

L-istennija sal-produzzjoni tal-massa biex tikkonferma ċ-ċertifikazzjoni tista 'toħloq dewmien bla bżonn.