Li socl2 как заряжать

Современные аккумуляторы с маркировкой 14250 являются оптимальным решением для питания различной техники. Благодаря инновационным решениям стало возможным оснастить небольшой источник питания высокими техническими характеристиками, в частности, энергоемкостью. Изначально батарейки такого типа разрабатывались для различного инженерного оборудования, бортовой техники, но со временем сфера их использования расширилась.

Технические характеристики аккумулятора 14250

Аккумуляторная батарея 14250 относится к цилиндрическим по форме элементам питания. Сюда входят различные батареи литий-ионного состава. В частности, можно встретить в продаже варианты LS 14250, CR 14250 и ER 14250.

По размеру элемент 14250 схож с половиной стандартного аккумулятора AA. Основные технические характеристики:

• тип АКБ — Li-Ion;
• напряжение — 3v, 3,6 v;
• емкость — 250 mAh;
• диаметр — 14 мм;
• длина — 25 мм;
• ток разряда — 100 мА;
• вес — 36 грамм.

Важно! При температуре в 20 градусов срок службы батарейки составляет около 10 лет при конечном саморазряде до 20 процентов.

Аналоги и чем можно заменить 14250

Заменять литиевые аккумуляторы 14250 на 3,6 Вольт можно идентичными по типоразмерам. Среди них самые распространенные аналоги 1/2AA и SL-350. Они имеют одинаковые размеры (длину, диаметр), вес, а также специальные выводы с двух сторон батарейки.

Следует обратить внимание на то, что аккумуляторы различных фирм могут иметь разные характеристик, в частности, вольтаж и емкость. Для некоторых устройств даже незначительные изменения параметров может иметь принципиальное значение.

Области применения элемента питания

Первоначально батарейки такого типа использовалась для питания бортового и инженерного оборудования. Выпуск источников питания был специализирован. Сейчас АКБ стали применяться во многих областях техники.

В частности, их используют для питания:

• технических весов;
• датчиков охранных сигнализаций;
• для профессиональных станков на заводах при управлении программным обеспечением;
• сигнализаций.

Широкий диапазон оптимальных температур использования, а также большие значения энергетической емкости делают батарейки 14250 отличным решением для питания устройств с высоким уровнем потребления энергии.

Как заряжать АКБ 14250

Литий ионный источник питания следует заряжать при полном разряде до значения минимум 70 процентов от всей емкости. Занимает это обычно 4 часа. Батарея с защитой не перестанет работать при подаче большого напряжения или резком отключении, но эти факторы могут повлиять на степень саморазряда.

Зарядки продают в большинстве интернет-магазинов. Лучше выбрать от проверенной фирмы, в таком случае можно не переживать за сохранность аккумулятора.

Популярные производители и их особенности

Все батарейки 14250 имеют высокие технические характеристики, неоднократно доказаны эффективность пользователями. Наиболее популярными фирмами-производителями являются Minamoto, Sebi, Saft, PKCELL, Kingwei.

Эти компании предоставляют товары высокого качества по оптимальной цене. В комплекте к АКБ можно приобрести зарядное устройство.

На что обратить внимание при приобретении

Аккумуляторы с обозначением 14250 любой фирмы показывают достойное качество. Но в некоторых случаях характеристики будут иными. Обращать внимание следует на:

• емкость;
• напряжение;
• диапазон температур;
• степень защиты;
• количество циклов.

Высокая мощность, широкий температурный диапазон, низкая степень саморазряда, защита от возгорания делают источники питания 14250 оптимальным решением для многих видов техники.

Так сложилось, что используем мы Li-SOCl2 батарейки большой ёмкости. Приборы мы продаём и инциденты нам не нужны, так что решили мы протестировать батарейки на КЗ. Испытания проводились в двух весовых категориях — батареи с нормальным рабочим током и батареи с увеличенным разрядным током и уменьшенной ёмкостью. В первой категории выступали Китай (EEMB ER34615), Франция (SAFT LS33600) и Германия (Tadiran SL-2780), во второй только Китай (EEMB ER34615M) и Франция (SAFT LSH20).

Технические характеристики:

Все батареи имеют типоразмер D и рабочее напряжение 3.6В.

Методика испытания:
Всё тупо до безобразия — батарея коротится через амперметр и контролируется ИК-пирометром, что бы не перегреть, грели до °C.

Категория 1:
EEMB ER34615
Сначала выдала примерно 2.4А, в процессе нагревания с комнатной температуры до 30 градусов ток упал на 0.1А.
SAFT LS33600
Сначала выдала примерно 2.1А, в процессе нагревания с комнатной температуры до 30 градусов ток упал на 0.3А и продолжал падать.
Tadiran SL-2780
Сначала выдала примерно 1.7А, в процессе нагревания с комнатной температуры до 30 градусов ток нарастал и только к 30-ти градусам застабилизировался и, даже вроде немного упал.

У всех образцов контролировалась температура корпуса, температура контактов была на пару градусов ниже, время нагрева было минут 5.

Категория 2:
EEMB ER34615M
Сначала выдала ток примерно в районе 6А, в течении пол минуты вырос ампер до 8, потом резко упал до 0.5А. Повторное включение показало схожие результаты. Корпус почти не грелся, зато положительный контакт очень быстро нагрелся до +40.
SAFT LSH20
Сначала выдала примерно 5А, секунд через 5-10 из батарейки пошёл дымок и ток кончился… На совсем — сгорел предохранитель.

Кстати, обратите внимание на форму положительного контакта французов (младшего собрата внешний вид такой же). У остальных образцов контакты более традиционной формы.

Выводы:
Лично мы для себя решили, что надо юзать Францию и не сидеть на пороховой бочке.

Преимущества и недостатки химических источников тока (ХИТ) LiSOCl2.

• Высокая энергоемкость — до 35 Ач у максимальных типоразмеров.
• Малый саморазряд при длительном сроке службы — до 10 лет (менее 1% от номинальной емкости в течение одного года хранения при комнатной температуре +25 °С).
• Долгий срок хранения — более 10 лет (у некоторых производителей).
• Высокое и стабильное напряжение 3.6 В, позволяющее напрямую, либо с использованием регуляторов напряжения, питать различные устройства с номинальным напряжением 3.3 В и ниже.
• Широкий диапазон рабочих температур — от -60 до +85 °С. У ведущих производителей имеются модели, которые могут работать при температуре до +150 °С (в специальном исполнении).
• Высокая нагрузочная способность при импульсной нагрузке вследствие малого внутреннего сопротивления.
• Защита от перегрузки и короткого замыкания с помощью встроенного позистора (PTC).
• Герметичное исполнение и негорючий электролит, как следствие — возможность применения в пожароопасных и взрывоопасных средах.
• Возможность перевозки любым видом транспорта.
• Не требуют обслуживания в процессе эксплуатации.

В таблице ниже показаны сравнительные характеристики различных элементов питания на основе лития:

Виды элементов питания

Рабочее напряжение, В

Электрическая емкость, мАч

Саморазряд, % в год

Рабочий диапазон температур, °С

450 – 34 000 мАч

400 – 35 000 мАч

-40 (-60) … +60 (+150) °С

Основные типоразмеры элементов LiSOCl2.

Литий-тионилхлоридные батареи выпускаются в нескольких популярных форм-факторах (речь идет о цилиндрических элементах питания): от микро-размера 1/2AAA до огромного DD, который имеет максимальную емкость порядка 36 Ач, которой при оптимальном токе разряда 5 мА хватит на 10 месяцев. Для устройств с небольшим энергопотреблением это не такой уж и маленький ток — им можно постепенно заряжать, к примеру, ионистор для сбора информации с датчиков и отправки её через GSM-сигнал. Проще говоря, идеально для чего-то автономного, сравнительно редко опрашиваемого и труднообслуживаемого.

Ниже приведены некоторые популярные модели Li-SOCl2 элементов питания:

Типовая емкость, мАч

Макс. ток разряда, мА

Кроме перечисленных моделей, часто используются типоразмеры ER14335 (2/3АА), ER17335, ER18500, а также, у разных производителей встречаются другие модели, предназначенные для для узкоспециализированных областей применения, например прямоугольные элементы (нецилиндрические), призматические и т.д.

Особенности работы литий-тионилхлоридных батареек.

Низкий ток саморазряда и долгий срок хранения — безусловные достоинства тионил-хлоридных батарей. Такие свойства появляются у элементов Li-SOCl2 благодаря тончайшей изолирующей пленке хлорида лития, образующейся на поверхности металлического литиевого электрода. Она возникает в момент сборки элемента, как только литий вступает в контакт с тионилхлоридом. При возникновении, пленка прерывает взаимодействие реагентов и останавливает реакцию. Это явление называется пассивацией литиевой батареи.

Существование пленки хлорида лития проявляется в низком токе саморазряда, следствием чего является длительный срок службы литиевых ХИТ.

Эффект пассивации литий-тионилхлоридных источников тока.

Эффект пассивации заключается в образовании изолирующей пленки из хлорида лития на поверхности литиевого анода в процессе производства и хранения элемента. Это происходит из-за химической реакции, возникающей еще во время сборки элемента. Такая пленка прекращает химическую реакцию и резко уменьшает ток саморазряда, в результате чего получается элемент с длительным сроком хранения (до 15-20 лет при нормальных условиях) практически без ухудшения параметров.

Явление пассивации не только позволяет создавать долговечные и энергоемкие элементы питания, но и вносит негативные последствия, о которых следует знать перед использованием таких ХИТ.

Пассивация проявляется в виде пониженного напряжения на клеммах батареи в момент подключения элемента питания к нагрузке. Если номинальное напряжение у Li-SOCl2 батарей при стандартном токе разряда должно быть порядка 3,6 В, то из-за возникновения изолирующей пленки оно может понизиться до 2,3-2,7 В, или еще ниже.

В то же время, на "холостом ходу" (без подключения нагрузки) напряжение будет оставаться нормальным — в пределах 3.3-3.6 В, это связано с тем, что образовавшаяся пленка имеет низкую проводимость (она не может разрушиться мгновенно) и препятствует протеканию тока.

Процесс разряда постепенно разрушает пленку, тем самым, снижая внутреннее сопротивление ячейки. Это приводит к увеличению напряжения ячейки до номинального, которое должно оставаться стабильным во время разряда при прочих неизменных условиях протекания процесса (см. рисунок ниже).

При увеличении нагрузки после стабилизации напряжения, оно может снова упасть до того момента, когда пассивационная пленка вновь не будет полностью удалена. Если убрать или уменьшить нагрузку, пассивационная пленка может снова образоваться и снова являться причиной временного падения напряжения.

Со временем толщина хлорида лития (пленки) увеличивается, а пропорционально толщине пленки растет и сопротивление изоляции, создавая все большее проседание напряжения и тока разрядки в начале использования.

Высокое сопротивление пленки сказывается на величине разрядного тока, снижая его менее допустимых пределов. В результате, мощности элемента питания может быть недостаточно для прибора, в котором он используется, из-за этого некоторые требовательные к питанию устройства могут работать нестабильно. Более того, со временем, по мере роста толщины пленки, повышения внутреннего сопротивления элемента и снижения выходного напряжения, прибор может полностью отключиться, хотя батарея еще не исчерпала свою емкость даже наполовину.

Избежать появления пленки невозможно в принципе, но с негативными проявлениями пассивации бороться можно. Негативные проявления процесса пассивации начинаются примерно после 6 месяцев хранения в нормальных условиях (20-25 °С), либо использования элемента в микротоковом режиме (от 0,001 А и ниже).

На толщину пленки и скорость ее роста влияет ряд факторов: температура окружающей среды, время хранения или неиспользования элементов питания и, режим потребления прибора при подключении элемента питания к нагрузке. Чем выше температура, при которой хранился элемент, и чем дольше период хранения — тем толще будет пленка.

Скорость образования пленки — это скорость протекания химической реакции, которая в свою очередь зависит от температуры. Чем выше температура на складе, где хранятся источники, тем быстрее нарастает пленка, тем больше пассивируется ХИТ.

Степень пассивации зависит от времени хранения. Чем дольше лежит батарея на полке, тем более толстая изолирующая пленка успевает вырасти на поверхности лития и тем глубже продвинется процесс пассивации. Тем больше станет внутреннее сопротивление источника питания.

Работа элементов Li-SOCl2 в микротоковом режиме.

Многие устройства, например, датчики, большую часть времени работают в "ждущем режиме" с минимальным потреблением тока. Они периодически на протяжение длительного времени потребляют ток в несколько микроампер или десятков микроампер, а иногда должны включаться в режиме среднего или большого энергопотребления.

При этом, если в приборе недавно была установлена батарея после длительного хранения, или режим микропотребления длился очень долго, переход в режим повышенного энергопотребления может и не произойти — тионилхлоридный элемент питания выдаст пониженное напряжение, и устройству не хватит входной мощности для того, чтобы включиться.

Такой эффект в меньшей степени проявляется устройствах с малым потреблением тока — снижение напряжения при включении устройства в активном режиме в начале их эксплуатации будет небольшим. Таким образом, в момент подключения небольшой нагрузки напряжение на элементе снизится незначительно, и устройство будет работать, однако, если ток очень мал (несколько микроампер), то процесс пассивации может продолжиться, и однажды работа устройства может стать нестабильной.

Работа элементов Li-SOCl2 на средней и большой нагрузке.

При подключении нагрузки, потребляющей несколько миллиампер (средняя нагрузка), произойдет понижение напряжения, а затем, через некоторое время, оно восстановится до нормального значения. Это происходит потому, что при потреблении тока в несколько миллиампер, образовавшаяся пленка со временем разрушается, а протекающий постоянно, или с достаточно короткими интервалами, ток будет препятствовать ее образованию и устройство будет работать стабильно.

Из-за эффекта пассивации, пониженное напряжение на элементе в момент подключения нагрузки, потребляющей большой ток (десятки миллиампер), может нарушить её работу — прибор просто не включится. Хуже всего то, что замена элемента новым, только что купленным и не бывшим в эксплуатации, ситуацию не исправит, а проверка напряжения Li-SOCl2 элемента питания покажет, что он в рабочем состоянии и выдает номинальное напряжение.

Важно понимать, что пассивация происходит всякий раз, когда питаемое устройство выключается или переходит в микротоковый режим на долгий срок. Если после этого потребовать от батареи большого тока — из-за высокого сопротивления наросшей плёнки напряжение кратковременно (до момента разрушения плёнки) просядет. Просесть оно может даже до 2.5 вольт, а это уже критично для многих устройств.

Тем не менее, существуют простые способы устранения влияния эффекта пассивации:

1. Чтобы исключить влияние пассивации батарей и не допустить падения ее напряжения ниже минимально допустимого значения, рекомендуется оснащать его средствами преодоления задержки напряжения. Это наиболее рационально делать для приборов, работающих в труднодоступных местах.

2. После длительного хранения литий-тионилхлоридных батарей, перед их использованием необходимо проводить их депассивацию. Продолжительный разряд ячейки определенным значением тока позволяет заранее пройти точку резкого падения напряжения.

3. Можно предупредить образование толстого слоя изолирующей пленки хлорида лития и уменьшить степень негативного проявления пассивации литий-тионилхлоридных батарей с помощью регулярной нагрузки импульсным током одним из следующих способов (при наличии в устройстве микроконтроллера это несложно организовать на программном уровне):
— разряжать импульсным током величиной не менее 1,25% от номинальной емкости длительностью 3 секунды один раз в сутки.
— нагружать импульсным током величиной не менее 1,25% от номинальной емкости длительностью 1 с два раза в сутки.

• При недолгом хранении — ничего не делать, чтобы не тратить заряд и не разрушать защитную плёнку. На этом этапе её наличие действительно продлевает срок жизни батареи.
• При долгом хранении — периодически проверять состояние батареи, а именно напряжение при токе 5 мА (или другом оптимальном токе). В случае критического ухудшения параметров — тренировка достаточным током, однако нельзя допускать сильного нагрева.
• При разряде средним током ниже оптимального — проводить периодические тренировки.
• Для уменьшения кратковременного проседания напряжения под сильным током — поставить довольно ёмкий конденсатор параллельно батарее.

Депассивация ЛХИТ.

Если литий-тионилхлоридные элементы перед использованием хранились полгода и более, то их необходимо депассивировать, т.е. разрушить изолирующую пленку хлорида лития импульсом тока.

Быстро разрушить такую плёнку может либо деформация корпуса, что по объективным причинам делать не рекомендуется, либо разрядка высокими токами. Иногда долго лежавшую батарею нужно подключить на десять секунд к мощному резистору в 10 Ом — и плёнка разрушена, но иногда плёнка может нарасти так сильно, что её сопротивление не даст обеспечить необходимый для её растворения «ударный ток».

Каждый производитель дает собственные рекомендации по режиму депассивации своих батарей, поэтому перед её проведением следует прочитать рекомендации производителя.

На рисунке ниже представлен график, поясняющий процесс депассивации литий-тионилхлоридных первичных источников тока.

І — показывает напряжение на элементе в отсутствии нагрузки (около 3.6 В).
ІІ — при подключении нагрузки в момент времени t0 воз­никает импульс тока, который приводит к резкому уменьше­нию напряжения на элементе до уровня 2.4 В.
ІІІ — происходит разрушение основной части площади изо­лирующей пленки и напряжение на элементе возрастает до 3 В. Достижение напряжением величины 3.0 В, с подклю­ченной нагрузкой, указывает на то, что процесс депассива­ции завершен.
IV — происходит дальнейшее разрушение оставшейся ча­сти площади пленки и напряжение постепенно повышается до номинального значения.

В этой таблице указаны режимы депассивации в зависимости от длительности и условий хранения для популярных элементов производства компании ЕЕМВ.

Ток активации / нагрузочное сопротивление