ฉันพยายามออกแบบระบบการชาร์จสำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ (LiPo) 2S 20C หากฉันเชื่อใจในทุกสิ่งที่ฉันอ่านทางออนไลน์ฉันจะเชื่อว่า LiPo จะฆ่าฉันในขณะหลับและขโมยเงินออมในชีวิตของฉัน คำแนะนำทั่วไปที่ฉันอ่านถ้าคุณกล้าพอที่จะใช้แบตเตอรี่ LiPo คือ "ไม่ปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแล", "อย่าชาร์จบนพื้นผิวที่ติดไฟหรือนำไฟฟ้าได้" และ "ไม่ชาร์จประจุในอัตราที่เร็วกว่า 1  C "

ฉันเข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้ถึงรอบคอบ แต่อะไรคือความเสี่ยงที่แท้จริงของแบตเตอรี่ LiPo

เกือบทุกโทรศัพท์มือถือทั้ง Android และ iPhone มีแบตเตอรี่ LiPo ซึ่งคนส่วนใหญ่รวมถึงตัวเองชาร์จในขณะที่ไม่ต้องใส่บ่อยครั้งที่ทิ้งไว้บนพื้นผิวที่ติดไฟหรือนำไฟฟ้าได้ แต่คุณไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับใครบางคนระเบิดเป็นเปลวไฟเพราะโทรศัพท์มือถือของพวกเขาระเบิด ใช่ฉันรู้ว่ามีอุบัติเหตุที่บ้าคลั่ง แต่แบตเตอรี่ LiPo สมัยใหม่มีความอันตรายเพียงใด? ทำไมผู้วิจารณ์ออนไลน์จำนวนมากจึงใช้แบตเตอรี่ LiPo แบบสแตนด์อโลนเช่นระเบิดที่รอออกไป แต่อย่าคิดแม้แต่สองครั้งเกี่ยวกับ LiPo ที่กำลังนั่งอยู่ในกระเป๋า

โทรศัพท์มือถือทุกเครื่อง (รวมถึงแล็ปท็อปและเกือบทุกอย่างด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จได้) ใช้LiIon / LiPo (เทียบเท่าหลักสำหรับวัตถุประสงค์ของการสนทนานี้) และคุณพูดถูก: ในแง่ของการเกิดขึ้นจริงลิเธียมไอออนและลิเธียมโพลีเมอร์เป็นเคมีแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยที่สุดที่จะใช้งานได้อย่างกว้างขวาง

และเหตุผลเดียวที่สารเคมีที่แพร่หลายนี้ไม่ได้ฆ่าคุณและ / หรือครอบครัวของคุณหลายต่อหลายครั้งเพราะเซลล์เหล่านี้ไม่ได้ถูกตั้งข้อหา คุณอาจไม่ได้เข้าร่วมเป็นการส่วนตัว แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทุกตัวมีการป้องกันและตรวจสอบวงจรที่รวมอยู่ในแพ็คอย่างถาวร มันทำหน้าที่เป็นผู้รักษาประตู มันจะตรวจสอบทุกเซลล์ในแบตเตอรี่

• มันตัดการเชื่อมต่อขั้วเอาท์พุทและป้องกันไม่ให้มีการชาร์จมากเกินไป
• มันตัดการเชื่อมต่อเอาท์พุทถ้าพวกเขาจะถูกปล่อยออกมาด้วยกระแสที่สูงเกินไป
• มันตัดการเชื่อมต่อการส่งออกถ้ามันถูกเรียกเก็บเงินที่สูงเกินไปในปัจจุบัน
• หากเซลล์ใดเซลล์หนึ่งไม่ทำงานเอาต์พุตจะถูกตัดการเชื่อมต่อ
• หากเซลล์ใด ๆ ร้อนเกินไปก็จะตัดการเชื่อมต่อออก
• หากทุกคนในเซลล์มีการคายประจุมากเกินไปมันจะตัดการเชื่อมต่อออก (และอย่างถาวร - หากคุณลืมที่จะชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนานเกินไปคุณจะพบว่ามันจะไม่ชาร์จอีกต่อไปมันถูกทำลายอย่างมีประสิทธิภาพและการป้องกัน วงจรจะไม่อนุญาตให้คุณชาร์จเซลล์)

แท้จริงทุกแบตเตอรี่โทรศัพท์เดียวแบตเตอรี่แล็ปท็อป * แบตเตอรี่ใดก็ตามที่เป็นเคมีลิเธียมแบบชาร์จไฟได้จะได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดมากที่สุดและมีการจัดการอย่างแข็งขันที่สุด

และเหตุผลที่ทำให้เกิดปัญหามากขึ้นก็เพราะแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นอันตรายจริงๆ พวกเขาต้องการวงจรป้องกันเพื่อความปลอดภัยและพวกเขาก็ไม่ได้ปลอดภัยจากระยะไกลหากไม่มีมัน นักเคมีอื่น ๆ เช่นNiMHหรือNiCadสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยเหมือนเซลล์เปลือยโดยไม่มีการตรวจสอบใด ๆ หากพวกเขาร้อนเกินไปพวกเขาสามารถระบาย (ซึ่งเกิดขึ้นกับฉันเป็นการส่วนตัว) และมันอาจจะน่าตกใจ แต่มันจะไม่ทำให้บ้านหรือที่ดินของคุณอยู่ในห้องเผาไหม้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะทำทั้งสองอย่างและนั่นก็เป็นผลลัพธ์อย่างเดียว น่าแปลกที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยที่สุดโดยเป็นเคมีแบตเตอรี่ที่อันตรายที่สุด

คุณอาจสงสัยว่าสิ่งใดทำให้พวกเขาอันตรายจริงๆ

นักเคมีแบตเตอรี่อื่น ๆ เช่นตะกั่วกรดหรือ NiMH หรือ NiCad ไม่ได้รับแรงดันที่อุณหภูมิห้องแม้ว่าความร้อนจะสร้างแรงกดดันภายใน พวกเขายังมีอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นน้ำและไม่ติดไฟ พวกมันเก็บพลังงานในรูปแบบของปฏิกิริยาออกซิเดชั่น / การลดความเร็วที่ค่อนข้างช้าซึ่งอัตราการปลดปล่อยพลังงานต่ำเกินไปที่จะพูดทำให้พวกมันปล่อยเจ็ตออกมาขนาด 6 ฟุต หรือเปลวไฟใด ๆ จริงๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน พวกเขาเก็บพลังงานเหมือนฤดูใบไม้ผลิ นั่นไม่ใช่คำอุปมา ก็เหมือนสองน้ำพุ ลิเทียมไอออนถูกบังคับระหว่างอะตอมของวัสดุขั้วบวกที่มีพันธะโควาเลนติกโดยจะทำการแยกพวกมันออกและ 'ยืด' พันธะเก็บพลังงาน กระบวนการนี้เรียกว่าเสพ เมื่อประจุลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ออกจากขั้วบวกและเข้าไปในแคโทด นี่คือระบบเครื่องกลไฟฟ้ามากและทั้งขั้วบวกและแคโทดจะได้สัมผัสกับความเครียดเชิงกลที่สำคัญจากสิ่งนี้

ในความเป็นจริงทั้งขั้วบวกและแคโทดหรือเพิ่มหรือลดปริมาณทางกายภาพขึ้นอยู่กับสถานะของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรนั้นไม่สม่ำเสมอดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ชาร์จเต็มแล้วจึงพยายามใช้แรงดันในภาชนะหรือส่วนอื่น ๆ ของมันเอง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปจะอยู่ภายใต้แรงกดดันภายในอย่างมากซึ่งแตกต่างจากนักเคมีอื่น ๆ

อีกปัญหาคืออิเล็กโทรไลต์เป็นตัวทำละลายที่ระเหยง่ายและติดไฟได้ง่ายซึ่งจะเผาไหม้อย่างรุนแรงและง่ายดาย

เคมีที่ซับซ้อนของเซลล์ลิเธียมไอออนนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์และมีนักเคมีที่แตกต่างกันสองสามคนที่มีระดับปฏิกิริยาและอันตรายต่างกันไป แต่สิ่งที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงสามารถผ่านการระบายความร้อนได้ โดยพื้นฐานแล้วถ้าพวกมันร้อนเกินไปลิเธียมไอออนจะเริ่มทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่เก็บไว้เป็นออกไซด์ของโลหะในแคโทดและปล่อยความร้อนมากขึ้นซึ่งจะเร่งปฏิกิริยาต่อไป

สิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือแบตเตอรี่ที่จุดระเบิดด้วยตัวเองพ่นสเปรย์อิเล็กโทรไลต์ของตัวทำละลายที่ติดไฟได้เองออกมาและติดไฟทันทีเช่นกันในขณะนี้ที่มีออกซิเจนให้ใช้ใหม่ นั่นเป็นเพียงไฟโบนัส แต่ยังมีไฟตันจากโลหะลิเธียมออกซิไดซ์ที่มีออกซิเจนอยู่ภายใน

หากพวกเขาร้อนเกินไปที่เกิดขึ้น หากมีการชาร์จไฟมากเกินไปพวกเขาจะมีความไม่แน่นอนและการกระแทกเชิงกลสามารถทำให้พวกเขาออกไปเหมือนระเบิดมือ หากพวกมันปล่อยประจุมากเกินไปโลหะบางชนิดในแคโทดจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับคืนมาได้และจะทำให้เกิดการแบ่งโลหะ shunts เหล่านี้จะมองไม่เห็นจนกว่าการชาร์จจะขยายส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่มากพอที่เมมเบรนที่แยกจะถูกเจาะโดย shunts เหล่านี้ทำให้เกิด short short ซึ่งแน่นอนว่าเป็นผลให้เกิดเพลิงไหม้ ฯลฯ : โหมดความล้มเหลวของลิเธียมไอออนที่เรารู้จักและ รัก.

ดังนั้นเพื่อให้มีความชัดเจนไม่เพียง แต่เป็นการชาร์จไฟมากเกินไปเป็นอันตราย แต่เป็นการปล่อยพลังงานมากเกินไปและแบตเตอรี่จะรอจนกว่าคุณจะสูบฉีดพลังงานกลับเข้ามาก่อนที่คุณจะล้มเหลวและไม่มีสัญญาณเตือนหรือสัญญาณที่วัดได้ .

ครอบคลุมแบตเตอรี่ผู้บริโภค วงจรป้องกันทั้งหมดนี้สามารถลดอันตรายของการระบายน้ำออกได้สูง ท่อระบายน้ำที่สูงจะไม่สร้างความร้อนจำนวนเล็กน้อย (ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ดี) และทำให้เกิดความกังวลมากขึ้นทำให้เกิดความเค้นเชิงกลจำนวนมากในแอโนดและแคโทด รอยแยกสามารถก่อตัวและขยายตัวนำไปสู่ความไม่มั่นคงหากคุณโชคร้ายหรือเพียงแค่อายุการใช้งานที่สั้นลงหากไม่รุนแรงเกินไป นี่คือเหตุผลที่คุณเห็น LiPos จัดอันดับใน 'C' หรือปล่อยเร็วเท่าไรจึงจะปลอดภัย โปรดให้คะแนนเหล่านี้อย่างจริงจังและทำให้เสื่อมเสียทั้งเพื่อความปลอดภัยและเนื่องจากผู้ผลิตหลายรายให้ความสำคัญกับการจัดอันดับ C ของแบตเตอรี่

ถึงแม้จะเป็นอย่างนั้นบางครั้ง RC Lipo ก็จะลุกเป็นไฟโดยไม่มีเหตุผล คุณจำเป็นต้องฟังคำเตือนอย่างแน่นอนเพื่อไม่เรียกเก็บเงินกับพวกเขาโดยไม่มีใครดูแลและทุกอย่างอื่น คุณควรซื้อกระเป๋านิรภัยเพื่อชาร์จในเพราะมันอาจทำให้บ้านของคุณไม่ทำงาน (อาจเป็นกับคุณหรือคนที่คุณรักอยู่ข้างใน) แม้ว่าความเสี่ยงจะต่ำมากความเสียหายที่สามารถก่อให้เกิดนั้นมีมากมายและมาตรการที่จำเป็นในการลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหายส่วนใหญ่นั้นเป็นเรื่องเล็กน้อย

อย่าเพิกเฉยต่อสิ่งที่คุณได้รับการบอกกล่าว มันมาจากคนที่เรียนรู้ที่จะเคารพ LiPos ในสิ่งที่พวกเขาเป็นและคุณก็ควรเช่นกัน สิ่งที่คุณต้องการหลีกเลี่ยงอย่างแน่นอนคือการสอนบทเรียนนี้ให้คุณด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแทนที่จะเป็นเพื่อนร่วมงานทั้งแบบออนไลน์และออฟไลน์ หลังอาจลุกเป็นไฟคุณในฟอรั่ม แต่อดีตจะเปลวไฟคุณอย่างแท้จริง

เรามาดูวิดีโอของการระเบิดกัน!

ให้ฉันเพิ่มอีกนิดนึงว่ามันจะล้มเหลวอย่างไร ฉันพูดถึงกลไกแล้ว แต่จะเกิดอะไรขึ้นจริง? แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีโหมดความล้มเหลวเพียงโหมดเดียวซึ่งเป็นการระเบิดแล้วยิงออกมาจำนวนมากอย่างน่าทึ่งในเปลวไฟขนาดยักษ์เป็นเวลาหลายวินาทีจากนั้นก็ดำเนินกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ต่อไปเล็กน้อย นี่คือไฟเคมีดังนั้นคุณไม่สามารถดับได้ (แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะยังคงยิงไอพ่นเพลิงขนาดใหญ่ได้แม้ในสุญญากาศของอวกาศตัวออกซิไดเซอร์นั้นอยู่ข้างในไม่จำเป็นต้องใช้อากาศหรือออกซิเจนในการเผาไหม้) โอ้และการโยนน้ำบนลิเธียมก็ไม่ได้ผลอะไรเลยอย่างน้อยก็ในแง่ของการลดไฟ

นี่คือรายการ 'ฮิตที่ยิ่งใหญ่ที่สุด' ของตัวอย่างที่ดีของความล้มเหลว โปรดทราบว่าบางครั้งสิ่งนี้จะเกิดขึ้นในกรณีที่มีการระบาย RC สูงแม้จะมีมาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสม การเปรียบเทียบแอพพลิเคชั่นที่มีการระบายน้ำสูงกับกระแสโทรศัพท์ที่ปลอดภัยกว่าและต่ำกว่านั้นไม่ได้เป็นแอพที่ถูกต้อง แอมแปร์หลายร้อย≠สองสามร้อย milliamperes

เครื่องบิน RC ขัดข้อง

มีดแทงแบตเตอรี่ขนาดสมาร์ทโฟน

LiPo โก่งโก่งอย่างระเบิดได้เอง

แบตเตอรี่แล็ปท็อปในความร้อนที่ถูกกดเบา ๆ ทำให้เกิดการระเบิด

ในการใช้แบตเตอรี่ Lipo อย่างปลอดภัยคุณต้องปฏิบัติต่อแบตเตอรี่เหล่านี้ด้วยความเคารพเช่นเดียวกับที่คุณสามารถจัดเก็บและปล่อยพลังงานเคมีและ / หรือพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว แบตเตอรี่ยิ่งใหญ่และความต้านทานภายในน้อยลง (เช่นพิกัด C ที่สูงขึ้น) ยิ่งคุณต้องระมัดระวัง สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย ... เหมือนกับน้ำมันเบนซินที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย แต่คุณต้องเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการใช้งานและวิธีการล้มเหลว

เมื่อคุณคิดเกี่ยวกับมันไม่แปลกใจเลยที่ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ Tesla มีความเสี่ยงในระดับเดียวกับที่ถังก๊าซแทนที่ ... ทั้งคู่เก็บพลังงานจำนวนมากที่สามารถปล่อยออกมาได้อย่างรวดเร็วเมื่อจำเป็น ที่จริงแล้วฉันโกหกเพราะแบตเตอรี่ Tesla เก็บพลังงานของถังแก๊ส / น้ำมันเล็ก ๆ เท่านั้นและมันก็มีการตรวจสอบความปลอดภัยเพิ่มเติม

ฉันใช้แบตเตอรี่ Lipo ขนาดใหญ่อย่างปลอดภัยในเครื่องบิน R / C และเฮลิคอปเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง (สูงสุด 90C แบตเตอรี่) เป็นเวลาประมาณ 15 ปี (ฉันเป็นผู้เริ่มแรก) นอกจากประสบการณ์ของตัวเองแล้วฉันยังมีคนอื่นในคลับของฉัน ฉันเคยเห็นแพ็คล้มเหลวในอดีต แต่ตอนนี้หายากจริงๆเพราะเราเรียนรู้ที่จะใช้มันด้วยความเคารพ นี่คือสิ่งที่ฉันเรียนรู้การใช้ชีวิตบนขอบ :)

โหมดล้มเหลว

โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดคือ:

• ความเสียหายทางกายภาพ (สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสั้นลงภายใน)
• มากกว่าการชาร์จ (เกิดจากความผิดพลาด / เครื่องชาร์จที่ไม่ดี)
• มากกว่าความร้อนเนื่องจากกระแสสูง (ทำให้แพ็คพองหรือแย่กว่านั้นถ้าความร้อนสูงมาก)

โหมดความล้มเหลวที่พบได้น้อยที่สุดที่ฉันเคยได้ยิน (แต่ไม่เคยเห็น) คือ:

• ความล้มเหลวของเซลล์ที่เกิดขึ้นเองเนื่องจากการผลิตต่ำซึ่งทำให้เกิดการลัดวงจรภายใน

รายการโหมดความล้มเหลวทั้งหมดข้างต้นอาจส่งผลให้ "ระบายกับควัน" หรือ "ระบายด้วยเปลวไฟ" ไลโปโซที่ใหม่กว่าที่มีอิเล็กโทรไลต์ที่ระเหยได้น้อยสามารถ "ระบายควัน" ได้ แต่คุณจะไม่มีวันแน่ใจได้ ดังนั้นคุณต้องวางแผนสำหรับกรณีที่แย่กว่านั้น

ขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOP)

นี่คือขั้นตอนการปฏิบัติงานขั้นต่ำมาตรฐาน (SOP) สำหรับการใช้การคายประจุสูง (ชุด R / C ใด ๆ ที่มีการคายประจุสูง) ชุด lipo เปลือยที่ฉันใช้:

การป้องกันทางกายภาพ

• เซลล์ต้องได้รับการปกป้องจากความเสียหายทางกายภาพ
• หากสภาพแวดล้อมของคุณขรุขระพิจารณาแพ็คฮาร์ดรถ R / C (กล่องคาร์บอนไฟเบอร์รอบไลโปสอ่อน)
• เซลล์ต้องได้รับการตรวจสอบความเสียหายทางกายภาพก่อนและหลังการใช้งานแต่ละครั้ง
• หากเซลล์ใดเสียหายทางร่างกายพวกเขาควรจะย้ายไปยังพื้นที่ที่ปลอดภัยจากไฟและจากนั้นอย่างช้า ๆ (1C) ปล่อยลงไปที่ 2 โวลต์ต่อเซลล์หรือน้อยกว่าและจากนั้นกำจัดอย่างปลอดภัย (เซลล์ที่เสียหายไม่ควรจะปลอดภัย )
• อย่าขนส่งเซลล์ที่เสียหาย; ปฏิบัติต่อพวกเขาด้วยความเคารพเช่นเดียวกับที่คุณรักษาพลุที่มีไส้ตะเกียงที่คุณยังไม่แน่ใจว่ายังออกและที่ยังคงสามารถออกไปได้ตลอดเวลา!

อย่างไรก็ตามวิธีที่แตกต่างจากสิ่งที่ @metacolin เขียนนั้นปลอดภัยที่จะปล่อย Lipo ไปที่แรงดันไฟฟ้าต่ำและเป็นสิ่งที่ต้องทำก่อนทิ้งแพ็ค คุณต้องการลบพลังงานเคมีทั้งหมดออกจากแพ็คเพื่อให้ปลอดภัย สิ่งที่ไม่ปลอดภัยคือการคายเซลล์ด้านล่าง 2V แล้วทำการชาร์จ การชาร์จเซลล์แรงดันไฟฟ้าต่ำอาจทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมหลุดออกทำให้เซลล์ไม่เสถียร

การชาร์จไฟ (นี่เป็นเวลาที่สำคัญที่สุดเพื่อความปลอดภัย)

• ทำสิ่งนี้ให้ห่างจากสิ่งที่ติดไฟได้และจะไม่ได้รับความเสียหายจากควัน (เช่นภายนอก)
• ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าแต่ละเซลล์ได้รับการตรวจสอบเป็นรายบุคคลในระหว่างการชาร์จ เครื่องชาร์จ R / C คุณภาพพร้อมการชาร์จแบบ "สมดุล" จะทำเช่นนี้
• ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ก่อนที่จะทำการชาร์จ (เครื่องชาร์จ R / C ที่มีคุณภาพจะทำสิ่งนี้โดยอัตโนมัติ) หากเซลล์ใด ๆ ที่มีค่าต่ำกว่า 3V ให้ทำการแพ็คด้วยความสงสัยและทำการชาร์จอย่างช้าๆ
• หากแรงดันเซลล์ใด ๆ ต่ำกว่า 2V ไม่ได้ชาร์จ (เครื่องชาร์จคุณภาพจะทำสิ่งนี้โดยอัตโนมัติ); ปล่อยเซลล์อื่นแล้วกำจัดแพ็คอย่างปลอดภัย ... เมื่อเซลล์มีค่าต่ำกว่า 2V จะไม่ปลอดภัยในการชาร์จอีกต่อไปเพราะโลหะลิเธียมสามารถแยกออกและทำให้เซลล์ไม่เสถียรในระหว่างการชาร์จครั้งต่อไป
• อย่าใช้ที่ชาร์จต่ำสุดที่มีการสอบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่ดี

การปลดปล่อย

• การปลดปล่อยอย่างรวดเร็วที่สร้างความร้อนมากเกินไปเป็นปัญหา ดูการอภิปรายความร้อนด้านล่าง
• มากกว่าการปลดปล่อยมีความปลอดภัย ... หนึ่งครั้ง; แต่ไม่ต้องชาร์จอีก ดูการสนทนาการชาร์จด้านบน

ความร้อน

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์ไม่เคยร้อน (เนื่องจากมีการคายประจุอย่างรวดเร็ว, ประจุเร็ว, นั่งอยู่กลางแดด, ฯลฯ ) 45 องศาเซลเซียสเป็นระดับสูงสุดที่ฉันทนได้ ... แต่ต่ำกว่า 35 องศาเซลเซียสดีกว่ามาก
• อย่าคายหรือชาร์จเซลล์ที่เย็นเกินไป อุ่นเครื่องก่อน ... เซลล์ทำงานได้ดีที่สุดจากประมาณ 10 องศาเซลเซียสถึง 30 องศาเซลเซียส การชุบลิเธียมอาจเป็นปัญหาอีกครั้งหากใช้เมื่อเย็นเกินไป

อายุยืน

• หากคุณต้องการให้เซลล์ของคุณใช้งานได้นาน (ปฏิทิน) ควรปฏิบัติตามกฎ 80/20 ด้วยแบตเตอรี่ Lipo ที่ไม่ปล่อยพวกเขาต่ำกว่าความจุ 20% หรือมากกว่าความจุ 80%; นี่คือสิ่งที่ระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่ทันสมัย ​​(BMS) ทำ (เช่น Tesla, iPhone และอื่น ๆ )
• เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในที่เก็บข้อมูลนานกว่าหนึ่งสัปดาห์ให้แน่ใจว่าพวกเขามีความสมดุลกับความจุประมาณ 60% ต่อเซลล์ (อีกครั้งที่ชาร์จ R / C ที่ดีสามารถทำสิ่งนี้ให้คุณโดยอัตโนมัติ)

ความคิดสุดท้ายเกี่ยวกับคำถามของคุณ

ใช่ถ้าคุณพัฒนา SOPs ที่ปลอดภัยและดำเนินการเพื่อลดความเสี่ยงคุณสามารถใช้ Lipo ในหุ่นยนต์ของคุณ จนกว่าคุณจะเข้าใจ SOPs ที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ฉันจะไม่พิจารณาทำเครื่องชาร์จหรือ BMS ของคุณเอง คนฉลาดใช้เวลาหลายปีในการทำเช่นนั้น

มิฉะนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของการออกแบบของคุณอาจเป็น NiMh แบบง่ายแบตเตอรี่ SLA สามารถตอบสนองความต้องการของคุณ อย่างไรก็ตามแม้แบตเตอรี่ NiMh และ SLA ก็มี SOPs ของตนเองที่จะต้องปฏิบัติตาม ตัวอย่างเช่นเซลล์ NiMh สามารถระเบิดได้เนื่องจากความดันในระหว่างการชาร์จหากมีการชาร์จมากเกินไปและวาล์วแรงดันจะไม่ทำงาน SLA สร้างก๊าซไฮโดรเจน! ในระหว่างการชาร์จ ... ดังนั้นพวกเขาจึงต้องมีการระบายอย่างดี

โปรดจำไว้ว่าทุกสิ่งที่มีประโยชน์อาจเป็นอันตรายได้ Lipo นั้นไม่เลวร้ายไปกว่ามีดเชฟหรือปีกเครื่องบินที่เต็มไปด้วยน้ำมันก๊าด เคล็ดลับคือการเรียนรู้วิธีการใช้พวกเขาทั้งหมดอย่างชาญฉลาด

แก้ไข: เผชิญหน้ากับข้อมูลที่ผิด

ตำนาน 1

@metacollin เขียนว่า Lipo "ขั้วบวกและแคโทดประสบการณ์ความเครียดเชิงกลที่สำคัญ"

เท็จ ... เซลล์ลิเธียมโพลีเมอร์ไม่ได้อยู่ภายใต้ความเครียดที่มีนัยสำคัญระหว่างการทำงานปกติ นี่คือเหตุผลที่พวกเขาสามารถบรรจุในถุงพลาสติก

แต่อย่าใช้คำของฉันมัน ดูผู้เชี่ยวชาญคนนี้พูดเวลา 10:00 น. (การแจ้งเตือนสปอยเลอร์: เขาเรียกว่า "ใจดี")

https://www.youtube.com/watch?v=pxP0Cu00sZs

ป.ล. ฉันขอแนะนำให้ดูวิดีโอทั้งหมดหากคุณต้องการข้อมูลและผู้เชี่ยวชาญ (แทนที่จะเป็นคนที่นี่ที่อ้างว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญ)

เคมีของ NiMh หรือ NiCd นั้นมีความเป็นอันตรายมากกว่าในเรื่องของความเครียด / ความดันที่เพิ่มขึ้น ทั้งสองอย่างสามารถสร้างออกซิเจนส่วนเกินได้ นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมเซลล์ NiMh และ NiCd อยู่ในกระป๋องโลหะทรงกลมที่มีช่องระบายความปลอดภัยไม่ใช่ภาชนะพลาสติกเช่น LiPo อ่านข้อมูลจำเพาะนี้ แผ่นคำอธิบายแบบเต็ม:

http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf

ตำนาน 2

@metacollin "พวกเขาต้องการวงจรป้องกันเพื่อความปลอดภัยและพวกเขาก็ไม่ได้ปลอดภัยจากระยะไกลหากปราศจากมัน"

จริง อย่างไรก็ตามสิ่งที่สำคัญคือระบบแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์และการชาร์จทำงานร่วมกันเพื่อให้เซลล์ทั้งหมดของแบตเตอรี่ทำงานได้ตามข้อกำหนด มีมากกว่าหนึ่งวิธี (โทโพโลยี) สำหรับสิ่งนี้ที่ต้องทำ:

1. รวมวงจร "การป้องกัน" ต่อเซลล์และไม่ต้องพึ่งพาที่ชาร์จหรือผู้ใช้ให้อยู่ในข้อมูลจำเพาะ วงจร "การป้องกัน" ทำสิ่งเหล่านี้:
   • ปิดเซลล์ (วงจรเปิด) หากกระแสไฟฟ้าสูงเกินไป
   • ปิดเซลล์หากแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป
   • ปิดเซลล์หากแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป

เนื่องจากวงจร "ป้องกัน" ที่ติดตั้งกับเซลล์สามารถมีขนาด จำกัด ได้เท่านั้นโดยทั่วไปวงจรเหล่านี้จะดีสำหรับสถานการณ์ปัจจุบันที่ต่ำเท่านั้น

2. อีกทางหนึ่งคุณสามารถใช้เซลล์เปลือยได้ตราบใดที่คุณใช้มันกับเครื่องชาร์จอัจฉริยะที่มีความสมดุลซึ่ง:
   • ปฏิเสธที่จะชาร์จถ้าแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป
   • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าชาร์จไม่เคยสูงเกินไป

หากคุณต้องการหลอมรวมคุณสามารถวางฟิวส์ที่เหมาะสมให้สอดคล้องกับแพ็ค

นี่คือสิ่งที่ผู้ใช้ R / C ทำเพราะพวกเขาต้องการแบตเตอรี่ให้มีแสงสว่างน้อยที่สุดและสามารถส่งกระแสสูงได้

3. กลยุทธ์ที่ดีที่สุดคือการใช้เซลล์เปลือยแบบมีสายในระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น (BMS) BMS สามารถมีโทโพโลยีที่แตกต่างกันมากมายตามพารามิเตอร์ที่คุณปรับให้เหมาะสม BMS ยังสามารถทำสิ่งอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยเช่นการเพิ่มคุณสมบัติ (เช่นมาตรวัดประจุ) และพยายามเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่โดยการควบคุมพารามิเตอร์การทำงาน รถยนต์ไฟฟ้าและจักรยานไฟฟ้าที่ทันสมัยใช้เซลล์ของ BMS (และไม่ใช่เซลล์ที่ "ได้รับการป้องกัน") นอกจากนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ทันสมัยที่มี LiPo ในตัวได้เปลี่ยนไปจากการใช้เซลล์ที่ได้รับการป้องกันเพื่อใช้กับ BMS เช่น iPhone, iPods เป็นต้น

จากด้านความปลอดภัย, การตั้งค่าทั้งหมดเหล่านี้ทำในสิ่งเดียวกับที่สมบูรณ์ของระบบ พวกเขาทำในรูปแบบที่แตกต่างกันเพราะพวกเขาปรับให้เหมาะกับพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน

เมื่อ บริษัท ใหญ่ต้องการสร้างที่ชาร์จ LiPo พวกเขาสามารถ:

A. มีผู้เชี่ยวชาญในทีมงานและทำการทดสอบอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ชาร์จจะทำงานอย่างปลอดภัยในทุกสภาพการใช้

B. ซื้อ IC หรือชุดประกอบสำเร็จรูปที่ได้รับการดูแลในระดับเดียวกัน

C. ทำสัญญากับผู้ที่รู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่

เมื่อคุณสร้างวงจรการชาร์จที่บ้านคุณจะไม่ทำสิ่งเหล่านั้น

แบตเตอรี่ LiPo สามารถระเบิดได้อย่างแน่นอนเนื่องจากการค้นหาบน YouTubeสามารถบอกคุณได้ คุณจะพบคนแข็งขันทำลายแบตเตอรี่กับเล็บหรือแม้กระทั่งขวานแต่คุณยังสามารถหาตัวอย่างที่สมจริงมากขึ้นเช่นนี้หนึ่งของเครื่องบิน RC รุนแรงบุกเข้าไปในเปลวไฟเนื่องจากปัญหาการเรียกเก็บเงิน

ดังนั้นคำเตือน - ผู้คนบนอินเทอร์เน็ตไม่สามารถรับประกันได้ว่าวงจรการชาร์จไฟแบบโฮมเมดจะทำงานได้อย่างปลอดภัยและโหมดความล้มเหลวของ LiPo คือ "ระเบิด" นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น - พลังงานจำนวนมากถูกปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว

[แม้ว่าคำตอบที่ล่าช้านี้อาจได้รับการเปิดเผยเล็กน้อยในขณะนี้ที่คำถามได้ออกจากรายการยอดนิยม แต่ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเน้นความแตกต่างระหว่างคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ครอบคลุมในอุปกรณ์เช่นแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือ คุณสมบัติในงานอดิเรกหรืออุปกรณ์ DIY]

บริบทเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อประเมินคำเตือนด้านความปลอดภัยที่น่ากลัวที่คุณอ้างถึง พวกเขาไม่ได้กำหนดเป้าหมายไปที่อุปกรณ์เช่นแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือ (จากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง) ซึ่งใช้วงจรการจัดการ / ป้องกันแบตเตอรี่ในตัวเพื่อความปลอดภัย แต่พวกเขาตั้งเป้าหมายอุปกรณ์ที่ปลอดภัยน้อยกว่าเช่นเซลล์ LiPo ที่ไม่มีการป้องกันที่ใช้ในงานอดิเรก RC เพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ควบคุมระยะไกลเครื่องบิน ฯลฯ ที่ด้านล่างเราจะมองลึกลงไปถึงความแตกต่างด้านความปลอดภัยเหล่านี้

ซึ่งแตกต่างจากนักเคมีแบตเตอรี่อื่น ๆ ที่คุ้นเคยกับผู้บริโภคแบตเตอรี่ที่ใช้เคมี Li-ion นั้นมีความผันผวนมากกว่า ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีวงจรการจัดการแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาอย่างดีเพื่อป้องกันความล้มเหลวจากภัยพิบัติ ซึ่งรวมถึงกลไกที่ป้องกันไม่ให้พวกเขาไปถึงสถานะที่เป็นอันตราย (ภายใต้หรือมากเกินไป, อุณหภูมิสูงเกินไป, กระแสเกิน ฯลฯ ) และนอกจากนี้อาจปิดการใช้งานพวกเขาเมื่อเกิดสภาวะอันตราย (เช่นผ่าน FET, PTC หรือฟิวส์หนึ่งนัด) ตรรกะดังกล่าวอาจรวมถึงอัลกอริธึมที่ซับซ้อนซึ่งคอยตรวจสอบสุขภาพของเซลล์อย่างต่อเนื่องเพื่อทำนายความล้มเหลวที่ร้ายแรง (เช่นระยะสั้นภายในซึ่งอาจนำไปสู่การระบายความร้อน)

ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์งานอดิเรก / DIY ที่ผู้ใช้ประกอบขึ้นส่วนใหญ่สำหรับแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือผู้ผลิตมีการควบคุมการออกแบบของระบบย่อยพลังงานแบตเตอรี่ทั้งหมดดังนั้นพวกเขาจึงสามารถออกแบบระบบแบบบูรณาการอย่างแน่นหนา การออกแบบดังกล่าวเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ผ่านการทดสอบตามเวลาและใช้วิธีการวิเคราะห์ความซ้ำซ้อนและการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดที่ครอบคลุมหลายระดับเช่นการวิเคราะห์ข้อบกพร่องต้นไม้หรือFMEA = โหมดความล้มเหลวและการวิเคราะห์ผลกระทบ

คุณอาจประหลาดใจกับความครอบคลุมของการวิเคราะห์เช่นด้านล่างเป็น 2 ใน 96 กรณีที่พิจารณาในIEEE 1625 2004รวมถึงกรณีที่สัตว์เลี้ยงปัสสาวะบนอุปกรณ์ (พีซี)

คุณอาจประหลาดใจกับการป้องกันความผิดพลาดระดับสูงเช่นตามมาตรฐานอุตสาหกรรมดังกล่าวแบตเตอรี่แล็ปท็อปจะต้องใช้วิธีการอย่างน้อยสองวิธีที่เป็นอิสระเพื่อปิด FET ที่ชาร์จเพื่อป้องกันการเกิดไฟไหม้ที่รุนแรง นอกจากนี้หากทั้งสองวิธีล้มเหลวจะต้องมีการระเบิดของสารเคมีที่ไม่ปลอดภัย นี่เป็นฟิวส์ 3 ขั้วที่เรียกใช้แรงดันไฟฟ้าแบบพิเศษที่สามารถทำงานได้แม้ในสภาวะที่รุนแรงเช่นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงต่ำมากเนื่องจากการลัดวงจร

ตัดความแตกต่างด้านบนกับโครงการ DIY หรืองานอดิเรก RC ของคุณที่ผู้ใช้มีหน้าที่รับผิดชอบในการรวมส่วนประกอบของระบบย่อยของแบตเตอรี่และทำให้แน่ใจว่าพวกเขาทำงานร่วมกันอย่างปลอดภัย (ส่วนประกอบที่เป็นเซลล์บอร์ดป้องกัน BMS / PCM อุปกรณ์และเครื่องชาร์จ มีอุปสรรคมากมายขัดขวางเช่นนี้ ผู้ใช้อาจไม่มีความรู้เพียงพอ ผู้ใช้อาจไม่สามารถเข้าถึงเอกสารข้อมูลและข้อมูลทางเทคนิคซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่ได้ให้บริการแก่ผู้บริโภค (ผู้ผลิตเซลล์ไม่สนับสนุนการใช้งานของผู้บริโภคโดยตรงเช่นเมื่อไม่นานมานี้ Sony ส่งคำสั่งหยุดและหยุดยั้ง . ขาดโปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐานเช่นSBS = ระบบแบตเตอรี่อัจฉริยะ ใน RC / Hobby world จำกัด การสื่อสารระหว่างระบบย่อยซึ่งเพิ่มความยากลำบากอย่างมากในการออกแบบกลไกความปลอดภัยที่ซับซ้อนเช่นในแล็ปท็อป

นี่คือตัวอย่างของคำศัพท์จริง:คำถามจากฟอรัมสนับสนุนมาตรวัดก๊าซของแบตเตอรี่ของ TI

ฉันสงสัยว่าฟิวส์เคมีเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือไม่ ฉันทำงานกับซัพพลายเออร์ Li-ion ของจีนและพวกเขาสร้างการออกแบบแพ็คตาม IC มาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง bq20z45-R1 แต่ไม่มีวงจรฟิวส์เคมี นอกจากนี้ยังไม่มี IC ป้องกันแรงดันเกินรองเช่น bq29412 Chemical Fuse และ bq29412 (หรือ IC ที่คล้ายกัน) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานชุดแบตเตอรี่ Li-ion ในเชิงพาณิชย์หรือไม่? มีข้อกำหนดด้านกฎระเบียบหรือไม่? BTW ฉันกำลังทำงานในการออกแบบอุปกรณ์การแพทย์

ด้านบนเรามีตัวอย่างของก้อนแบตเตอรี่ที่ไม่มีระดับการป้องกันการชาร์จเกินระดับที่ 2 และ 3 ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น การละเว้นคุณสมบัติด้านความปลอดภัยดังกล่าวเป็นเรื่องปกติในระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่ราคาถูกกว่า ไม่ต้องพูดถึงผู้ผลิตจีนบางรายที่บินเกินระดับการปกป้องที่นำมาใช้ เพื่อที่จะรับรู้การละเว้นดังกล่าวและทำความเข้าใจกับการแยกแยะเมื่อผู้ใช้เป็นวิศวกรพวกเขาจะต้องมีความรู้พื้นฐานเพียงพอในสนาม การขาดสิ่งเหล่านี้อาจนำไปสู่การออกแบบด้วยข้อบกพร่องด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง นั่นเป็นเหตุผลที่ผู้ผลิตเซลล์ที่มีชื่อเสียงเช่น LG, Panasonic, Samsung, Sanyo และ Sony ปฏิเสธที่จะจัดการกับผู้บริโภคโดยตรง ความเสี่ยงนั้นมากเกินไปหากไม่มีความรู้เพียงพอที่จะทำให้มั่นใจในการออกแบบที่ปลอดภัย

ด้านล่างเป็นตัวอักษรของ Sony ที่กล่าวถึงข้างต้น นี่เป็นเรื่องปกติของทัศนคติของผู้ผลิตเซลล์ที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการใช้เซลล์หลวม

เพื่อความสะดวกด้านล่างคือลิงค์ที่ให้ไว้ในจดหมาย:

ไฟและการระเบิดบุหรี่อิเล็กทรอนิกส์ , US Fire Administration, FEMA, OCtober 2014

สมาคมเทคโนโลยีความปลอดภัยของแบตเตอรี่

คำตอบที่ยอดเยี่ยมทั้งหมด นี่คือสั้น ๆ 7.4 โวลต์ แบตเตอรี่ 5 แอมป์ชั่วโมงมีพลังงาน 37 วัตต์ต่อชั่วโมงหรือ 133,200 จูล เปรียบเทียบกับ. 357 จูลของพลังงานตะกร้อ เคล็ดลับคือไม่ปล่อยให้มันเป็นกลุ่มของมันออกมาในครั้งเดียวโดยความร้อนสูงเกินไปหรือบดขยี้

ฉันคิดว่าข้อมูลของคุณล้าสมัยแล้ว

ฉันมีเพื่อนร่วมงานที่อยู่ในเครื่องบิน RC พวกเขาเป็นผู้เริ่มใช้เทคโนโลยี LiIon ตั้งแต่แรกเพราะพวกเขามีน้ำหนักเบาและมีอำนาจมาก

เขาเกี่ยวข้องกับวิธีที่พวกเขามีสองโหมดความล้มเหลวซึ่งเป็นหนึ่งในโหมดที่ก่อความไม่สงบ เครื่องบินจะระเบิดเป็นลูกไฟในขณะที่อยู่บนเครื่องบิน

ในที่สุดเซลล์เชิงพาณิชย์ก็มีหลายอย่างคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่แตกต่างกันไปรวมในหน่วยขายได้, ต้องตามกฎหมาย

ตอนนี้พวกเขาปลอดภัยแล้วตราบใดที่คุณไม่ทำลายหรือฝ่าฝืนหรือปล่อยให้มันร้อนเกินไป การควบคุมความร้อนเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบอุปกรณ์ที่เสร็จสมบูรณ์: คุณอาจมีการระบายความร้อนที่ไม่ดีหรือการหลอมรวมความร้อนที่ไม่เหมาะสมและทำให้มันมีความสำคัญอย่างยิ่ง บางผลิตภัณฑ์ใหม่จะไม่มากเพื่อความปลอดภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "เซลล์ถุง" ที่ไม่ได้มีความทนทานในการจัดการแบบบูรณาการโดยไม่ถูกในการออกแบบอย่างถูกอุปกรณ์

ดังนั้นเรียนรู้วิธีการใช้อย่างปลอดภัยและเรียนรู้รายละเอียดเฉพาะของชิ้นส่วนที่คุณเลือกสำหรับการออกแบบของคุณ