You don`t know Polish? Check English version

Informacje ogólne o bateriach litowo-polimerowych

Baterie LiPo (używa się również nazw: Lipol, Lipolki, lipole) to rodzaj akumulatora, w którym wykorzystano ogniwa litowo-polimerowe. Do produkcji ogniw LiPo wykorzystano obok stopu metalicznego litu, przewodzące polimery. Ogniwo LiPo to niepodzielny, najczęściej płaski akumulatorek, z wychodzącymi blaszkami w srebrnej folii. Swoją budową są zbliżone do ogniw litowo-jonowych, a różnica polega na tym, iż zastosowano w nich żelowe lub stałe polimery, zamiast płynnego elektrolitu. Napięcie jednego ogniwa wynosi od 2,8 V przy minimalnym rozładowaniu, do 4,2 V przy maksymalnym naładowaniu. Baterie LiPo to pakiet 2, 3 lub większej ilości ogniw. W przeciwieństwie do popularnie stosowanych w airsofcie baterii NiCd i NiMh, lipole nie posiadają efektu pamięci, a co ważniejsze, nie mogą zostać rozładowywane poniżej 2,8 V na ogniwo. W przypadku Lipoli nie ma też mowy o formowaniu, przy pierwszym ładowaniu. Innymi słowy, każde ładowanie przez cały okres użytkowania baterii LiPo jest takie samo.

Odpowiedni dobór baterii

Pakiety LiPo są często oznaczone (np. w modelarstwie): 2S1P, 3S1P oraz 2S2P, 3S2P. W przypadku takiego oznaczenia „S” to serial (szeregowo), a „P” to paralel (równolegle).

Zakładając, że ogniwo ma 3,7 V i pojemność 1000mAh, takie symbole będą oznaczały odpowiednio:

2S1P – pakiet złożony z 2 połączonych szeregowo ogniw co daje baterię o napięciu 7,4V i pojemności 1000 mAh

2S2P – pakiet złożony z 2 połączonych szeregowo ogniw oraz 2 równolegle co daje baterię o napięciu 7,4V i pojemności 2000 mAh.

Powyższe oznaczenia pozwalają nam w łatwy sposób określić, z jakich ogniw złożony jest nasz akumulator.

Poza napięciem oraz pojemnością baterii dobrze jest, gdy jego producent poda nam maksymalny prąd rozładowywania, który oznaczony jest odpowiednio 10C, 15C, 20C... Jeżeli kupiliśmy baterie 1000 mAh i oznaczeniu 10C, to możemy wtedy podłączyć ją do repliki, której gearbox będzie potrzebował maksymalnie 10A. Jeżeli oznaczenie „10C” mamy przy baterii 2000 mAh, to możemy już osiągnąć maksymalny pobór 20 A. Możemy też spotkać się z oznaczeniem „10C / 15C”. Wartość druga, oznacza maksymalny, chwilowy pobór prądu, czyli przez jakieś 10-20 sekund, możemy podłączyć replikę, o wyższym poborze (np. test repliki, po tuningu mocowym). Należy pamiętać, że repliki po tuningu mocowym, maja większy pobór prądu niż 10A, co dobrze jest zmierzyć przed zakupem baterii.

UWAGA! Nie należy powyższych oznaczeń mylić z wartością 1C, która oznacza zalecane ładowanie baterii, ale o tym już napiszę w dalszej części.

Ładowanie baterii LiPo

Jak już zostało napisane, baterie LiPo nie mają tak zwanego „efektu pamięci”, czyli możemy je doładowywać. Przy ładowaniu Lipoli musimy przestrzegać 2 podstawowych zasad:

1/ Ogniwa ładujemy napięciem stałym, nieprzekraczającym 4,2V na ogniwo. Jeżeli nasz pakiet składa się z 2 ogniw, to ładowarka winna mieć na wyjściu 8,4V, jeżeli z 3 ogniw, to 12,6V itd. Ładowanie takie trwa zazwyczaj ok. 60-90 minut. Jeżeli podłączymy do baterii zwykłą ładowarkę, to przekroczymy znacznie napięcie 4,2V na ogniwo, czego skutkiem będzie eksplozja baterii. Ładowarki przystosowane do ładowania Lipoli, ładują poszczególne ogniwa do osiągnięcia napięcia 4,2V,a następnie płynnie zmniejszają prąd ładowania do zera. Jeżeli pomierzymy poszczególne ogniwa w trakcie ładowania, to 4,2V osiągną w ok. 3/4 czasu całego procesu ładowania. Pozostały czas ładowania, to właśnie płynne zmniejszanie ładowania do zera.

2/ Pakiet ładujemy prądem 1C, czyli prądem równym do pojemności baterii. Jeżeli posiadamy baterie o pojemności 1000 mAh, ładujemy ją prądem 1A. Jest to prąd, który wg testów nie niszczy pakietów, oczywiście przy założeniu, że korzystamy z odpowiedniej, mikroprocesorowej ładowarki. Są baterie, gdzie producent podaje wyższy maksymalny prąd ładowania, np. 1,5C, 1,8C. Jednak dla zwiększenia żywotności baterii, lepiej jest ładować ją prądem 1C.

Dodatkowo przy ładowaniu bateri LiPo możemy spotkać się z czymś takim, jak „balancer”. Jak zapewne wszyscy wiedzą, każde ogniwo lekko różni się od siebie i w różny sposób rozładowuje się podczas użytkowania. Gdy podłączymy zwykłą ładowarkę, to będzie ona dążyła do osiągnięcia napięcia danej baterii. Jeżeli np. w baterii 7,4V jedno ogniwo rozładuje nam się do niższej wartości niż drugie, to przy ładowaniu taką ładowarką, to drugie ogniwo osiągnie wcześniej wartość 4,2, a ładowarka będzie dalej ładowała i wtedy to ogniwo zostanie przeładowane. By zapobiec takiej sytuacji i zachowywać baterie w stałej, dobrej kondycji, musimy do ładowania zastosować balancer.

Balencer jest to małe urządzenie elektroniczne, które wbudowane jest w ładowarkę lub włączane w obieg, między ładowarką a baterią. Jego zadaniem jest kontrola napięcia poszczególnych ogniw i jego wyrównywanie podczas ładowania. Napięcie, które balancer otrzymuje od ładowarki, rozdziela na poszczególne ogniwa, dokonując na bieżąco ich pomiarów. Po zakończeniu ładowania, każde ogniwo winno mieć jednakowy pomiar - 4,2V.

Musimy także pamiętać, iż nie powinniśmy zostawiać ładujących się baterii bez nadzoru, nawet jeżeli stosujemy specjalną ładowarkę. Jednocześnie należy ładować baterię z dala od materiałów łatwopalnych. By zabezpieczyć się przed skutkami ewentualnej eksplozji baterii, dobrze jest ładować je w przystosowanych do tego, specjalnych torbach LipoSack, które mogą służyć również do bezpiecznego ich przechowywania.

Rozładowywanie baterii LiPo

Jak już zostało wcześniej napisane, ogniwa LiPo nie mogą być rozładowane poniżej wartości 2,8V, choć pojawiają się już ogniwa Li-Po które wg. producentów można rozładować bezpiecznie do poziomu 0V i nie ma to wpływu na ich prace. Przy stosowaniu baterii z dwoma ogniwami, nie możemy doprowadzić do rozładowania poniżej 5,6V, a z trzema do wartości poniżej 8,4V.

Z uwagi na powyższe, przy stosowaniu baterii LiPo w naszych replikach, musimy zastosować dodatkowo odpowiedni regulator, który spowoduje odcięcie pakietu, gdy jego napięcie zbliży się do minimalnej wartości. Regulator taki montujemy między baterią a podłączeniem w naszej replice. Najlepiej, jeżeli ta wartość jest wyższa od 2,8V i wynosi ok. 3V na ogniwo, z uwagi na to, iż (jak wcześniej wspomniałem) mamy do czynienia z różnym poziomem rozładowania ogniw w danym pakiecie.

Przykład

W pakiecie 2 ogniwowym, minimalna wartość rozładowania wynosi 5,6V. Teoretycznie regulator odcinający powinien rozłączyć napięcie przy takiej wartości. Ale może zdążyć się tak, że jedno ogniwo będzie rozładowane do wartości 2,4V, a drugie do wartości 3,2 V co daje nam rozładowanie na baterię 5,6V. Ale w takim wypadku, jedno ogniwo doprowadzamy do uszkodzenia.

Przechowywanie baterii LiPo

Baterie należy przechowywać naładowane w granicach 40% czyli ok. 3,6V. Tak też naładowane są nowe baterie przez producentów. Nie powinno się przechowywać baterii naładowanych na minimum lub maksimum ich możliwości. Mówimy tutaj oczywiście o dłuższym okresie przechowywania. Dobrze jest przechowywać baterie w specjalnej torbie LipoSack, o której pisałem przy okazji ładowania baterii. Są też osoby, które przechowują naładowane na 40% baterie w lodówce. Podobno zmniejsza to znacznie starzenie się baterii. Jednak dobrze jest co jakiś czas sprawdzić ich poziom naładowania mimo, że efekt samorozładowania w przypadku baterii LiPo jest wręcz minimalny, w porównaniu do znanych już NiCd czy NiMh.

Uszkodzone ogniwa

Poza opisanymi wyżej możliwościami uszkodzenia baterii LiPo przez niewłaściwe ich ładowanie i rozładowanie, są one również bardzo podatne na uszkodzenia mechaniczne. Już na pierwszy rzut oka widzimy, iż mają one dość delikatną budowę i brak jakichkolwiek zabezpieczeń, właśnie przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Dodatkowe uwagi dotyczące bezpieczeństwa

1/ Należy zwrócić szczególną uwagą przy podłączaniu baterii do repliki, by nie spowodować zwarcia zarówno przy podłączeniu jak i przy pracy baterii. Zwarcie wiąże się ze wzrostem temperatury co doprowadza do eksplozji. Jeżeli takie zwarcie nam się przydarzy, należy odczekać ok. 10-15 minut i obserwować, czy baterie się nie zapalą.

2/ Nie wolno ładować ani używać uszkodzonych w sposób mechaniczny, czy też przez przeładowanie lub nadmierne rozładowanie baterii. Takie baterię winny zostać odpowiednio zutylizowane. Należy też pamiętać, że każde mechaniczne uszkodzenie, podobnie jak zwarcie, doprowadza do zapalenia się baterii, które następuje po jakimś czasie.

Test baterii i ładowarek

Do testów otrzymałem:

- 2 baterie LiPo: 7,4 V, 1000mAh oraz 11,1 V, 1000 mAh

- dwie ładowarki: 7,4 V oraz 11,1 V.

Produkty te znalazły się od października 2008, w ofercie firmy ASG ( ActionSportGames A/S)

Informacje ogólne – ładowarki dla LiPo

Dostarczone do testów ładowarki, dedykowane są do baterii o pojemności 1000mAh, posiadając prąd ładowania 1000 mA. Producent podaje czas ładowania w granicach 90-120 minut. Proces ładowania sygnalizuje dioda paląca się w kolorze czerwonym. Po zakończeniu ładowania dioda zapala się na zielono. Testowane ładowarki miały napięcie wyjściowe odpowiednio 8,4 V oraz 12,6V, czyli dokładnie takie jakim powinny ładować.

Informacje ogólne - Baterie LiPo

* Dostarczone do testu baterie posiadają (jak większość Lipolek) dwie wiązki kabli:

- wiązkę standardową, do podłączenie odbiornika (w naszym przypadku repliki) z wtyczką typu Tamya mini

- wiązkę dodatkową, do podłączenie ładowarki/balancera. W baterii 7,4V jest specjalna wtyczka z podłączonymi 3 kablami, w baterii 11,1 V – z 4 kablami. Poniżej przedstawione są schematy połączeń.

* Na bateriach podano prąd ładowania – 1C

* Dostarczone baterie były naładowane odpowiednio do 7,8V oraz 11,7V.

* Bateria 7,4V jest wg mnie źle zabezpieczona przed ewentualnym zwarciem. Płytka z połączonymi kablami jest w bezpośredni sposób narażona na ewentualną styczność z wodą (np. w czasie deszczu) czy też dostanie się innych elementów, które mogą przyczynić się do zwarcia.

Ładowanie testowanych baterii

Obie dostarczone baterie podłączyłem do ładowania.

- Bateria 7,4V naładowała się w czasie 39 minut i osiągnęła napięcie 8,45V

- Bateria 11,1V naładowała się w czasie 37 minut i osiągnęła napięcie 12,70V

* Niestety baterie nie posiadają informacji, jaki jest maksymalny prąd rozładowywania, więc musimy przyjąć, że jest to 10C. Ponieważ są to baterie o pojemności 1000mAh, to maksymalny prąd rozładowywania wynosi 10A. Wynika z tego, że możemy tych baterii używać jedynie do replik stockowych, do 330-350 fps. Repliki z mocniejszymi sprężynami mają pobór w granicach 15-20A. Oczywiście pomijam tutaj bardzo silne tuningi, gdzie pobór może dojść nawet do 30-40A.

Podsumowanie

Otrzymane do testów baterie wraz z przystosowanymi do nich ładowarkami, to moim zdaniem dobre rozwiązanie dla osób, posiadających repliki do ok. 350fps, które nie przekraczają 10A poboru prądu oraz osób, które biorą udział w krótszych strzelankach czy też spotkaniach, z mniejszą ilością oddawanych strzałów (ze względu na małą pojemność baterii). Do baterii musimy koniecznie dokupić regulator odcięcia napięcia lub zakupić repliki, które są już w taki regulator wyposażone.

Jednocześnie zachęcam do dodatkowego zabezpieczenia baterii 7,4V, ( przez np. zaklejenie taśmą izolacyjną) by uchronić ją w lepszy sposób przed ewentualnym zwarciem.

Pozostałe osoby zachęcam do zakupu baterii o wyższym prądzie rozładowywania oraz wyższej pojemności. Należy też wspomnieć, że testowane baterie, możemy również połączyć równolegle, co podwyższy ich parametry. Dla przykładu:

- łącząc np. równolegle 2 baterie 7,4V 1000mAh firmy ASG uzyskamy baterie 7,4 V o pojemności 2000mAh oraz maksymalny prąd rozładowywania 20A.

Zalecam by takiego połączenia dokonały osoby, które się na tym znają.

Na koniec zapraszam na filmik, w którym pokazano mechaniczne uszkodzenie testowanych baterii. Postanowiłem zrobić test z przebiciem baterii gwoździem, by wszyscy mogli porównać  go z prezentowanym wcześniej na łamach WMASG testem baterii Socom Gear.

Jak dla mnie, wynik testu jest pozytywny: chwilka czasu od uszkodzenia do pojawienia się dymu, brak płomieni... i za to duży plus. 

Baterie testowaliśmy dzięki uprzejmości ActioSportGames A/S z Danii: