Vplyv nedovoleného vybitia LiPol batérie na jej vlastnosti

Dalo by sa povedať, že toto je vlastne akýmsi voľným pokračovaním článku "Je LiPol batéria vhodná do RC vysielača?". V ňom bol spomenutý problém prílišného vybitia (podvybitia) LiPol článkov a jeho dopad na zmenu parametrov batérie, hlavne kapacity a vnútorného odporu Ri, ale aj na jej životnosť.

Keďže problematika životnosti (je o nej zmienka aj v závere tohto článku) je príliš dlhodobou záležitosťou, sústredili sme sa na to, čo sa dá overiť v kratšom časovom horizonte.

A tak sme pokusnú LiPol batériu niekoľkokrát hlboko vybili a sledovali sme, aké to bude mať následky na jej kapacitu a vnútorný odpor. A že sme sa s ňou nijako „nemaznali“, to si môžete byť istí.

autor: Janko O.

 

Za obeť našich "neľudských" pokusov sme si vybrali málo používanú LiPol batériu Turnigy 3S 2200 mAh / 20C, ktorá už ako nová vykazovala veľký vnútorný odpor druhého (B) článku. Dôvodom našej voľby bolo to, že na základe rôznych fám sme predpokladali, že po týchto pokusoch bude táto batéria súca akurát tak do slaného nálevu a tak sme nechceli obetovať dobrú Lipolku. Súčasne sme mohli porovnať rozdielne následky hlbokého podvybitia na dobrý a vadný článok. 

Hoci sme získané hodnoty zoradili aj do tabuľky, napokon sme sa rozhodli nepoužiť ju, pretože pre názorné chronologické sledovanie priebehu pokusu je slovný komentár nevyhnutný.

Takýto vnútorný odpor sme dotyčnej LiPol batérii namerali na konci júna 2010 pri napätí na článkoch okolo 3,76 Voltu

A tak pekne postupne sledujme, ako sa "veci diali": 

Merania prebiehali pri izbovej teplote 22 stupňov Celzia, čo je veľmi dôležité uviesť, nakoľko vnútorný odpor LiPol článkov je na teplote veľmi závislý (viď článok "Zmena vnútorného odporu LiPol článkov pri zmene teploty"). 

Všetky tri články LiPol batérie mali po predchádzajúcom použití napätie 4 Volty na článok. Ich vnútorné odpory boli nasledovné:

A = 6,7 miliOhm,     B = 49,2 miliOhm,     C = 7,7 miliOhm,     Celkový Ri = 63,6 miliOhm. 

Potom bola batéria nabitá na maximum (4,2 V/článok) prúdom 1C (2,2 A), metódou CC/CV. Po nabití vnútorný odpor klesol na nasledujúce hodnoty (o tejto skutočnosti je zmieňované v článku Vplyv stavu nabitia LiPol batérie na jej vnútorný odpor):

A = 6,1  miliOhm,     B = 43,5  miliOhm,     C = 6,9  miliOhm,     Celkový Ri = 56,5 miliOhm.

Nasledovalo (prvé) vybíjanie do odporovej záťaže Rz = 1,3 Ohmu, pokiaľ napätie jednotlivých článkov nedosiahlo tieto hodnoty:

A = 2,60 V,     B = 3,03 V,     C = 2,74 V,

pričom batéria do záťaže dodala náboj  2,109 Ah.
.........................................................................................................................................................................

Nasledovalo (druhé) nabíjanie prúdom 1C (2,2 A) až do plného nabitia (4,2 V/článok). Náboj dodaný do batérie bol 2,167 Ah.

Po tomto prvom, ešte nie príliš hlbokom vybití, boli vnútorné odpory jednotlivých článkov:

A = 5,9  miliOhm,     B = 33,9  miliOhm,     C = 6,6  miliOhm,     Celkový Ri = 46,5 miliOhm.

Porovnaním zisťujeme, že Ri v podstate mierne klesol, čo ale nie je následok podvybitia batérie, ale jej ohriatia. A keďže sme ju v tomto "teplom" stave udržiavali od teraz až po zvyšok meraní, považujeme práve tieto hodnoty vnútorného odporu za relevantné.

Nasledovalo druhé vybíjanie do odporovej záťaže Rz = 1,3 Ohmu, pokiaľ napätie jednotlivých článkov nedosiahlo tieto hodnoty:

A = 2,68  V,     B = 2,87  V,     C = 3,17 V,

pričom batéria do záťaže dodala náboj  2,073  Ah. 

Keďže sa nám to zdalo "málo", tak sme vo vybíjaní ešte pokračovali, až pokým napätie celej batérie nekleslo na 5 V.

Po odpojení záťaže mali články tieto napätia:

A = 2,44  V,     B = 2,54  V,     C = 2,87 V,

pričom batéria do záťaže dodala od stavu 4,2 V/článok celkový náboj  2,105 Ah.
.........................................................................................................................................................................  

Nasledovalo ďalšie (tretie) nabíjanie prúdom 1C (2,2 A) až do plného nabitia (4,2 V/článok). Náboj dodaný do batérie bol 2,237 Ah.

Po tomto, už dosť hlbokom vybití, boli vnútorné odpory jednotlivých článkov:

A = 6,8  miliOhm,     B = 36,3  miliOhm,     C = 7,1  miliOhm,     Celkový Ri = 50,3 miliOhm.

Nasledovalo tretie vybíjanie do odporovej záťaže Rz = 1,3 Ohmu, až do úplného vybitia, pričom na záver boli všetky články jednotlivo vyskratované.

Batéria do záťaže dodala náboj  2,126 Ah.
.........................................................................................................................................................................  

Nasledovalo ďalšie (štvrté) nabíjanie prúdom 1C (2,2 A) až do plného nabitia (4,2 V/článok). Náboj dodaný do batérie bol 2,212 Ah.

Po tomto, totálnom vybití a vyskratovaní, boli vnútorné odpory jednotlivých článkov:

A = 7,9  miliOhm,     B = 36,9  miliOhm,     C = 7,6  miliOhm,     Celkový Ri = 52,5 miliOhm.

Nasledovalo posledné vybíjanie (na kontrólu kapacity) do odporovej záťaže Rz = 1,3 Ohmu, tak aby celkové napätie LiPol batérie kleslo až na 5 Voltov.

Batéria do záťaže dodala náboj  1,904 Ah.
.........................................................................................................................................................................    

Potom sme články nabili do režimu STORE (3,80 V/článok) a opäť zmerali ich vnútorný odpor:

A = 10,9  miliOhm,     B = 36,1  miliOhm,     C = 9,4  miliOhm,     Celkový Ri = 56,5 miliOhm.

Treba poznamenať, že medzitým sa batéria ochladila, čo sa prejavilo na vzraste jej vnútornéhom odporu.

Na záver sme batériu "vrátili" do východzieho stavu, čiže nabili na napätie 4 V/článok, tak ako bola na začiatku nášho pokusu. Jej teplotu sme nechali ustáliť na "izbových" 22 stupňov Celzia a naposledy zmerali jej vnútorný odpor:

A = 8,7  miliOhm,     B = 36,8  miliOhm,     C = 7,6  miliOhm,     Celkový Ri = 53,1  miliOhm. 

Ak sa vám výsledky pokusu javia ako nejednoznačné, tak nezúfajte, pretože aj nám. Pri takejto príležitosti zvykneme skonštatovať: „Čo sme namerali, to sme namerali“.

Niekedy sa stane, že časom sa situácia vysvetlí. Občas niektorý z čitateľov príde s logickým odôvodnením, ktoré potom do článku, alebo aspoň do komentárov, doplníme.

Ak by sme však predsa len mali urobiť nejaký záver, tak by snáď mohlo stačiť toto:

- Po každom hlbokom vybití sa články LiPol batérie vždy mierne nafúkli (miera nafúknutia bola úmerná miere podvybitia), ale potom vždy postupnespľasli“. Momentálne (teda aj po takmer piatich rokoch od pokusu) batéria na vzhľad vyzerá skoro ako nová.

- Opakované hlboké podvybitie znížilo kapacitu batérie, avšak pokles to nieje nijako dramatický, rádovo percentá, celkovo menej ako 10%.

- Opakované hlboké podvybitie zvýšilo vnútorný odpor dobrých článkov LiPol batérie priemerne niečo nad 10%, avšak s rozdielnymi následkami (v niektorých prípadoch aj o 23%, inokedy zas omnoho menej). Paradoxne, vadnému článku akoby hlboké podvybitie prospelo a jeho vnútorný odpor po všetkom tomto „utrpení“ ešte klesol.

 - Rozhodne sa však nenaplnili rôzne katastrofické vízie o okamžitom a definitívnom zničení LiPol batérie pri čo by len krátkodobom poklese jej napätia pod úroveň 3 Volty na článok.

Treba však podotknúť, že dopad podvybitia na životnosť LiPol batérie bude oveľa výraznejší ako na pokles jej kapacity a nárast jej vnútorného odporu (toto sme si mysleli vtedy, v júni 2010).

Cez to všetko, alebo práve preto sme takmer po troch rokoch od tohto pokusu (14.2.2013) zmerali vnútorný odpor všetkých článkov testovanej LiPolky a namerali sme toto:

A = 9,9  miliOhm,     B = 40,3  miliOhm,     C = 10,4  miliOhm,     Celkový Ri = 60,8  miliOhm.

Aké boli hodnoty vnútorného odporu v júni 2010, je vidieť na prvej fotografii v tomto článku.

Ako (v tomto vlákne) výstižne povedal známy slovenský modelár Laco (LV), takéto hlboké podvybitie LiPolke nesvedčí a zanechá na nej „jazvu“. A keďže sa s týmto jeho vyjadrením plne stotožňujeme (a navyše je podoprené Lacovou dlhoročnou praxou), dovolíme si ho citovať celé:

[LV]:

Ak takto vybitú LiPolku nabiješ do pár minút, nič katastrofálne by sa u zdravých článkov nemalo stať. Samozrejme na nich zostane "jazva". 

 

Pri dobití do pár hodín by to tiež malo byť OK, ale "jazva" bude väčšia.   

 

V režime odberu do 10-15C by to nemuselo tak bolieť. Pri väčších odberoch 30C a viac sa však "jazva" skôr či neskôr ozve...”   
 

Súvisiace články:

Je LiPol batéria vhodná do RC vysielača?

Konečná podoba merača vnútorného odporu LiPol batérií 

Zmena vnútorného odporu LiPol článkov pri zmene teploty 

Céčka a vnútorný odpor LiPo akumulátorov

Využiteľná kapacita LiPol batérie 

Zistenie skutočných Céčok batérie bez špeciálnych prístrojov

Predĺženie životnosti LiPol batérií - 1.časť

Predĺženie životnosti LiPol batérií - 2.časť



<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 23. 7. 2015, 08:22 | Prečítané: 8101x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 3
.:. Iwojima1
pekny clanok kopec merania ale radsej to nebudem skusat aj ja:D
Odpoveď | 2011-05-04 13:00:00
???...Mythbusters...???
Odpoveď | 2011-05-05 13:15:45
.:. Janko O
Bolo by nám cťou byť MythoBustermi.
Skutočne nám robí radosť, praktickými pokusmi a meraniami dokázať nezmyselnosť niektorých povier, založených na tom, že jedna pani povedala a stovky ostatných to potom už len dookola opakujú.
Odpoveď | 2011-05-05 15:04:45 | Príspevok upravený: 2011-05-05 15:06:36
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 30322.95 kb