Здравствуйте!

После года эксплуатации столкнулся с "вспухшей" батареей, "растолстела" примерно в два раза от нормы.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Условия эксплуатации можно сказать нормальные, в стационарной аппаратуре.
Батарея Li-ion Polymer, 6 Ah / 11.1 V

Заряжатель сделан "CC/CV": 0.5 A / 12.6 V.
Причем зарядка не прекращается никогда (если прибор имеет внешнее питание).

По логам получается что это устройство крайне редко работало от батареи, то есть батарея была всегда заряжена и напряжение на ней поддерживалось 12.6 V.
Может быть, в этом причина "газиков" внутри?

Есть нюанс: производитель вмонтировал в батарею микросхему для ограничения заряда/разряда (MM1414), причем использовал стандартное включения (у меня есть схема от производителя батареи). Согласно схеме, ничего страшного произойти не должно, микросхемя MM1414 сама штатно отключит батарею от моего зарядного напряжения 12.6V.

Но батарея-таки вспухла. Что бы это значило? Вижу варианты
1) схема защиты от перезаряда не работает как надо (брак изготовления)
2) этой встроенной схемы недостаточно для защиты от перезаряда и все-таки нужно останавливать мой зарядник хоть иногда (можно, но сложно - чревато переделками).
3) что-то еще?

Таки 2. Наличие защиты (которая может срабатывать, например, и по верхней границе) никоим образом не допускает бесконтрольный и постоянный заряд.

Понял, спасибо. На всякий случай послал вопрос еще и производителю, но думаю ответ будет такой же. Собственно, и в даташите на батарею они не указывают возможность "бесконечного заряда".

Я вот думаю, если я от 12.6 перестрою зарядное на 12.5V, это решит проблему, ну или хоть бы уменьшит вероятность газообразования? А если на 12.3V ?
Понимаю, что теряю в емкости, но это лучше чем вспухшие батареи.
Это для текущей версии, в будущем переделывать буду.

по переделке могу довольно легко сделать управление от мозга моего прибора по следующей схеме, даже уже существующие платы переделать возможно (1 проводок на плату):
1. Устройство выключено, и отключено от розетки- нет ни заряда, ни разряда
2. Устройство выключено, но подключено к розетке- зарядка идет (напряжение 12.6V присутствует)
3. Устройство функционирует и отключено от розетки- идет разряд.
4. Устройство функционирует и подключено к розетке- проверяется напряжение или общее время заряда или все сразу. Если напряжение равно номиналу в течении, например, 2х часов - зарядка выключается до того момента, пока напряжение не упадет ниже номинала минус гистерезис.

В-общем, (1)-(3) это как и сейчас, но меняю поведение устройства в самом часто используемом режиме (4).
"неправильный" только случай (2) - неконтролируемый заряд, но это редкое состояние, в основном устройство находится в (1),(3),(4)

Думаю, такое изменение (добавка выключения зарядника во время работы если батарея заряжена) поможет решить проблему.
Как думаете?

Я бы сначала убедился что все те параметры, которые даны производителем на это изделие, никуда не уехали и на самом деле такие как написано.
Потомучто уж сильно "красиво" выглядит ваша батарея.
И что там с балансиром непонятно, он есть или его нет?

Ruslan1, Ваши выводы и меры , которые Вы собираетесь предпринять, я полагаю - НЕ верные....
Скорей всего, просто неисправны либо сама вспухшая "БАНКА", либо м/с контроля MM1414....
1.Угадайте - чему будет равен ТОК заряда, если сумма напряжений на ТРЁХ секциях аккумулятора будет точно равно напряжению зарядного устройства?
( 4,2 Х 3) - 12,6 = 0 Вольт ).
Намекаю - током равным нулю, Вы ничего, никогда не "надуете"....
2. Каково максимальное напряжение на аккумуляторе, при котором MM1414 отключит заряд ( наихудший случай) ?
4,225 х 3 = 12,675 Вольт...
Вопрос риторический... - это я к тому, что ПОНИЖАТЬ напряжение БП ЗУ БЕССМЫСЛЕННО, потому что тогда, у MM1414 вообще не будет повода совсем отключать все секции от заряда просто потому, что суммарного напряжения на секциях ВСЕГДА будет недостаточно...

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У меня зарядник при достижении напряжения 12.6V переходит в режим "Constant Voltage" и точно больше не повышает.
Я понимаю, что если ток равен нулю, то ни один новый электрон в батарею не сунется. И раньше исходил из этого. Ну и еще видел внутри MM1414, включенную по стандартной схеме из даташита (именно как Вы и прикрепили).
Но меня сильно напрягло, что у меня уже две сильно вздувшиеся батареи, причем именно в приборах, которым от года до трех. Это из пары сотен, находящихся в эксплуатации.
Может быть, у меня дело не в токе заряда, а в приложенном напряжении, которое меняет распределение заряда на обкладках? Во всех описаниях, посвященных Литий-Ионным зарядникам, написано о отключении зарядника по достижению постоянного напряжения и по времени, то есть отключают. Я не специалист в химических источниках, тут я только гуглить могу и спрашивать.
Я тоже раньше думал что если стабилизирую выходное напряжение зарядника на уровне 12.6V, то все в порядке и отключать мне ничего не надо. Но эти две батареи заставили опять вернуться и подумать так ли это.

Все что я могу сейчас сделать- это добавить в следующую версию платы (и софта) поддержку отключения зарядника от заряженной батареи, как описал выше. Что называется, чтобы просто "отключать как у всех это делается". Интелектуальный аналог MM1414 после реально включенной ММ1414, для самоуспокоения. Имеет смысл, если действительно что-то не так с порогами, или у зарядника напряжение действительно уменьшается в каких-то условиях и порогов железячной защиты не хватает для отключения. Или есть встроенный контроллер перезаряда неисправен или работает неправильно.


Про то что снижать напряжение глупо- спасибо за замечание, согласен.

Кстати, вопрос: может быть, кто-то может кинуть ссылку или рассказать на собственном опыте, что бывают зарядки, подключенные к батарее нон-стоп (не часы, а месяцы и годы), и подающие на нее номинальное стабилизированное напряжение (12.6 для моего случая трех элементов)?

Вам бы, товарищи, почитать про процессы, которые внутри батареи происходят.

Например, в вашем случае, Ruslan1, просто обязано происходить окисление электролита возле катода, что приводит к разрушительным явлениям для батареи. А то, что "ни один новый электрон в батарею не поступает" - это... Вы помните, что батарея - это источник энергии, что в ней и так запасено энергии немало?
Так что, лучше смиритесь с потерей половины емкости, и заряжайте (каждый аккумулятор в сборке) до напряжения 3,9 В.

Без шансов — для MM1414 есть 4 комбинации порогов, которые определяются буквенным индексом, но варианта 3,0/3,9 нет.

А как сделан балансир между банками у этих батарей? Если без контроля по банкам то результат очевиден.

Я уже же писал, что в химии элементов не силен.
но вроде бы начинает проясняться.

Цитату взял отсюда
В-общем нужно рулить зарядником и отключать. (ниже в тексте- выделено мной ключевая фраза).




у меня балансир сделан производителем батареи, точно как в мануале, процитированном варп : https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1559344


согласно моей схеме у меня MM1414C. Но я не нашел в документации на микросхему какой-либо "диферециации по цвету штанов"

параметры на батарею:


Хм. Выглядит как защита не срабатывает, так как у меня напряжение стабилизируется на 12.6, а у батареи защита сработает от 12.75 до 13.05
Получается, что если я надеюсь на внутреннюю защиту, то нужно увеличить напряжение до минимум 4.35*3 = 13.05, чтоб защита точно срабатывала и отключала. Хм. некошерно как-то. Делать так точно не буду.

согласно документу на батарею, тест перезаряда делали так:


ну и прям тут же в документе в списке требований:

На мой взгляд, вот это ваше предположение:

Наиболее вероятно.

Если вы собираетесь использовать батарею именно как в ИБП - большинство времени она будет под напряжением от ЗУ, то лучше отказаться от лития.
Если же отказаться от лития не желаете, в силу каких либо причин, то для долговечности (лет 8), не заряжайте ячейки более, чем до 3,9 Вольт (это 60% номинальной емкости батареи).

Хочется быть предельно объективным, чтобы и меры были адекватными...
Что мы имеем - ДВЕ вздутые банки из ШЕСТИСОТ за год-три... Это 0,3 % брака... Много это или мало?...И не понятно БРАКА чего, то ли самих банок, то ли устройств контроля... Статистика нужна и дополнительные расследования...

В таблице варианты A, B,C, D для параметров:
Overcharge detection voltage
Overdischarge detection voltage
Overdischarge hysteresis voltage

спасибо, увидел
получается, что оно просто и не должно у меня срабатывать (12.6V).


ну да, я понимаю, так и есть. Но вот согласно обсуждению все-таки обнаружился у меня ляп- нужно все-таки отключать.
Ну и сейчас как раз плату переделываю- так что влеплю управление включением зарядника- вопрос одной дорожки на плате, не проблема.

Кстати, если у меня будет интелектуальное управление- то я запросто могу оставить предельное напряжение 12.6, а уже программно останавливать заряд раньше (если захочу). Могу это даже в конфиг файле вписать.

Кстати2: производитель батарей уже ответил что подумает, почему такое стряслось, но на всякий случай уже заранее сказал что вышлет мне бесплатно дополнительные батареи на замену со следующим моим заказом. То есть им тоже проще списать на процент брака чем разбираться или мне что-то объяснять.

....вроде суть понятна уже..., но интуиция подсказывает, что если бы был в системе серьёзный "косяк", то вздулись бы все банки....
И маленький флуд на финал - [censored]

варп, а вот за такое буду банить нещадно. Ибо это даже не флуд, а разжигание всего, что нельзя... Надеюсь, Вы меня поняли.

Эти толстеют всегда. Я не видел ни одного акку что бы после двух лет не толстели.
Не любят перегрева.
Что за BMS?

KA_ru, трудно с Вами согласиться... - в основном только Li-ion Polymer батареи используются в сотовых телефонах и планшетных компьютерах.... - и для них два года - далеко не срок.... Если бы все аккумуляторы надувались, то это было бы катастрофой для телефонов и компьютеров...

странный протект если он не отключает.


Вы точно уверены пто во всех телефонах Полимер? вы сколько в телефонах Акку поменяли? Полимеры дуются все. Вопрос времени и Тока. через мои руки прошло более 400 ячеек. Выкинули все. Без BMS их использовать опасно.

Возможно, причина в погоне за рекламой.
Многие изготовители BMS уверяют, что их поделка это то, что вам нужно. Но самые популярные схемы защиты имеют порог , скажем, 4.25 В +50мВ. Бывает и выше в реальности. Стремятся зарядить батарею под завязку, а это напряжение уже выше безопасных пределов. Групповые схемы BMS бывают еще хуже. Кроме того, батарея, заряженная до упора на морозе при отогреве может плохо себя почувствовать.
Я имел случай разработать зарядник для батареи в буферном режиме. И после очень обширных по времени и тиражу проверок согласились с заказчиком, что заряжать стоит в пределах 4.05-4.15 В.
После этого на сотнях экземпляров проблем из-за зарядки уже несколько лет не было.
Дозаряд до пресловутых 4.20 или разряд ниже 3.0 дает несколько процентов емкости, а риск потери батареи возрастает в разы.
Ну и балансировка - отдельная песня. Без балансировки вопрос вспучивания или взрыва составной батареи - вопрос времени.

А кто сказал, что нет BMS??? ТС ещё в первом посте пояснил -


MM1414 - BMS и есть (структура выше приведена) - и подключит, и отключит, и отбалансирует... Что ещё надо?
Егоров, с Вами полностью согласен..., но увы - дальше о причинах можно только гадать...
Вот недавно в телефонах известного бренда аккумуляторы взрывались .... - вот где они "накосячили"?
В самом аккумуляторе, контроллере, или пытались заряжать сверх меры?

Есть же отчёты - захотели модный скруглённый корпус, который пережимал край аккумулятора, в результате чего происходило замыкание пластин внутри аккумулятора, далее тепловая утечка со всеми прелестями.
То есть, они механически повреждали аккумулятор, а аккумулятор вёл себя именно так, как он обычно и ведёт себя при внутреннем КЗ.

В-общем, все что я могу сделать прямо сейчас, я уже сделал: добавил в следующую ревизию платы отключение зарядника центральным процессором устройства. То есть буду рулить зарядом (если устройство включено) как посчитаю нужным. Например, смогу заряжать меньше чем до обеспечиваемых моим железом 12.6В.

Батарея у меня действительно редко используется, но вот если нужна, то реально сильно выручает ее емкость. И заведомо использовать только 50% не хочется, думаю 70-80% от полного возможного заряда было бы для меня приемлемо. Но от применения зависит, иногда и 50% заряда не нужно. То есть программное управление степенью заряда выглядит для меня очень заманчиво и должно уж точно не уменьшить срок эксплуатации батареи.

Следующий шаг повышения надежности, это, как я понимаю, сильно более серьезные изменения:
1. использовать другой тип батареи
2. организовать хардверное управление выключением заряда (с гистерезисом), но уровни должны быть сильно меньше чем сейчас делается внутри батареи.

Я тоже интересовался возможностью буферного режима литиевых аккумов, и получается, что нельзя.
Т.е. в стадии CV надо прекращать заряд при падении тока 0.1 от исходного, а при токе, скажем, 0.05 или 0.01х долго держать нельзя.
Почему так - я не понял, а иностранную документацию сильно копать не стал.
Косвенно это подтверждается тем, что многие микросхемы ЗУ прекращают заряд по факту падения тока и это нельзя отключить.
Тем более что нет проблем потом включить заряд при некотором разряде.

Буквально вчера прислали несколько нормальных предложений по батареям на базе 18650, 6 штук по две в параллель. в мои размеры вписываются.
Я посмотрел, такие батареи (по два 18650 в параллель) много где используются, значит технология отработана?
Технология называется 3S2P, в интернете вагон всего по таким батареям.

До этого использовали заказные батареи с плоскими элементами, получали 6000 mAh, но эти на 18650 выглядят сильно дешевле. Вот и думаю, где подвох- только в том, что емкость меньше (5200 mAh) или еще что? Потеря в емкости (5200 против 6000) меня устроит. Ну и еще на старых вроде пиковый ток сильно больше мог быть, но у меня это достоинство не используется нигде.

Думаю что большого подвоха нет, ибо 18650 типоразмер сейчас самый массовый из стандартных. На них все батареи ноутбуков.
Вот даже пресловутая Тесла от Маска ездит на сборных блинах 2х1 метр на таких "пальчиках"
Поэтому и цены на них низкие.

Но судя по емкости 2600 mAh, это не из лучших. Сейчас уже полно за 3000-3500 mAh на банку.
И проверить образцы нужно после покупки. Знакомые искали пару лет назад батареи, из присланных из Китая образцов ВСЕ оказались меньшей емкости. Меньшая часть на 20-50%, но были и рекордсмены - в 5-8 раз меньше чем заявленная емкость.