LiPo与NiMH的儿童玩具


14

我一直在这里和Google上研究有关我想为孩子们制作的玩具的潜在电池技术。我希望让其他人对此有所了解,并记住这给孩子的。

我试图从各个角度看待这个问题,但是安全是最重要的。这是我想出的东西:

  • 挥发性:如果处理不当(例如,充电时间过长,玩具乱扔等),细胞会爆炸吗?
  • 寿命:我的儿子是否需要密切注意玩具以确保始终充电?
  • 尺码:我什至可以将电池装入玩具吗?
  • 成本:便宜显然更好

我是否错过任何明显的事情?

到目前为止,这四点是我从研究中发现的:

  • 波动性:LiPo听起来肯定要更加小心。有内置了过压和欠压保护电路的电池组,但是我想看看是否能找到一种可以用更少的钱制造的场外电路,因为这是NRE,可能需要更换电池了。电池管理IC(如MCP73831)以及电量计(如MAX17043)均应提供帮助。不知道我还能做些什么。NiMH具有类似的可用IC,例如用于充电的DS2715和BQ2014NS-D120电量监测计。每种技术都可能会受益于某种温度传感器/截止。LiPo看起来不喜欢震动,因此将玩具扔到人行道上可能不是一件好事。
  • 寿命:不应允许LiPo放电至低于阈值电压。NiMH也不应。如果低于阈值,则需要检查燃油表是否可以切断玩具的电路。
  • 尺寸:LiPo在这里具有巨大的优势。每个电池3.7V,我只需要一个1S的LiPo,并且它们有各种(小)尺寸。NiMH可能需要3 1 / 3-AAA电池,我应该仍然可以容纳。
  • 成本:没有保护电路的LiPo电池超级便宜,单颗价格为2美元。我发现带有保护电路的器件更大,价格是其四倍。我发现的NiMH 1 / 3-AAA电池价格大致相同。没有提及保护电路,所以我不知道是否有电池管理IC是否重要(LiPo也一样)

我很想听听其他人对这些观点的看法。我是否错过任何真正关键的事情,同样重要的是,我是否发布了关于这两种电池类型的任何不良信息?

编辑-我已经按照Russell和AndreKr的建议添加了LiFePO4。我不一定非要自己设计出防弹的合适电路,所以我正在研究MCP73123,因为它的电流限制在我要充电的单个电池的范围内。我以前看过Tenergy电池,但不确定,因此最终从美国一家商店订购了其中的一些电池:http : //www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400-mAh-0.4A-Rate-1.28Wh.aspx。我真的很喜欢如何在附有标签的情况下订购它们,这就是我所做的。

因此,现在我有一个来自Sparkfun的受LiPo保护的电池和基于MCP73831的充电器,以便可以使用它,还有Powerizer LiFePO4电池和MCP73123的样品,我将以某种方式尝试通过试验来测试其充电能力。

我将环顾四周,但是如果有人知道制作一个基于PIC的LiFePO4充电器的好应用笔记,该充电器可以解释恒流源电路,那我就不胜枚举了!谢谢您的意见。


4
至于防震安全,请尝试研究遥控飞机社区的经验。那些小的飞机和直升机一直在坠毁,而坠毁本身对电池造成的任何损害却很少见。
AndrejaKo 2012年

好主意,我没想到,但这是一个很明显的起点!
戴夫2012年

戴夫-是您建造的吗?
罗素·麦克马洪

@RussellMcMahon确实做到了,再次感谢您的建议!Microchip部件对于我的LFP单元工作正常。
戴夫

Answers:


13

LiPo比NimH更容易管理。
如今,最高容量NimH的能量密度与LiPo大致相同。

NimH是一种相对难于管理的电池化学物质。通常不建议以低速率充电,而充电或温度升高下的负电压偏转通常是充电检测方法的终点。相比之下,LiPo会以恒定电流充电直至达到设定电压,然后以恒定电压充电直到电流降至预设水平。如果需要,LiPo将接受任何低于最大充电速率的充电,并且可以从任何充电状态充电而无需充电特殊情况。(处理非常低电压的电池要稍微复杂一些,但是所有明智的充电器IC都可以处理这一点-并且应该;决不允许发生这种情况。)

我认为在您的情况下使用NimH的唯一原因是安全-如果我是儿子,我认为我可以使LiPo足够安全以供他使用。LiPo可以用火焰BUT来“融化”,这在实践中是极为罕见的,采取非常常规的预防措施应能获得安全的结果。在功能强大的系统中,我对LiPo安全性不会有任何个人担忧。

但是,如果您关心安全性,切勿使用未保护的LiPo电池。电池内保护IC的作用与充电器IC的作用不同。内置电池只是为了阻止人们对电池进行愚蠢的危险操作。就是说,如果您的充电器安装正确,并且如果没有短路或潜在电压的机会,则不需要大多数保护电路。我说“最多”是因为,如果发生例如灾难性的设备故障并且发生短路,则电池内电路通常会使电池开路并防止起火。

使用正确的充电器IC应该可以实现非常安全可靠的充电器。

您本身不需要气体计量-仅需低压断路器即可。如果您可以在3V /电池停止运行,那应该足够了。

受保护的小区不应花费更多。如果他们这样做,可能表明廉价的是不好的。您可以买到完全废旧的锂离子电池,如果希望自己足够笨拙地购买,则希望在价格上有优势:-)。周围有足够知名的品牌单元,因此购买它们可能不会花费太多。确保这些细胞是真品是另一回事。作为工作位置,我建议您首先假设从低成本的中国供应商处购买的任何商品都是假货或不合规格,然后尝试证明不是。(注:种族主义?-绝对不是!。它是基于经验的-多次访问中国以及在工厂工作的时间等等。中国非常大,在竞争激烈的市场中有大量的卖家。部分卖家充其量是“狡猾”。)


添加:

我要回来提到LiFePO4-AndreKr击败了我。

与LiPo相比,LiFePO4(磷酸铁锂)更安全,寿命更长且能量密度更低。您只能使用450 mAh x 3.2V容量的RCR123A LiFePO4电池。(有些人声称可达到700 mAh左右,但值得怀疑。)Tenergy LiFePO4 RC123A在ebay上广为广告,应该是不错的。坦能(Tenergy)是AFAIK的“重新贴标”但似乎卖得很好的产品。LiFePO4必须正确充电,但要像LiPo一样易于管理。可以构建一个非常简单的充电器-恒流稳压器,然后是3.6V恒压稳压器。以恒定电流充电,直到达到Vlimit,然后以恒定V充电。设置为3.5V更好。

这是Tenergy LiFePO4 RCR123A电池随机发现的卖方。他们还出售充电器。注意:
请勿使用锂离子RC123(标称值为3.6V)。
不要使用3.0V锂基RC123。

术语RC123,RC123A,RCR123,RCR123A等在卖方中可以互换使用。只要确定您得到什么。


罗素,谢谢您的详细回答,尤其是因为它关注安全性,这对我来说是一个很大的问题。我将尝试评估两种电池类型。我对电池寿命的担心并没有像意外的火灾那样严重,因此镍氢电池仍然有一个优势。您可以推荐任何一种特殊的LiPo电池管理IC,还是我列出的那种足够?就LiPo品牌而言,我完全同意。我对中国品牌非常怀疑,但Turnigy在RC网站上获得了好评。单个单元格的1.50美元对您而言是否物超所值?
戴夫

这是我正在查看的电池-这是Turnigy纳米技术650mAh电池,售价约2美元:hobbyking.com/hobbyking/store/…–
Dave

1
LiFePo电池的管理方法与LiPo相似,据说更安全。
AndreKR 2012年

@AndreKR谢谢,我已经忘记了这些内容,并且之前已经简要阅读了它们。谢谢您的建议,我将LiFePO4添加到我的列表中,并将进行更多研究。
戴夫

2

最近几个月,我在旅途中使用了AA大小的14500 LiFePO4(“ LFP”),效果非常好,并且发现它们在防弹设备附近非常适用,例如仪器,剃须刀,手电筒,佳能数码相机和紧急手机充电器。他们唯一关心的是在使用放置“虚拟”电池的地方要保持头脑清醒,否则可能会无辜地安装了多个LFP,从而导致设备供过于求!您可能会在超级电动剃须刀中收到警告,但是-YIKES-imagine 2 x 3.2V LFP AA在预期使用2 x 1.5V碱性电池的相机中起了恶作剧...

尽管诸如数码相机之类的AA设备无论如何都会在较低的电压下停止工作,但开关的并联白色LED的亮度与LFP电压水平完美匹配-使用该设备停止充电并在LED变暗(〜2.7V)时为LFP充电。售价约7美元的进口USB智能充电器非常理想 -以如此低廉的价格购买自己的产品并不值得。检查我的Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.