LiPo vs. NiMH для детской игрушки

Я изучал здесь и в Google потенциальные аккумуляторные технологии для игрушки, которую я хочу сделать для своих детей. Я надеялся получить перспективы других на этом, имея в виду , что это является для ребенка.

Я пытаюсь смотреть на это со всех сторон, но безопасность - это самое главное. Вот что я придумал:

• волатильность: может ли клетка взорваться при плохом обращении, то есть при слишком длительном заряде, при разбрасывании игрушек и т. д.
• Продолжительность жизни: должен ли мой сын следить за игрушкой, чтобы она всегда заряжалась?
• размер: могу ли я поместить клетку в игрушку?
• стоимость: дешевле, очевидно, лучше

Я что-то упустил очевидное?

Что касается этих четырех пунктов, то вот что я нашел из моих исследований:

• волатильность: LiPo звучит так, как будто вы должны быть более осторожными. Существуют аккумуляторные блоки со встроенной схемой защиты от перенапряжения и пониженного напряжения, но я хотел бы посмотреть, смогу ли я найти внешнюю схему, которая может быть построена за меньшие деньги, так как это NRE, и, возможно, необходимо заменить элементы. Должны помочь ИС для управления батареями, такие как MCP73831, а также указатель уровня топлива, такой как MAX17043. Не уверен, могу ли я что-нибудь еще сделать. NiMH имеет аналогичные микросхемы, такие как DS2715 для зарядки и указатель уровня топлива BQ2014NS-D120. Любая технология, вероятно, выиграет от какого-либо датчика температуры / отключения. Похоже, что LiPo не любит шок, поэтому выбросить игрушку на тротуар не очень хорошая вещь.
• срок службы: LiPo не должен разряжаться ниже порогового напряжения. Ни один не должен NiMH. Необходимо проверить, может ли указатель уровня топлива отключить игрушечную цепь, если уровень ниже порогового.
• Размер: LiPo имеет огромное преимущество здесь. При напряжении 3,7 В на ячейку мне нужен только 1S LiPo, и они бывают разных размеров. NiMH, вероятно, потребует 3 1/3-AAA клеток, которые я все еще должен быть в состоянии соответствовать.
• Стоимость: Батареи LiPo без защитной схемы очень дешевы, например, 2 доллара в единичных количествах. Те, что я нашел со схемой защиты, больше и в 4 раза дороже. Ячейки NiMH 1/3-AAA, которые я обнаружил, были примерно одинаковыми по цене. Никаких упоминаний о схемах защиты, поэтому я не знаю, важно ли это, если у меня есть ИС для управления батареей (то же самое касается LiPo)

Я хотел бы услышать, что другие говорят об этих моментах. Пропустил ли я что-нибудь действительно критическое и, что не менее важно, опубликовал ли я плохую информацию об этих двух типах батарей?

РЕДАКТИРОВАТЬ - я добавил LiFePO4, как предложено Расселом и АндреКр. Я не обязательно доверяю себе, чтобы спроектировать правильную цепь, которая является пуленепробиваемой, поэтому я смотрю на MCP73123, поскольку его текущие ограничения находятся в пределах диапазона одной батареи, которую я хочу зарядить. Ранее я видел ячейки Tenergy, но не был уверен в них и в итоге заказал несколько таких в магазине в США: http://www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400 мАч-0,4A-скорость-1,28 Втч . Мне очень нравится, как их можно заказать с прикрепленными вкладками, что я и сделал.

Итак, прямо сейчас у меня есть защищенный элемент LiPo и зарядное устройство на основе MCP73831 от Sparkfun, чтобы я мог с ним поиграть, а также элемент Powerizer LiFePO4 и образец MCP73123, который я как-то попробую на макете, чтобы проверить его зарядную способность. ,

Я собираюсь осмотреться, но если кто-нибудь знает хорошие примечания к приложению, чтобы сделать зарядное устройство LiFePO4 на основе PIC, которое объясняет схемы источника постоянного тока, я весь в ушах! Спасибо за ваш вклад.

LiPo НАМНОГО проще в управлении, чем NimH.
В настоящее время плотность энергии для максимальной емкости NimH примерно такая же, как у LiPo.

NimH - это относительно сложная химия батарей, с которой хорошо справляться. Зарядка на низких скоростях обычно не рекомендуется, и отрицательное отклонение напряжения под зарядом или повышение температуры являются обычными методами обнаружения конца заряда. Напротив, LiPo заряжается при постоянном токе до достижения заданного напряжения, а затем при постоянном напряжении до тех пор, пока ток не упадет до заданного уровня. LiPo примет любую более низкую, чем максимальная скорость зарядки, если это необходимо, и может заряжаться из любого состояния зарядки без особые условия. (Работать с ячейками с очень низким напряжением немного сложнее, но все разумные интегральные схемы зарядного устройства справляются с этим - и это никогда не случится.)

Единственная причина, по которой я подумаю об использовании NimH в вашем контексте, это безопасность - и если бы это был мой сын, я бы подумал, что смог бы сделать LiPo достаточно безопасным для его использования. LiPo может с энтузиазмом «таять» с пламенем, НО на практике это крайне редко, и принятие обычных мер предосторожности должно обеспечить безопасный результат. У меня не было бы никаких личных опасений по поводу безопасности LiPo в грамотно спроектированной системе.

ОДНАКО НИКОГДА не используйте незащищенные клетки LiPo, если вы заботитесь о безопасности. Микросхема защиты аккумулятора не выполняет те же функции, что и интегральные схемы зарядного устройства. Батареи предназначены только для того, чтобы люди не делали глупо опасных вещей с батареей. Тем не менее, ЕСЛИ ваше зарядное устройство правильно установлено, и если нет шансов на короткий или прямой потенциал, то большинство схем защиты не требуется. Я говорю «большинство», так как, если, например, произошел катастрофический отказ оборудования и, например, произошло короткое замыкание, внутрисхемная схема обычно разомкнет цепь и предотвратит возгорание.

Использование соответствующих интегральных схем зарядного устройства должно обеспечить возможность применения очень безопасного и надежного зарядного устройства.

Вам не нужно измерять газ как таковой - просто отключение низкого напряжения. Если вы можете остановить работу, скажем, на 3 В / элемент, этого должно быть достаточно.

Защищенные клетки не должны стоить значительно дороже. Если они это делают, МОГУТ указывать, что дешевые - плохие. Вы можете получить полностью ненужные литий-ионные аккумуляторы и надеетесь получить ценовое преимущество при покупке мусора :-) - если бы вы были достаточно глупы, чтобы купить их. Вокруг достаточно авторитетных брендов, и покупка их, вероятно, не будет стоить намного дороже. Обеспечение подлинности клеток - это другое дело. В качестве рабочей позиции я предлагаю вам начать с предположения, что все, что покупается у недорогого китайского поставщика, является поддельным или не соответствует спецификации, и ТОГДА пытаетесь доказать обратное. (NB: Расизм? - определенно нет!). Он основан на опыте - много посещений Китая и времени на фабриках и т. Д. Китай очень большой и имеет широкий круг продавцов на очень конкурентном рынке. часть продавцов должна быть «хитрой» в лучшем случае.)

Добавлено:

Я собирался вернуться и упомянуть LiFePO4 - AndreKr опередил меня.

По сравнению с LiPo LiFePO4 (литий-феррофосфат) более безопасен, долговечен и имеет более низкую плотность энергии. Вы можете использовать только батареи RCR123A LiFePO4 емкостью 450 мАч x 3,2 В. (Некоторые утверждают, что до 700 мАч, но подозрительно.) Tenergy LiFePO4 RC123A широко рекламируется на ebay и должен быть хорошим. Tenergy - это AFAIK «ребаджер», НО, кажется, продают хороший продукт. LiFePO4 ДОЛЖЕН быть заряжен должным образом, но областью, которой легко управлять LiPo. Может быть построено очень простое зарядное устройство - регулятор постоянного тока, за которым следует регулятор постоянного напряжения 3,6 В. Заряжается постоянным током, пока не будет достигнут Vlimit, а затем постоянным V. Настройка на 3,5 В лучше.

Вот случайно найденный продавец аккумуляторов Tenergy LiFePO4 RCR123A . Они также продают зарядные устройства. ПРИМЕЧАНИЕ:
НЕ используйте литий-ионный RC123 (номинал 3,6 В).
Не используйте 3.0V Lithium Primary RC123.

Термины RC123, RC123A, RCR123, RCR123A и ​​т. Д. Используются продавцами несколько взаимозаменяемо. Просто будьте уверены в том, что вы получаете.

Я использовал LiFePO4 размером 14500 АА («LFP»), чтобы добиться значительных результатов в последние месяцы, находясь в дороге, и обнаружил, что они почти пуленепробиваемы для таких устройств, как инструменты, бритвы, фонарики, цифровые камеры Canon и зарядные устройства для мобильных телефонов. Их единственная задача - сохранять чистоту головы при использовании места, в котором находятся «пустышки», иначе несколько LFP могут быть невинно установлены и, таким образом, переполнены устройством! Вы могли бы быть предупреждены об этом в гиперактивной бритве батареи, но -YIKES-представьте, что 2 x 3,2 В LFP AAs начинают плохо работать в камере, которая рассчитывает на 2 x 1,5 В щелочные элементы ...

Хотя такие устройства АА, как цифровые камеры, в любом случае перестают работать при более низком напряжении, яркость переключенного параллельного белого светодиода прекрасно совпадает с уровнем напряжения LFP - используйте устройство и перезаряжайте LFP, когда светодиод тускнеет (~ 2,7 В). Идеально подходит импортированное USB-зарядное устройство стоимостью ~ 7 долларов США - вряд ли стоит делать свое собственное по таким выгодным ценам. Проверьте мой Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/