СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - Обзоры - Сделай сам! (DIY) - Литий-ионный аккумулятор LIR2032 вместо одноразовой батарейки CR2032 - тест и обзор

Литий-ионный аккумулятор LIR2032 вместо одноразовой батарейки CR2032 - тест и обзор

Предисловие

Литиевые батарейки CR2032 таблеточного типа номинальным напряжением 3 В используются очень широко: от компьютеров до электронных весов и даже собачьих ошейников!

Но эти батарейки - одноразовые (не перезаряжаемые), и потому есть большое желание заменить их на современные литий-ионные аккумуляторы. И это желание - вполне осуществимое: литиевые аккумуляторы в таком формате выпускаются массово и стоят недорого.

Такой аккумулятор и будет рассмотрен далее в обзоре, а именуется он LIR2032.

(кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Кстати, цифры 2032 в наименовании батареек и аккумуляторов означают ни что иное, как их типоразмер: диаметр 20 мм, толщина 3.2 мм.

Оглавление

1. Внешний вид и характеристики Li-ion аккумулятора LIR2032
 

2. Тестирование литий-ионного аккумулятора LIR2032
 

3. Чем заряжать аккумулятор LIR2032?
 

4. Окончательный диагноз и область применения аккумулятора LIR2032

Внешний вид и характеристики Li-ion аккумулятора LIR2032

Чаще всего эти аккумуляторы продаются в групповой упаковке по 2-5 штук и более:

Внешний вид литиевого аккумулятора почти не отличается от батарейки CR2032, которую он должен заменить.

Со стороны отрицательного электрода (нижней стороны) - пластина с "пупырышками":

И только по маркировке сверху можно понять, что это - не батарейка, а литиевый аккумулятор:

Во-первых, на маркировке аккумулятора вместо "батареечной" надписи CR2032 указано LIR2032; а во-вторых, на батарейках CR2032 указано напряжение 3 В ровно, а на аккумуляторе - 3.6 В. Это напряжение примерно соответствует середине разряда; а стартовое напряжение у них выше: у батарейки CR2032 оно составляет 3.2 - 3.3 В, а у полностью заряженного аккумулятора LIR2032 - около 4.15 - 4.2 В.

Что касается ёмкости, то у батареек CR2032 она составляет около 190-230 мА*ч (если батарейки - не от самых плохих производителей), а для тестируемого аккумулятора она заявлена 40 мА*ч. Да, такова горькая правда: у батареек обычно ёмкость намного выше, чем у аккумуляторов такого же типоразмера.
 

Тестирование литий-ионного аккумулятора LIR2032

Сначала был собран стенд для тестирования. Он включал в себя батарейный отсек и плату защиты для литий-ионных аккумуляторов:

Батарейный отсек был выпаян с вышедшей из строя материнской платы компьютера, а плата защиты куплена отдельно. Она основана на сверхпопулярном чипе DW01B и не менее популярных MOSFET-ключах для слаботочной техники FS8205A.

Главным с точки зрения тестирования в данном случае будет то, что срабатывание защиты от перезаряда происходит при напряжении на аккумуляторе 4.3 В; а защиты от переразряда - 2.5 В. Как работают подобные платы защиты, описано в этом обзоре.

При этом важно то, что, если использовать аккумулятор именно вместо батарейки CR2032, то обычно в устройствах, где применяются эти батарейки, платы защиты нет (а зачем, если батарейка одноразовая?!). То есть, защита от переразряда будет осуществляться только с помощью благоразумия пользователя, вовремя извлекающего аккумулятор для подзарядки, а не тянущего время до его полного истощения.

Для наблюдения кривой заряда и разряда аккумулятора использовался примитивный осциллограф DSO150 (обзор). При всей его примитивности, у него есть полезное свойство - работа с ценой деления по оси времени до 500 секунд на деление! То есть, на нём удобно наблюдать длительные процессы.

Сначала - испытания на разряд аккумулятора.

Разряд производился на резистор 100 Ом, средний ток разряда - около 35 мА (максимальный ток в начале разряда - 39 мА, минимальный ток в конце разряда - 25 мА).

Вообще-то такой ток разряда - слишком большой для аккумулятора со столь малой ёмкостью, но для испытания было важно, чтобы график разряда поместился на один экран осциллографа.

И вот результат:

Теперь - пояснения к кривой.

Первая и самая высокая ступенька - это момент подключения осциллографа к аккумулятору. Напряжение на нём в этот момент составило 4.14 В.

Затем, примерно через четверть деления, небольшая ступенька вниз почти точно на 0.2 В. Это - момент подключения нагрузки. Кстати, эта ступенька позволяет рассчитать внутреннее сопротивление аккумулятора; оно составило около 5 Ом; что не идеально, но вполне допустимо для наиболее распространённых применений такого аккумулятора.

Ближе к концу процесса разряда наблюдается ускорение падения напряжения - это характерное свойство почти всех аккумуляторов и батареек.

И, наконец, после первого "касания" нуля - частокол вертикальных столбиков. Они возникают из-за работы платы защиты: когда защита от переразряда срабатывает, то напряжение падает до нуля; затем через какое-то время аккумулятор частично восстанавливает напряжение, и тогда плата защиты снова подключает выход, и так далее несколько раз, пока наконец-то аккумулятор не успокоится совсем.

Время разряда до первого падения в ноль составило 1 час 8 минут, а ёмкость аккумулятора составила, соответственно, 39.7 мА*ч.

То есть, даже в таком тяжелом (для аккумулятора) режиме подтвердилась ёмкость, указанная производителем.

Теперь переходим к испытанию на заряд аккумулятора.

Сразу посмотрим на кривую заряда:

Здесь тоже можно отметить момент подключения осциллографа (большая тупенька) и момент включения зарядного устройства (маленькая ступенька).

После включения зарядного устройства сначала шел довольно быстрый подъём напряжения на аккумуляторе, но затем он сменился на медленный и плавный подъём с переходом на плоский участок по окончании зарядки (что ознаменовалось срабатыванием платы защиты).

Заряд осуществлялся током 30 мА. В качестве зарядного устройства выступал управляемый повышающе-понижающий преобразователь XYS3580 (обзор на стороннем ресурсе). Величина тока выставлялась по мультиметру, а не по показаниям самого XYS3580, так как при малых значениях токов там велика погрешность.

Время заряда составило 1 час 25 минут, а закаченная ёмкость составила, таким образом, 42.5 мА*ч; что тоже подтверждает заявленную производителем ёмкость.
 

Чем заряжать аккумулятор LIR2032?

Обычные зарядные устройства для зарядки LIR2032 не подойдут: у них слишком большой ток заряда. Они могут этот аккумулятор вывести из строя или даже вообще взорвать.

В связи с этим для них нужно специализированное зарядное с пониженным током зарядки, не более C/2, где C - номинальная ёмкость аккумулятора. То есть, в данном случае ток заряда должен быть не более 20 мА.

Можно купить готовое зарядное устройство, например, у этого продавца на Алиэкспресс. Цена - около $1.5. Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Внимание - зарядное устройство не протестировано!

Но мы лёгких путей не ищем!

Зарядное устройство можно сделать из готовой платы для зарядки лития на основе чипа контроллера TP4056, заменив резистор, программирующий ток заряда, на такой, который задаст ток заряда в пределах 10-20 мА.

Вот пример такой платы:

Токозадающий резистор здесь расположен примерно посередине правого края платы, его номинал - 122 (1.2 кОм). В datasheet на чип 4056 приведена таблица номиналов резистора для разных величин токов, но для малых токов номиналы не приведены. Поэтому пришлось подбирать народным методом "научного тыка". В итоге подбор был остановлен на резисторе 39 кОм, при котором ток заряда составил 21 мА.

Так выглядела плата после замены резистора:

Далее подсоединяем отсек с аккумулятором к контактам "BAT-" и "BAT+" платы, подключаем к адаптеру 5 В кабелем микро-USB, и заряжаем аккумулятор.

При зарядке на плате светится красный светодиод, но на синий ("зарядка закончена") он не переключается. Но через 3 часа ток заряда падает до 2 мА, и тогда зарядку можно прекращать.

Купить такие платы можно, например, у этого продавца. Цена - около $1.5 за десяток (!). Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Пожалуй, на этом можно перейти к итогам.
 

Окончательный диагноз и области применения аккумулятора LIR2032

Итак, хотя тест полностью подтвердил заявленные производителем характеристики, это не значит, что везде и повсеместно надо заменять батарейки CR2032 на аккумуляторы LIR2032. К этому вопросу надо подходить творчески.

Причин, почему не стоит заменять батарейки на аккумуляторы, может быть несколько.

В каких-то случаях напряжение аккумулятора может оказаться недопустимо-высоким для питаемой аппаратуры.

В других случаях могут наблюдаться какие-то проблемы с работой питаемой аппаратуры. Например, в аппаратуре с символьными ЖК-индикаторами (вроде калькуляторов), могут оказаться плохо разборчивыми индицируемые символы. Такая проблема наблюдалась у автора обзора при использовании аккумуляторов в древнем карманном микрокомпьютере Casio-410. К счастью, у него есть колёсико регулировки контрастности, с помощью которого проблему удалось решить.

В некоторых случаях батарейка CR2032 работает настолько долго без замены, что установка аккумулятора теряет смысл (например, в материнских платах компьютеров).

Но спектр аппаратуры, в которой применяются такие батарейки, настолько широк, что в каких-то случаях замена на аккумулятор будет оптимальным решением. Примеры аппаратуры: различные пульты дистанционного управления, мини-фонари, велосипедные маячки-мигалки, настенные часы, весы, велокомпьютеры (и их датчики) , калькуляторы, и прочее. Смысл замены в каждом случае надо определять отдельно.

Купить литий-ионные аккумуляторы LIR2032 можно на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на дату публикации статьи - около $3 за 5 шт. (цена может меняться, проверяйте!).

 Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
 

Весь раздел "Сделай сам (DIY)"
 

Перейти на Главную

  Ваш Доктор.
 16 февраля 2025 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов или использовании изображений ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них