Li-Po Batterier

Li-Po Batterier - Komplett Guide

Introduktion till Li-Po batterier

Lithium Polymer (Li-Po) batterier är en typ av batteri som idag används i många olika elektroniska konsument produkter. Intresset för Li-Po batterier inom RC världen har ökat signifikant de senaste åren och är nu det mest populära batteriet för radiostyrda produkter då den ger längre körtid och mer kraft.

Li-Po batterier erbjuder en mängd fördelar, men varje användare måste bestämma om fördelarna uppväger nackdelarna. Allt fler inser fördelarna och användandet av Li-Po batterier ökar markant.

Enligt oss på RC Delar finns det inget att vara rädd för med Li-Po batterier, så länge du följer de instruktioner som finns och behandlar batterierna med ”respekt”.

Denna guide har vi skrivit till Dig för att Du ska känna dig trygg med att använda Li-Po batterier på ett tryggt och säkert sätt och därmed få ännu roligare med dina radiostyrda produkter.

Först skall vi berätta skillnaderna mellan Li-Po batterier och deras nickelkadmium- och nickelmetallhydrid motsvarigheter.

Se vårt utbud av Li-Po batterier: LiPo 1S - LiPo 2S - LiPo 3S - LiPo 4S - LiPo 5S - LiPo 6S

Fördelar och Nackdelar med Li-Po batterier

Fördelar jämfört med NiMH Batterier

  • Betydligt lättare och kan tillverkas i många olika storlekar och former.
  • Mycket högre kapacitet, vilket gör att batteriet kan tillverkas med högre kapacitet(mAh).
  • Klarar snabbare urladdning, vilket medför mycket mer kraft under körtiden

Nackdelar jämfört med NiMH Batterier

  • Mycket kortare livslängd; Li-Po´s klarar i genomsnitt ca 150–250 laddningscykler.
  • Batteriets sammansättning kan börja att brinna om batteriet punkteras eller på annat sätt missbrukas.
  • Kräver lite mer ”avancerad” laddning och urladdning samt måste laddas till en viss nivå om man inte skall köra på ett tag och behöver lagra batteriet över tid.

Vad betyder informationen på ett Li-Po batteri?

Alla batterier definieras via ett speciellt klassificeringssystem. Detta gör att vi kan urskilja alla de olika batterierna och därmed kunna välja vilket batteri som lämpar sig bäst utefter behovet. Vi kommer beskriva de tre viktigaste klassificeringarna på ett Li-Po batteri som du måste känna till för att kunna välja vilket batteri som bäst passar ditt fordon.

Li-Po Batteriets klassificeringar

Så, vad betyder alla dessa klassificeringar? Nedan kommer vi förklara vad var och en har för funktion.

Spänning(V) & Antal Celler (S)

En cell i ett Li-Po batteri har en s.k. nominell spänning på 3,7V. Det betyder att batteriet i exemplet ovan som har 2 celler (2S) har 7,4V i nominell spänning.
Själva bokstaven S i ex 2S står för ”Serie” och betyder att batteriets celler är seriekopplade och därmed ökar spänningen(V) för varje cell.
Ex
2S = 3,7 x 2 = 7,4V
3S = 3,7 x 3 = 11,1V
osv…

Vad betyder då Nominell Spänning?

För att få en fördjupad kunskap i Li-Po batteriet så skall vi här klargöra för vad nominell spänning betyder.

Batteriets nominella spänning är något som batteriindustrin beslutat skall fungera som en måttstock för batteriets kapacitet och säger ingenting om max- eller min kapacitet.

Då ett Li-Po batteri är 100% laddat vid 4,2V / Cell och inte skall urladdas lägre än 3,0V / Cell så har batteri branschen beslutat att den nominella spänningen skall vara just 3,7V / Cell för ett Li-Po batteri. D.v.s. batteriets mellersta spänningsnivå. Varför dom beslutat detta är inte riktigt klargjort.

Inte helt logiskt, med detta är iallafall den korrekta förklaringen till vad den nominella spänningen är i ett Li-Po batteri.

Förr i tiden kunde vi se klassificeringen 2S2P på vissa Li-Po batterier. Det betyder att batteriet har fyra celler totalt varav två stycken är kopplade i serie och två stycken är kopplade parallellt. På detta sätt ökade man både Spänningen(V) och kapaciteten(mAh). Denna sammansättning är väldigt ovanligt nuförtiden då moderna Li-Po batterier klarar av att lagra betydligt högre kapacitet(mAh). Vi tyckte det var roligt att nämna detta med 2S2P om du någongång skulle stöta på ett sådant batteri.

Det är batteriets spänning(V) som primärt avgör hur fort ditt fordon kommer gå. Spänningen(V) har en direkt påverkan på en elmotors varvtal. Borstlösa motorer har märkningen kV, vilket översatt blir RPM(Varv Per Minut) per Volt(V). Exempel: En borstlös motor med effekten 4200kV kommer att snurra 4200 varv per minut för varje Volt(V) du ger den.
Om du då driver en elmotor med effekten 4200kV med ett 2S Li-Po batteri med 7,4V så kommer motorn kunna snurra 31 596 Varv per minut(RPM) och med ett 3S Li-Po med 11,1V kommer motorn kunna snurra 46 620 Varv per minut(RPM)
Slutsatsen blir då; Ju mer spänning(V) du matar en elmotor med ju snabbare snurrar den.

Kapacitet(mAh) hos ett Li-Po batteri

Batteriets kapacitet(mAh) är ett mått på hur mycket ström batteriet kan lagra. Det går att jämföra med storleken på en bensintank, ju större tank desto längre sträcka kan du köra. Måttenheten mAh (milliampere timmar) avgör hur mycket man kan belasta batteriet för att det skall hålla i en timme (urladdning på en timme). Då man vanligtvis pratar om urladdning av ett elektriskt motorsystem i Ampere(A) så ser konverteringen ut så här:
2500mAh = 2,5 Ampere Timmar (2,5Ah)

Det finns en sak du bör tänka på vid val av batteri till ett fordon som kan färdas i hög hastighet:
Ett batteri med mycket hög kapacitet(mAh) förlänger körtiden avsevärt och därmed kommer även värmeutvecklingen öka markant i motorn och fartreglaget(ESC). Om ditt fordon inte har erforderlig kylning för dessa komponenter så är risken stor att dessa bränns och gå sönder.

Du kan alltså köra under längre tid med ett 2S 5000mAh jämfört med ett 4S 2500mAh. Skillnaden är att fordonet inte går lika snabbt med ett 2S.

C-klass Li-Po (Konstant urladdning, C-rating)

Något som har en stor påverkar på ditt fordons köregenskaper, så som körtid och hastighet, är batteriets spänning(V) och kapacitet(mAh). Dessa parametrar har vi gått igenom ovan och är väldigt lätta att förstå. Något som kan vara lite klurigare att förstå är Li-Po batteriets C-klass. Lugn, vi reder ut begreppet C-klass så du förstår.

C-klassen är kort sagt ett mått på hur snabbt ett batteri kan laddas ur utan att ta skada.

För att på ett korrekt sätt veta hur snabb urladdning ett Li-Po batteri har så måste man räkna ut detta via en simpel formel. Det vi måste känna till är batteriets kapacietet(mAh) och C-klass(C-rating).

VIKTIGT! Vi måste använda Apmere(A) istället för Milliampere(mAh) i denna formel. Ex: 5000mAh = 5A

I vårt batteri exempel ovan med 25C (C-klass) så skulle formeln se ut så här:
25C x 5A = 125A

Den säkra maximala belastning under långvarig användning är alltså 125A för batteriet ovan. Att öka belastningen ytterligare kan resultera i att batteriet går sönder och i värsta fall kan batteriet börja brinna.

Det blir allt vanligare med att Li-Po batterier har 2st C-klasser. Den ena har vi beskrivit ovan och kan tillämpas på kontinuerlig körning. Den andra C-klassen är till för forcering, d.v.s. kortvariga ökningar på belastningen i maximalt ca 10 sekunder. Denna C-klas kallas för Burst Rating
Det kan vara bra vid exempelvis acceleration under omkörning av en bil. C-klassen för forcering är i stort sett alltid högre än den kontinuerliga C-klassen.

Här tar vi upp ett praktiskt exempel på hur man kan välja ett Li-Po batteri utefter C-klassen

I vårt exempel tar vi en bil med en motor som klarar en maximal kontinuerlig strömförbrukning på 65A och klarar en forcering på 100A

Vårt Li-Po batteri exempel ovan med 3S 5000mAh 25C skulle passa bra till denna bil. Batteriet klarar enkelt av motorns maximala strömförbrukning på 65A och forcering på 100A

Med detta sagt så kommer du klara dig bra med 20C eller 25C till de flesta fordon. Tyngre fordon samt avancerade drönare kräver en ökad maximal kontinuerlig strömförbrukning och då kan man behöva gå upp till 40C eller högre.

Även underlaget, körstilen, fordonets utväxling, storlek på däck och fordonets vikt är avgörande för vilken C-klass som är mest lämplig. Dock är en bra tumregel att alltid följa tillverkarens riktlinjer för den maximala- och den forcerade strömförbrukningen vid valet av rätt Li-Po batteri.

Ladda och vårda ditt Li-Po batteri

Regel #1 är att alltid ladda ditt Li-Po batteri med en Li-Po kompatibel laddare. Som vi nämnt tidigare i denna guide så kräver Li-Po batterier ytterligare ”vård” jämfört med andra batterier som ex. NiMH batterier.
En anpassad laddare har ett system som kallas CC/CV och det står för Constant Current/Constant Voltage (Konstant Ström(A)/Konstant Spänning(V))
Det betyder att laddaren håller strömmen(A) eller spänningen(V) konstant under hela laddningstiden tills det att varje cell nått upp till sin maximala spänning(V) på 4,2V. Sedan bibehålls spänningen(V) och strömmen(A) minskar till batteriet är färdigladdat.
NiMH batterier laddas med en pulserande laddningsmetod och laddar man då ett Li-Po batteri i en laddare som är avsedd för NiMH kommer det att skada batteriet.

Ytterligare en anledning till att alltid använda en Li-Po laddare är möjligheten till balansering av cellerna. Med balansering menas att laddaren fördelar spänningen(V) jämt i varje cell i batteriet, vilket är viktigt för att säkerställa att varje cell laddas med samma mängd spänning(V). Balanseringen ökar även prestandan och säkerheten vid laddning och urladdning (mer om urladdning längre ner i denna guide)

Trots att det finns fristående balans apparater att köpa så rekommenderar vi alltid en laddare med tillhörande balansplatta. Detta förenklar laddningen och du sparar pengar genom att köpa en laddare och balansplatta då priserna på laddare med inbyggd balansering har gått ner de senaste åren. Läs mer om laddare längre ner i denna guide.

Som standard sitter det oftast en JST-HX kontakt för balanseringen på Li-Po batteriet tillsammans med batterikontakten. Notera att du bör vara försiktig när du drar ur balanseringskontakten ur balanskortet då kontakten är skör och kablarna kan lossna om du har otur.
Det har hittills inte hänt någon av oss, men vi har hört andra nämna det.
Dock finns det en produkt som man klicka på kontakten till balanskabeln som gör det lättare och säkrare att lossa den från balanskortet.

Li-Po batterier måste laddas ”långsamt” jämfört med ex NiMH- eller NiCd batterier. T.ex. kan man ladda ett 4000mAh NiMH batteri med 5 eller 6 Ampere(A) till skillnad mot ett 4000mAh Li-Po batteri som skall laddas vid högst 4 Ampere(A).
Likt C-klass för maximal kontinuerliga urladdning så finns det en C-klass för hur snabbt ett Li-Po batteri kan laddas.
Nästan samtliga Li-Po batterier har en maximal kontinuerlig laddning på 1C, alltså 1 x batteriets kapacitet. Formeln för denna uträkning är den samma som för urladdning.
Exempel:
3500mAh skall laddas med max 3,5A
4500mAh skall laddas med max 4,5A
5000mAh skall laddas med max 5,0A
osv…

Notera att det finns undantag där vissa Li-Po batterier har en C-klass för laddning på 3C, vilket betyder att det på ett 5000mAh Li-Po skall vara möjligt att ladda batteriet vid 15A.
Trots att det alltid är säkrast att ladda ett Li-Po batteri vid maximalt 1C (1 x batteriets kapacitet) så är det fritt att själv bestämma hur man laddar sitt batteri med en laddnings C-klass på ex 3C.

Brandrisk med Li-Po batterier

Dagens Li-Po batterier är tillverkade för att hålla länge och är säkra att både ladda och använda. Men trots detta så finns det alltid en liten risk att problem kan uppstå. Det värsta som kan hända är att batteriet tar eld och börjar brinna. Ladda och förvara därför alltid dina Li-Po batterier i en brandsäker laddningspåse. Dessa laddningspåsar motverkar brandspridning och batteriet kan på ett säkert sätt avlägsnas från platsen.
Det kan även vara en god idé att ha en brandsläckare på samma plats där du laddar ditt Li-Po batteri. Även om en vanlig brandsläckare inte kan släcka en Li-Po brand, då det är en kemisk reaktion som startar branden, så kan brandsläckaren motverka eventuell brandspridning i rummet.

Det absolut säkraste under laddning och förvaring är en s.k. brandsäker laddningslåda. Dom kostar lite extra, men är väl värt investeringen om något skulle hända. Köper du en låda av bra kvalitet så håller den livet ut.

Slutsats: Ladda aldrig ditt batteri utan möjlighet till uppsikt och använd alltid en laddningspåse eller laddningslåda.

Se vårt utbud av LADDPÅSAR TILL LI-PO BATTERIER

Hur väljer man rätt Li-Po laddare?

Vi kan inleda detta stycke med att förklara varför laddarens effekt(W) är viktig. Batteriets kapacitet(mAh) och spänning(V) avgör hur hög effekt(W) laddaren måste ha för att kunna ladda batteriet snabbt och säkert.

Exempel:

Batteri: 2S(7,4V) 3500mAh
Formel: 7,4 x 3,5A = 25,9W
Resultat: En laddare på 50W passar bra

Batteri: 4S(14,8V) 5000mAh
Formel: 14,8 x 5A = 74W
Resultat: En laddare på 100W passar bra

Batteri: 6S(22,2V) 5500mAh
Formel: 22,2 x 5,5A = 122,1W
Resultat: En laddare på 130W passar bra

För Li-Po batterier upp till 3S och 6000mAh

I skrivande stund så tycker vi att den mest kompletta och prisvärda laddaren på marknaden idag är denna: SkyRC T100 Laddare 240VAC 0.1-5A 2x50W

Den kan ladda dessa batterier med upp till 5A:
NiMH
NiCd
LiHV
Li-Po
LiIon
LiFe
Pb

Observera att den kan ladda 2 st batterier samtidigt, vilket är en stor fördel och sparar dyrbar tid.
Självklart har den en inbyggd balanskontakt för respektive batteri.

För Li-Po batterier upp till 4S-6S och 6000mAh

Dessa batterier kräver mycket högre effekt(W) på laddaren för att kunna ladda tillräckligt snabbt. För laddare med högre effekt(W) så rekommenderar vi istället denna lilla och effektiva laddare på 2x130W som kan ladda två batterier samtidigt upp till 6S: SkyRC D260 Ultimate Duo Laddare 240VAC/12VDC 14A 2x130W

Den kan ladda dessa batterier med upp till 14A

NiMH
NiCd
LiHV
Li-Po
LiIon
LiFe
Pb

Slutsats:
Desto fler celler(S) och desto högre kapacitet(mAh) ditt batteri har desto högre effekt(W) måste laddaren kunna leverera.

Generell formel för att räkna ut effekt(W):
W = V x A

Se vårt utbud av Li-Po balansladdare & multiladdare

Ska/kan man parallel ladda Li-Po batterier?

Det korta svaret är: NEJ!

Ska/kan man serie ladda Li-Po batterier?

Det korta svaret är: Nja…!

Att ladda Li-Po batterier i serie kan vara riskabelt, även om det är säkrare än att ladda dom parallelt. Dock så krävs mycket goda kunskaper i hur batterier fungerar samt hur du skall ställa in laddaren.

Vi på RC Delar laddar ALDRIG våra batterier varesig parallellt eller i serie. Risken övervinner vinsten. Vi tycker det är bättre att skynda långsamt och laddar istället två batterier i taget i våra SkyRC dual laddare.

Hur lågt kan man ladda ur ett Li-Po batteri?

Ett Li-Po batteri skall ALDRIG laddas ur under 3.0V! Detta kommer med största sannolikhet skada cellerna och avsevärt förkorta batteriets livslängd.

De flesta moderna fartreglage (ESC) har en inbyggd funktion som kallas LVC (Low Voltage Cutoff) som varnar och/eller bryter strömmen om batteriets spänning sjunker under 3.2V per cell.

En LVC summerar alltid den totala spänningen och bryter därefter. Ex. för ett 2S batteri så bryter LVC funktionen vid 6,4V. Vid ett 3S batteri så bryter den vid 9,6V osv…

Dock finns det en viktig parameter att tänka på här; Att ALLTID se till att batteriets samtliga celler är balanserade. Med det menas att samtliga celler skall ha samma mängd ström(V).
Det är av yttersta vikt då en cell kan ha för hög spänning och en annan cell ha för låg spänning.

Exempel:
Om ett 2S batteri med 2 celler är obalanserat där cell #1 har 3,8V och cell #2 har 2,9V så har cellerna tillsammans en spänning(V) på totalt 6,7V. Det betyder att LVC funktionen inte kommer att bryta strömmen då spänningen överstiger gränsvärdet på 6,4V.

Resultatet blir då att cell #2 kraftigt tappar sin kapacitet och går tillslut sönder och batteriet blir obrukbart.

Därför är balanseringen av samtliga celler av yttersta vikt!

Se därför till att ALLTID ladda batterierna med en balansladdare och ha din LVC aktiverad för att på så sätt skydda dina Li-Po batterier.

Värt att notera är att de allra flesta flygplan och helikoptrar inte har någon LVC funktion då man inte vill stänga av motorn under flygningen. Istället använder man en timer för att veta när det är dags att landa.

Hur skall man lagra ett Li-Po batteri korrekt?

Till skillnad mot ett NiMH batteri som kan lagras under lång tid antingen helt tomt eller helt fullt så måste ett Li-Po batteri lagras på rätt sätt. Det låter svårare än vad det är!

Lagra alltid dina Li-Po batterier laddade till 3,8V per cell i rumstemperatur.

Moderna Li-Po laddare har en funktion för att ladda batterierna till 3,8V, denna funktion kallas för Storage Mode. Processen är den samma som att ladda batteriet, skillnaden är att man ställer in laddaren att antingen ladda upp eller ladda ur batteriet till 3,8V per cell. Busenkelt!

Det säkraste sättet att förvara och lagra Li-Po batterier är att lägga dom i en laddningspåse eller i en laddningslåda.

Värt att nämna är att de flesta som får problem med sina Li-Po batterier är på grund av att dom inte lagrat sina batterier på ett korrekt sätt. Om du är noggrann med lagringen så kommer dina batterier att hålla länge.

Vad skall jag gör med ett trasigt Li-Po batteri?

Om ditt Li-Po batteri är trasigt och inte längre fungerar så finns det några saker du skall göra innan du kan kassera batteriet.

Tänk på att om du har kvar garantin på batteriet så finns det en möjlighet att tillverkaren kan ersätta dig med ett nytt batteri, så kolla med dom innan du följer nedan beskrivning för hur du på ett säkert sätt förbereder ditt trasiga Li-Po batteri att kunna återvinnas.

  • Börja med att ladda ur batteriet så lågt du kan utan att äventyra säkerheten. Du kan göra detta på några olika sätt. De flesta moderna laddare har en urladdnings funktion som du kan använda dig av. Om du saknar en laddare med urladdningsfunktionen så kan du köra ditt fordon tills batteriet är urladdat. Var försiktig så att batteriet inte börjar brinna när du kör slut det i ditt fordon!
    Ett roligare alternativ är att löda fast en led lampa på batteriet och låta lampan dränera batteriet. Glöm inte att lägga batteriet i en laddningslåda om faran skulle vara framme!
  • Lägg sedan ditt Li-Po batteri i ett saltvatten bad. Blanda vanligt bordssalt med ljummet vatten. Fortsätt hälla i salt tills vattnet inte längre kan lösa upp saltet. Se till att kablarna och kontakten är helt under ytan i saltvattnet. Saltvattnet är extremt ledande och kommer ladda ur resterande spänning ur batteriet. Låt batteriet ligga i saltvattnet i minst 24 timmar.
  • Kontrollera spänningen(V) i batteriet. Nu skall spänningen vara 0,0V. Om batteriet fortfarande har spänning så kan du låta det ligga ytterligare i saltvattnet till spänningen går ner till 0,0V.
  • Nu är batteriet redo för att lämnas in på närmsta återvinningsstation.

Om du inte vill utföra processen själv så kan du lämna in ditt Li-Po batteri till oss så gör vi det åt dig, helt kostnadsfritt!

 

Tack för att du tog dig tid att läsa vår guide för hur man hanterar ett Li-Po batteri och vi hoppas att du blivit lite klokare :)

Till RC Delar startsida