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Sujet LiPos (accus Lithium-ion Polymère), LiIon, LiFE - [Ze Post]

 

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MasterXela
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Message Posté le: 22 Jan 2012, 12:27    Sujet du message: LiPos (accus Lithium-ion Polymère), LiIon, LiFE - [Ze Post] Répondre en citant

Lithium-Ion POlymère (Li-Po)


Les accus LiPos ont apporté aux modélistes des possibilités très intéressantes par leur rapport capacité/poids nettement amélioré. Un accu LIPO est fait de plusieurs éléments (c'est ce qu'on appelle les "S" / "Cells"). Chaque élément a une tension nominale de 3.7V, mais en fin de charge sa tension est de 4.20V (le chargeur coupe à 4.20V/cell).

Il s'agit en fait d'une appellation commerciale du "Lithium-Ion-Polymère" où l'électrolyte est un polymère gélifié. L'accumulateur Li-Po ou "Li-Poly" utilise un principe de fonctionnement semblable aux accumulateurs Li-ion et a des caractéristiques proches.
Leur enveloppe est soit souple soit rigide (hard case). Attention les enveloppes rigides protègent mieux votre LiPo mais en cas de gonflement impossible de s'en rendre compte ...



Fleche Avantages des Li-Po :
Piles et batteries pouvant prendre des formes fines et variées (carte de crédit, ...).
Peuvent être déposées sur un support flexible.
Faible poids (le Li-Po permet d'éliminer la lourde enveloppe de métal qu'ont les accus NiCd ou NiMh).
Plus sûrs que les Li-Ion (plus résistants à la surcharge et aux fuites d'électrolytes).
Capacités/Ampérages très importants, bien plus qu'avec technologie NiMh.
Les accus Lipo n'ont quasi pas d'autodécharge (3%), ni d'effet mémoire => ce qui permet d'avoir encore de la pêche même si les LiPos sont chargées quelques jours avant. Et ce qui permet surtout des temps de charges moins longs que sur NiCd ou NiMh (1C sans souci avec les LiPos max 1/5C sur NiCD/NiMH).


Fleche Fleche Faiblesses et inconvénients des Li-Po :
Densité énergétique plus faible et plus chers que les Li-Ion.
Charge soumise à des règles strictes sous peine de risque d'inflammation ou dégradations de performances.
Risques réels de réactions chimiques amenant à l'inflammation ou l'explosion si fracturé/percé/surchauffe excessive/charge excessive/passage sous 3V par élément/ mise en contact des pôles négatifs+positifs => Le lithium étant très réactif au contact de l’eau ou de l’humidité, si l’emballage de la batterie est défectueux, il peut se produire une émission de gaz toxique et un incendie.
Moins de cycles de vie (env. 100 à max 200), en fait en rapport avec l'oxydation de leur cathode (qui commence dès la fabrication).
Fabricants de modèles réduits développant leurs propres connecteurs spécifiques pour rendre les acheteurs captifs.
HS si descend sous la tension de 3V par élément (+ risque inflammation/explosion).








Utilisation :
Des accumulateurs lithium-polymère sont couramment utilisées pour la fourniture d'énergie aux modèles réduits volants et à un certain nombre d'avions de loisir. Les sociétés YUNEEC (Chine) et ELECTRAVIA (France) utilisent depuis 2007 des batteries lithium-polymère industrielles de marque KOKAM pour faire voler leurs avions, ULM, motoplaneurs et paramoteurs. Les systèmes électroniques de surveillance (BMS et PCM) permettent de sécuriser l'emploi de ces batteries dans le domaine aéronautique. C'est également grâce à cette technologie que, le 7 avril 2010, le Solar Impulse, un prototype d'avion solaire, a effectué avec succès ses vols d'essai au départ d'une base aérienne située en Suisse.

La tension nominale d'un élément (1S / 1 Cell) Li-Po est de 3,7 V. Plusieurs éléments sont généralement assemblés en « Packs ». Les tensions sont alors additionnées dans le cas d'un assemblage en série (3,7 V; 7,4 V; 11,1 V; etc.). Les capacités (mesurées en mAh) des éléments sont additionnées dans le cas d'un assemblage en parallèle.

Elles sont aussi de plus en plus utilisées pour les vélos à assistance électrique, avec couramment une tension de 24 V.




Ampérages + C :
2200 mAh : signifie qu'un pack peut fournir un courant d'intensité 2200 mA ou 2.2 A pendant 1 heure. Ou 4.4 A pendant 1/2 h . Ou 8.8 A pendant 1/4 h ...

Plus il y aura de mAh plus la batterie aura d'autonomie mais plus elle sera lourde, plus grosse, à tension égale,
Moins il y aura de mAh moins la batterie aura d'autonomie mais plus elle sera légère, plus petite, à tension égale.
Fleche Fleche Le poids et la longueur de vos lipos influent particulièrement sur les Centres de Gravité de vos engins volants (encore plus sur les hélis), attention ...


Bien entendu, plus l'Intensité demandée est grande et plus le pack souffre. Il faut donc savoir jusqu'où on peut aller. Cette propriété est exprimée en "C" = Capacité de décharge.
Si le pack de 2200 mAh est de type "10C" cela voudra dire qu'il peut débiter un courant maximal de 2200 x 10 soit 22 000mA, soit 22A, soit "10 fois sa capacité en mAh". S'il est du type 30C on pourra aller jusque 2.2 x 30 = 66A.
Plus le C est grand, plus votre lipo aura une Capacité de décharge importante mais une autonomie moindre. Attention ! si vous prenez des lipos avec de trop grands C il faut que vos équipements les supportent. Enfin à intensité égale plus vous aurez de C plus votre lipo sera lourde.

Mais ces données indiquées par le fabricant sont à prendre avec quelques réserves. La Capacité est rarement égale à celle annoncée et la possibilité en courant souvent surestimée.
Pour garder un pack en bonne santé, il faut éviter de le pousser aux limites fabricant faute de quoi il y aura au moins un élément du pack qui trépassera rendant le pack inutilisable.




Charge :
Vis-à-vis des risques d'incendie/explosion, vous devez toujours surveiller vos packs pendant les opérations de charge et les charger loin de matières inflammables dans un lieu sec à T° ambiante.
On ne branche pas de LiPos sur un chargeur éteint !! On allume le chargeur avant de brancher une LiPo, de même on retirera la LiPo avant d'éteindre le chargeur.
Pour votre sécurité, vous pouvez enfermer la LiPo dans un LiPo safe bag lors de la charge.
Les packs Lipos requièrent un chargeur spécial, l’utilisation d’un chargeur Ni-Mh ou Ni-Cd pourrait provoquer un incendie, des blessures, ou des dégâts matériels ! En effet la charge doit s'interrompre quand la tension de l'élément atteint 4.2 V exactement (Ne JAMAIS dépasser 4,23 Volt risque de destruction de l'accu !).
Le cycle classique de cette opération commence par une charge à courant constant. Par précaution à limiter entre 1/2C et 1C. Ainsi un pack de 2200mAh serait chargé entre 1.1A et 2.2A constants (avec un courant de charge de 2.2 A, il faudra environ une heure de charge, et à 1.1 A deux heures).
Quand l'élément atteint 4.2 V le chargeur doit passer en régime de tension constante, en maintenant une tension de 4.2 V aux bornes de l'élément, avec une Intensité diminuant jusqu'à atteindre 0.
Fleche Des charges en dessous de 1/2C (lentes) et au delà de 1C (rapides) peuvent être dangereuses pour vos lipos ! L'idéal étant 0.7C.
Fleche Il est conseillé d'attendre au moins 30 minutes une fois la lipo sortie du chargeur avant de l'utiliser (surtout le retour à la T° ambiante de celle-ci = stabilisation/reconstitution chimique, idem avant de remettre une lipo en charge).
En cas de gonflement : isolez immédiatement l'accu pendant au moins 15 minutes sous surveillance dans un environnement sécurisé (lavabo par ex) : un pack peut mettre 10 minutes avant de s'enflammer !
Astuce : si vous étiez amené comme moi à avoir un bon paquet de lipos à charger en même temps, pour reconnaître les chargées des vides utilisez les étiquettes des lipos : étiquettes sur le dessus = chargé !




Conseils charges multiples sur câbles adaptateurs // ou série :
- Toujours brancher le câble vide en premier au chargeur,
- Ne pas mettre de lipos sur le câble s'il n'est pas branché au chargeur avec le type de programme sélectionné,
- Retirer les lipos avec le câble toujours branché au chargeur, une fois le câble vidé de lipos le retirer du chargeur.




Prise d'équilibrage :
Un connecteur d’équilibrage (balance connector) n’est rien d’autre qu’un connecteur permettant d’avoir accès aux cellules individuelles contenues dans un pack de batterie LiPo. Il va donc permettre aux chargeurs de charger individuellement chaque cellule au mieux et surtout à la même tension que les autres, cad équilibrer le pack. C'est aussi sur ce connecteur qu'on branche les LiPos saver/alarm (quand votre ESC n'est pas équipé de cut off, ces dispositifs permettent de signaler dès que la tension d'une des cellules est trop basse par des beeps ou diodes).
Si votre batterie et chargeur possèdent des prises d'équilibrages, toujours choisir des programmes type balance.
Si votre chargeur possède une prise d'équilibrage ou une balance board (plaque d'équilibrage), il faut avant de brancher votre LiPo au chargeur : allumer le chargeur, sélectionner le programme adéquat, brancher la prise principale au chargeur puis la prise d'équilibrage.


Nb de fils / type de pack :
2S 3FILS
3S 4FILS
4S 5FILS
5S 6FILS
...




Décharge :
Normalement votre modèle réduit est équipé d'une LVC : Low Voltage Cutoff = coupure de tension basse. C'est une protection qui empêchera les batteries de descendre en dessous de 3/3.3v par élément. Si votre modèle n'est pas équipé de ce type de protection, dès que vous sentez des pertes de puissance, posez-vous et débranchez les LiPos. Ne tentez pas de redécoller après la mise en action de la LVC !! Vous pouvez aussi ajouter ce type de dispositifs, des Low Voltage Alarms qui se branchent sur les prises d'équilibrages et qui beeperont lorsque vous atteignez des tensions trop faibles :





Températures :
Stockage : 0 - 25°C, dans un lieu sec.
Fleche Avant toute utilisation (charge/vol) : T° ambiante, par ex. si elles sortent de votre garage ou de votre frigo, les laisser 15-20 minutes revenir à T° ambiante. T° idéale interne avant utilisation : 30°C.
Charge : 0 - 45°C, au-delà risque de s'enflammer.
Décharge lors utilisation : 0 - 60°C, au-delà risque de s'enflammer.




Soudures & co :
!! ATTENTION !! En cas de contact entre les deux pôles (positif/négatif) une réaction chimique démarre amenant à un gonflement et risque d'explosion ou d'inflammation !! Et ça peut aller vite, il suffit d'une pince coupante en métal et de couper les deux fils en même temps : la pince en métal fera ce contact ...
Il faut souder fil par fil avec prudence !! Si vous avez coupé les deux fils scotchez-en un sur la lipo à l'écart de l'autre. Attention à ne pas provoquer de court-circuits et bien repérer les polarités !




Fleche Fleche Fleche Attention aux chocs et mauvais traitements :
Il faut éviter à tout prix de choquer les accus (crashs, tombent par terre, ...) ou d'abimer la gaine thermo.
En cas de chute/crash important : isolez immédiatement l'accu pendant au moins 15 minutes sous surveillance dans un environnement sécurisé (lavabo par ex) : un pack peut mettre jusqu'à 15 minutes avant se mettre à gonfler/s'enflammer/exploser !
Ne jamais laisser la batterie en pleine chaleur, derrière un pare-brise d’automobile par exemple. La batterie pourrait prendre feu.
Gonflement ou une déformation de la batterie : ces symptômes annoncent une fuite probable de la batterie, qui va en réaction avec l’air ambiant s’enflammer ...
Si vous avez un élément défectueux : qui gonfle / gonflé / percé : placez-le pack dans un verre avec de l'eau salée pendant 24H avant de le jeter (bien isoler les fils et l'envelopper soigneusement avant de l'amener dans un centre de collecte).




Fleche Fleche Stockages :
Dans lieu aéré, idéalement entre 10°C et 20°C (ok 0-25°), non humide, loin de matières inflammables, non exposés au soleil.
Conseil perso : dans des pots de confitures (verre / couvercle métal percé dans un endroit judicieux) :

Etiquettes qui vont bien pour vos pots

Sinon, des Safe LiPo bags existent, avantage : vous pouvez aussi charger vos LiPos dedans :



Stockages courts (- de 2 semaines) : 3.75V/Cell environ (+/- 30% de charge).
Stockages longs (max 6 mois, + peuvent en plus être mises au frigo) : 3.9V/Cell environ (+/- 70% de charge).




% de charges :

Fleche Ici on voit apparaître quelque chose d'intéressant : un accu "chargé" est à 4.2v par cellule !! On est a bien plus que la tension nominale de 3.7v mais ceci est tout à fait normal !
Fleche Les lipos en 4 valeurs :
3.0V = HS (risque inflammation/explosion)
3.3V = vide
3.9V = stockage
4.2V = pleine





Rendements des différentes technologies de batteries :
Rendements par types de batteries susceptibles d'être rencontrées dans nos échelles en fonction du poids ou de la taille :





Différences Lipo et Li-Ion :
(LiPo : tension nominale = 3.7v, tension chargée = 4.2v, tension déchargée = 3-3.3v | LiIon : tension nominale = 3.6-3.7v, tension chargée = 4.1-4.2v, tension déchargée = 3v)
La batterie au lithium polymère est très similaire à la batterie lithium-ion mais sans certaines des ses imperfections. Elle peut supporter plus d'abus et ont une résistance interne plus faible. Pour les Li-poly l'électrolyte est incluse dans un gel polymère. Comme ça ne coule pas, c'est ce qui permet de s'affranchir d'un récipient rigide (celui des Li-Ion) et de le remplacer par une enveloppe souple. La tension nominale des anciennes Li-Ion était a 3,6V mais c'était la première génération de ces accus, aujourd'hui li-po et li-ion ont une tension nominale de 3.7v. Les LiIon sont cylindriques tandis que les Lipos sont en général des parallélépipèdes rectangles. Les accus LiIon NE PEUVENT PAS être chargés avec un programme LiPo.

Avantages des Li-Po par rapport aux Li-Ion :
- les Li-Po peuvent prendre des formes fines et variées, et peuvent être déposées sur un support flexible,
- les Li-Po sont plus sûres que les Li-Ion (plus résistantes à la surcharge et aux fuites d'électrolytes),
- les Li-Po sont recyclables à 96%,
- les Li-Po ont notablement plus de cycles de vie.

Inconvénients des Li-Po par rapport aux Li-Ion :
- les Li-Po sont plus chères que les Li-Ion,
- les charges sont soumises à une procédure stricte sous peine de risque d'inflammation. Attention : certaines batteries Li-Po sont vendues sans électronique de protection (BMS, PCM, équilibreur) et doivent donc être manipulées avec une grande précaution,
Il est à noter qu'une batterie Lithium-Polymère n’est pas plus dangereuse qu’une autre batterie rechargeable dès lors qu'elle est de bonne qualité et utilisée correctement ...


Accu Li-Ion




Différences Lipo et Li-Fe (LiFePo) :
(LiPo : tension nominale = 3.7v, tension chargée = 4.2v, tension déchargée = 3-3.3v | LiFe : tension nominale = ~3,3 V, tension chargée = 3.65v, tension déchargée = ~2.3v)
Les LiFes (Lithium-Phosphate), aussi appelées Lithium-Fer-Phosphate (LFP), sont une technologie développée pour améliorer les batteries et la possibilité de les charger à fort courant. Le Cobalt de la cathode a été remplacé par du phosphate de fer qui n'est pas toxique. Les LiFePO4 et A123 possèdent une technologie au Lithium. A123 est une marque de Life avec une enveloppe rigide.

Un accu LiFe a une résistance interne plus faible qu'une LiPo.
Un élément LIFE à une tension nominale de 3,3 Volts et une tension maxi en fin de charge de 3.65Volts.
Les accus LIFE NE PEUVENT PAS être chargés avec un programme LiPo. Il est nécessaire de les charger à une tension constante de 3.6V/élément.

Les avantages de ces accus sont : leur robustesse, la possibilité de les charger à 2C, leur faculté à débiter de fort courant en décharge, leur très très faible auto décharge (souvent inférieur au Lipos), leur faible résistance interne (+ de pêche sur les RCs), peu dangereux (n'explosent, ne brulent pas, supportent les décharges profondes, voire les surcharges, au pire dégazent via soupape sécurité).

Les 2 inconvénients principaux de ces accus sont : L'encombrement et les faibles capacités disponibles.

Ces accus vieillissent bien mieux que les Lipos (plus grand nombre de cycles) par contre ils n'aiment pas le froid hivernal et leur résistance interne augmente avec les basses températures. Donc des batteries moins puissantes (v) et plus faibles (i) que les LiPos mais bien moins dangereuses.


Accus Li-Fes




Différences tensions par éléments entre Lipo et NiCD/NiMH :
LiPo : tension "nominale" = 3.7v, tension chargé = 4.2v, tension déchargé = 3-3.3v.
NiMH : tension "nominale" = 1.2v, tension chargé = 1.4v, tension déchargé = 1.0v.
NiCD : tension "nominale" = 1.2v, tension chargé = 1.4v, tension déchargé = 1.0v.
Fleche Article NiMH/NiCD




Accus/Piles Kentli
Fleche En savoir plus sur ces piles 1.5v conçues à base de LiPos 1S ici.


Accus Kentlis




Astuce : réduire le Voltage
A la façon des Kentlis, pour certaines applications vous pouvez avoir besoin de diminuer le voltage de vos LiPos (alimentation servos/récepteurs/...). Dans ce cas il existe des "voltage regulators" ou régulateurs de courant qui prennent une certaine tension en entrée et en restituent une plus faible en sortie. Ces dispositifs sont en général nommés "UBEC" (Ultimate BEC = stand-alone = SBEC => Switching Battery Eliminator Circuit). Je vous conseille de les choisir avec en plus une LVC ou une alarme basse tension.








Vidéos :
www.youtube.com/watch?v=YCWdnjLqVWw
www.youtube.com/watch?v=Fy2wZmvPpTI
www.youtube.com/watch?v=c681AHtXzco
www.youtube.com/watch?v=gKFQSgD4gBU Confus


Liens :
Article sur RCG répertoriant les différents cas d'inflammations.
Réglementation/recommandations IATA (International Air Transport Association) vis-à-vis transport batteries Lithium + ici.


(C) www.mini-modelisme.newocx.com / Wikipedia / http://home.nordnet.fr/


LiPo Ban 09/13 : HongKongPost, EMS, SingPost, et China Post, durcissement pour les transports de lipos par avion a écrit:

www.hongkongpost.hk/eng/publi...910a/index.htm
10 September 2013
Delay In Outbound Air Mail Services

To safeguard aviation security, Hongkong Post does not accept the sending of air mail items (including Speedpost) that contain dangerous articles such as perfumery products, lighters and lithium batteries. Hence, all mail items entering the Air Mail Centre are subject to x-ray screening. Recently, there is an increasing number of air mail items detected to contain suspected dangerous articles, in particular, lithium batteries, which lengthens the screening process. In this connection, air mail registration service, iMail service and Bulk Air Mail service may be subject to delay. Any inconvenience caused is much regretted.



www.myrcmart.com
013-09-24 - IMPORTANT NOTICE ON SHIPPING
New strict rules on sending pure battery applied. All pure batteries (battery only eg. Spare Battery) are temporary suspended on our website which means we do not take an order with pure battery temporary. So temporary, you cannot purchase an extra battery excepted it shipped with the RTF/ARF/RTR package.

It is still OK to ship the battery in RTF/ARF/RTR. But if the shipping weight for your order is >= 2KG (2000g) and it contains a battery, you must choose Express shipment.

You must choose Express Delivery if you are place an order with a battery (included ARF/RTF/RTR) if you are from Germany, UK, Brazil and Italy.. Any order without a battery will be still processed fast. This new rules applied on all people so it is the same no matter where you buy it from as long as it is from China or Hong Kong.



www.miracle-mart.com
"Shipping Notice for Customers" - Post on 2nd October 2013
Dear Customers,
Please note that orders are shipped by Singapore Post temporarily.
The reason of not using Hong Kong post is they have reached their full loading capacity.
And now refuse to accept new parcels until further notice.
We have no choice and have to find other way that is why we use Singapore post.
Delivery time will be 2 or 3 days longer than before, because all orders have to route from Singapore first.
We are sorry for the trouble.



www.hobbyking.com/hobbyking/store/newsPage.asp
Battery Shipping from International Warehouse
2nd October 2013

To our valued customers,

We have recently been informed by some of our shipping partners that they will no longer be able to ship orders containing lithium based batteries on behalf of HobbyKing from our International Warehouse. As a result, orders placed between 23 September 2013 and 2 October 2013 may have been affected and returned to the International Warehouse.

The shipping options that this will affect are EMS, Singpost, Registered Mail, Air Parcel and China Post.

If your order has been affected, HobbyKing will be upgrading your chosen freight option at no extra cost to you to ensure that you receive your order in a timely fashion.

As a long term solution, HobbyKing will be implementing new shipping suppliers in the following days. Alternatively, we would recommend that you place battery orders through any of our regional warehouses, all of whom have an excellent range of lithium based batteries.

Please note: This will NOT affect orders placed after 2 October 2013.

We at HobbyKing thank you for your continued support and custom and appreciate your patience and understanding in this matter




Idee Allez, maintenant vous pouvez les mettre au micro-ondes si vous ne tenez pas à la vie : www.youtube.com/watch?v=BRwyiR-FnhQ#! Rit


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Message Posté le: 21 Fév 2014, 12:20    Sujet du message: Répondre en citant

J'ai une question: quand tu parles de charge des Lipo tu utilises l'unité "C". A quoi correspond-elle? Sur un chargeur classique qui se branche sur le secteur il y est précisé le voltage et l'ampérage de sortie...Comment vérifier si c'est adapté à la Lipo qu'on souhaite charger?

Merci Clin d oeil

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Message Posté le: 22 Fév 2014, 21:52    Sujet du message: Répondre en citant

Coucou, alors c'est vrai que des "C" en LiPos il y en a un peu partout.

Le C de décharge => indique l'Intensité max que la LiPo peut fournir. Toujours surestimé par les fabricants, en réalité il est plus faible qu'indiqué ...
Le C de charge => indiqué ou non, toujours surestimé : il vaut mieux ne pas aller aux Intensités max conseillées par les fabricants car réduit cycle de vie de la LiPo = ce qu'ils veulent car LiPo HS = vente d'une nouvelle LiPo.
Les C des Cells = nombres d'éléments formant la LiPo. Ici chaque C = 3.7v.

Et enfin les C qui nous intéressent pour les charges et qui sont plus des abus de langage.
Charge respectueuse = à une Intensité de 1C = 1x Ampérage de la LiPo = durée de 1 heure.


Je te mets une image de 2-3 trucs sortis à l'instant pour te montrer ça :


Donc en gros pour la LiPo de gauche = 150mAh, 1C de charge = 150mA.
Pour les 3 chargeurs sortis en exemple (le premier est un 2/3S et donc ne marcherait pas), j'aurai le choix entre 650mA = env 4.5C pour cette LiPo; 300mA = 2C; et mon variable de 100mA à 700mA = moins d'1C à plus de 4.5C. Dans mon cas je choisis donc de charger avec mon variable à 100mA et si je suis pressé je vais soit sur 200mA soit sur 300mA.

Attention aussi : le courant de sortie d'un adaptateur secteur est rarement celui en sortie du chargeur branché dessus. Dans mon chargeur à gauche tu vois que le courant de sortie de l'adaptateur est du 12v à 1.5A (1500mA) et en sortie de chargeur j'ai du 7.4v ou 11.1V à 0.65A = 650mA.


Donc pour en revenir à ta question, il te faut :
- En volts, le voltage de ta LiPo = 3.7v x Cells (ou S); 1S = 3.7v, 2S = 7.4v, ...
- En Intensité, idéalement 1x son ampérage. Moins de 1x = ok sera juste long; Charge rapide je conseille max 2x.

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