LiPo vs. NiMH für Kinderspielzeug

Ich habe hier und bei Google nach möglichen Batterietechnologien für ein Spielzeug gesucht, das ich für meine Kinder herstellen möchte. Ich habe gehofft , andere Perspektiven zu diesem Thema zu bekommen, wenn man bedenkt, dass dies ist für ein Kind.

Ich versuche das von allen Seiten zu betrachten, aber Sicherheit ist das Wichtigste. Folgendes habe ich mir ausgedacht:

• Flüchtigkeit: Kann die Zelle bei Misshandlung explodieren, dh zu lange aufgeladen, Spielzeug herumgeworfen usw.
• Lebensdauer: Muss mein Sohn ein Auge auf das Spielzeug haben, um sicherzustellen, dass es immer aufgeladen ist?
• Größe: Kann ich sogar die Zelle in das Spielzeug passen?
• kosten: billiger ist natürlich besser

Habe ich etwas Offensichtliches verpasst?

Was diese vier Punkte angeht, so habe ich aus meiner bisherigen Forschung Folgendes herausgefunden:

• Volatilität: LiPo hört sich so an, als müsste man vorsichtiger sein. Es gibt Akkupacks mit integrierten Überspannungs- und Unterspannungsschutzschaltungen, aber ich würde gerne sehen, ob ich eine Off-Board-Schaltung finde, die für weniger Geld gebaut werden kann, da dies NRE ist und möglicherweise Zellen ausgetauscht werden müssen. Batterie-Management-ICs wie der MCP73831 und eine Tankanzeige wie der MAX17043 sollten Abhilfe schaffen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich noch etwas tun kann. NiMH bietet ähnliche ICs wie den DS2715 zum Laden und die Kraftstoffanzeige BQ2014NS-D120. Jede Technologie würde wahrscheinlich von einem Temperatursensor / einer Abschaltung in irgendeiner Form profitieren. LiPo scheint keinen Schock zu mögen, daher ist es möglicherweise nicht gut, wenn das Spielzeug auf den Bürgersteig geworfen wird.
• Lebensdauer: LiPo darf sich nicht unter eine Schwellenspannung entladen. Weder sollte NiMH. Es muss geprüft werden, ob die Kraftstoffanzeige den Stromkreis des Spielzeugs unterbricht, wenn der Schwellenwert unterschritten wird.
• Größe: LiPo hat hier den großen Vorteil. Bei 3,7 V pro Zelle benötige ich nur einen 1S-LiPo und sie sind in allen möglichen (kleinen) Größen erhältlich. Für NiMH werden wahrscheinlich 3 1/3-AAA-Zellen benötigt, die ich noch einsetzen sollte.
• Kosten: LiPo-Akkus ohne Schutzbeschaltung sind supergünstig, zum Beispiel 2 US-Dollar in Einzelmengen. Diejenigen, die ich mit Schutzschaltungen gefunden habe, sind größer und haben den vierfachen Preis. Die NiMH 1/3-AAA-Zellen, die ich gefunden habe, waren ungefähr gleich teuer. Keine Erwähnung von Schutzschaltungen, daher weiß ich nicht, ob dies wichtig ist, wenn ich den Batteriemanagement-IC habe (dasselbe gilt für LiPo)

Ich würde gerne hören, was andere zu diesen Punkten zu sagen haben. Habe ich irgendetwas wirklich Kritisches übersehen und, was genauso wichtig ist, schlechte Informationen über diese beiden Batterietypen veröffentlicht?

BEARBEITEN - Ich habe LiFePO4 hinzugefügt, wie von Russell und AndreKr vorgeschlagen. Ich vertraue nicht unbedingt darauf, dass ich eine richtige Schaltung entwerfe, die kugelsicher ist, daher schaue ich auf den MCP73123, da seine aktuellen Einschränkungen im Bereich der einzelnen Zelle liegen, die ich aufladen möchte. Ich habe die Tenergy-Zellen zuvor gesehen, war mir aber nicht sicher und bestellte einige davon in einem Geschäft in den USA: http://www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400-mAh-0,4A-Rate-1,28Wh.aspx . Ich mag es wirklich, wie sie mit angehängten Tabs bestellt werden können, was ich auch getan habe.

Im Moment habe ich also eine LiPo-geschützte Zelle und ein MCP73831-basiertes Ladegerät von Sparkfun, damit ich damit spielen kann, sowie die Powerizer LiFePO4-Zelle und ein Beispiel des MCP73123, bei dem ich versuchen werde, die Ladefähigkeit zu testen .

Ich werde mich umschauen, aber wenn jemand gute App-Hinweise kennt, um ein PIC-basiertes LiFePO4-Ladegerät herzustellen, das Schaltkreise mit Konstantstromquellen erklärt, bin ich ganz Ohr! Danke für deinen Beitrag.

LiPo ist VIEL einfacher zu verwalten als NimH.
Die Energiedichten für NimH mit höchster Kapazität entsprechen in etwa denen von LiPo.

NimH ist eine relativ schwierig zu handhabende Batteriechemie. Das Laden mit niedrigen Raten wird normalerweise nicht empfohlen, und eine negative Spannungsablenkung unter Ladung oder ein Temperaturanstieg sind die üblichen Methoden zur Erkennung des Ladungsendes. Im Gegensatz dazu wird LiPo mit konstantem Strom aufgeladen, bis eine festgelegte Spannung erreicht ist, und dann mit konstanter Spannung, bis der Strom auf einen voreingestellten Wert abfällt. LiPo akzeptiert auf Wunsch eine niedrigere als die maximale Laderate und kann aus jedem Ladezustand mit der Nummer 3 wieder aufgeladen werden spezielle Bedingungen. (Der Umgang mit Zellen mit sehr niedriger Spannung ist etwas komplexer, aber alle vernünftigen Ladegerät-ICs handhaben dies - und das sollte niemals passieren.)

Der EINZIGE Grund, warum ich daran denke, NimH in Ihrem Kontext zu verwenden, ist die Sicherheit - und wenn es mein Sohn wäre, könnte ich LiPo so sicher machen, dass er es verwenden kann. LiPo kann sehr enthusiastisch mit Flammen "einschmelzen", ABER es ist in der Praxis äußerst selten, und wenn Sie ganz normale Vorsichtsmaßnahmen treffen, sollte dies ein sicheres Ergebnis ermöglichen. Ich hätte keine persönlichen Bedenken hinsichtlich der LiPo-Sicherheit in einem kompetent konstruierten System.

JEDOCH NIE ungeschützte LiPo - Zellen verwenden , wenn Sie um die Sicherheit kümmern. Der batterieinterne Schutz-IC hat NICHT die gleichen Funktionen wie die Ladegerät-ICs. Die im Akku befindlichen sollen nur verhindern, dass Leute dumm gefährliche Dinge mit dem Akku anstellen. Das heißt, WENN Ihr Ladegerät ordnungsgemäß implementiert ist und keine Möglichkeit eines Kurzschlusses oder eines hohen Potentials besteht, wird der größte Teil der Schutzschaltung nicht benötigt. Ich sage "am meisten", da, wenn z. B. ein katastrophaler Geräteausfall vorliegt und z. B. ein Kurzschluss auftritt, die In-Cell-Schaltung in der Regel den Stromkreis der Zelle unterbricht und einen Brand verhindert.

Die Verwendung der richtigen Ladegerät-ICs sollte die Implementierung eines sehr sicheren und zuverlässigen Ladegeräts ermöglichen.

Sie benötigen keine eigentliche Gasmessung - nur eine Niederspannungsabschaltung. Wenn Sie den Betrieb bei beispielsweise 3 V / Zelle stoppen können, sollte dies ausreichen.

Geschützte Zellen sollten nicht viel mehr kosten. Wenn sie es tun, können sie anzeigen, dass die billigen schlecht sind. Sie können völlig minderwertige LiIon-Batterien kaufen und hoffen, beim Kauf von minderwertigem Material einen Preisvorteil zu erzielen :-) - wenn Sie dumm genug wären, diese zu kaufen. Es gibt genug seriöse Markenzellen, deren Kauf wahrscheinlich nicht viel mehr kostet. Sicherzustellen, dass die Zellen echt sind, ist eine andere Sache. Als Arbeitsposition schlage ich vor, dass Sie zunächst davon ausgehen, dass alles, was Sie bei einem chinesischen Billiganbieter gekauft haben, falsch oder nicht den Spezifikationen entspricht, und dann versuchen Sie, das Gegenteil zu beweisen. (NB: Rassismus? - definitiv nicht !. Es basiert auf Erfahrung - viele Besuche in China und Zeit in Fabriken usw. China ist sehr sehr groß und hat eine große Auswahl an Verkäufern in einem sehr wettbewerbsintensiven Markt. In einem Gelegenheitsverkauf ist sicher Teil der Verkäufer im besten Fall "zwielichtig" zu sein.)

Hinzugefügt:

Ich würde zurückkommen und LiFePO4 erwähnen - AndreKr hat mich geschlagen.

LiFePO4 (Lithium Ferro Phosphate) ist im Vergleich zu LiPo sicherer, langlebiger und hat eine geringere Energiedichte. Sie können aber RCR123A LiFePO4-Akkus mit 450 mAh x 3,2V Kapazität verwenden. (Einige behaupten, bis zu etwa 700 mAh, sind aber verdächtig.) Tenergy LiFePO4 RC123A sind weit verbreitet bei eBay beworben und sollten gut sein. Tenergy sind AFAIK ein "Rebadger", ABER scheinen gute Produkte zu verkaufen. LiFePO4 MUSS ordnungsgemäß aufgeladen werden, ist jedoch so einfach wie LiPo zu verwalten. Es kann ein sehr einfaches Ladegerät gebaut werden - ein Konstantstromregler gefolgt von einem 3,6-V-Konstantspannungsregler. Lädt bei konstantem Strom, bis Vlimit erreicht ist, dann bei konstantem V. Die Einstellung auf 3,5 V ist besser.

Hier ist ein zufällig gefundener Verkäufer von Tenergy LiFePO4 RCR123A Batterien . Sie verkaufen auch Ladegeräte. HINWEIS:
Verwenden Sie KEIN Lithium-Ionen-RC123 (3,6 V Nennspannung).
Verwenden Sie keine 3,0-V-Lithium-Primär-RC123.

Die Begriffe RC123, RC123A, RCR123, RCR123A usw. werden von den Verkäufern in gewisser Weise synonym verwendet. Sei dir nur sicher, was du bekommst.

Ich habe in den letzten Monaten unterwegs 14500 LiFePO4 ("LFP") der Größe AA mit großer Wirkung verwendet und sie als nahezu kugelsicher für Geräte wie Instrumente, Rasierer, Taschenlampen, Canon-Digitalkameras und Notladegeräte für Mobiltelefone befunden. Ihre einzige Sorge ist, einen klaren Kopf zu behalten, wenn Platz für "Dummy" -Zellen verwendet wird. Andernfalls könnten mehrere LFP unschuldig installiert werden und somit das Gerät überversorgen! Sie könnten in einem hyperaktiven Batterierasierer darauf aufmerksam gemacht werden, aber -YIKES- stellen Sie sich 2 x 3,2 V LFP-AAs vor, die in einer Kamera, die 2 x 1,5 V Alkalizellen erwartete, Unfug treiben ...

Obwohl AA-Geräte wie Digitalkameras bei niedrigeren Spannungen ohnehin nicht mehr funktionieren, entspricht die Helligkeit einer geschalteten, parallel geschalteten weißen LED dem LFP-Spannungspegel. Verwenden Sie das Gerät nicht mehr und laden Sie den LFP auf, wenn die LED gedimmt ist (~ 2,7 V). Ein ~ 7 US-Dollar teures USB-Smart-Ladegerät war ideal - es lohnt sich kaum, es zu solchen Schnäppchenpreisen selbst herzustellen. Check my Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/