Hoe kan ik een 18650-batterij opladen met een telefoonoplader?

Veel mensen vragen zich af of een telefoonoplader kan worden gebruikt om een ​​18650-batterij op te laden.

Het antwoord hangt af van wat wordt bedoeld met 'een telefoonoplader gebruiken'. Een telefoonoplader kan vaak stroom leveren aan een geschikt USB-oplaadcircuit. De lader zelf is echter niet automatisch een veilige lader voor een kale 18650-cel.

Een telefoonoplader fungeert normaal gesproken als een externe voedingsadapter. Het kan een USB-uitgang bieden zoals 5 V, of een hogere output bereiken via een snellaadprotocol. De 18650-batterij heeft nog steeds een laadcircuit nodig dat de spanning, stroom en laadbeëindiging aan de batterijzijde regelt.

Het juiste systeem is meestal:

Telefoonoplader → USB-kabel → Li-ion-oplaadcircuit → 18650-batterij

De verkeerde aanpak is:

telefoonoplader → USB-kabel → kale 18650-cel

De tweede opstelling biedt niet de controle die nodig is voor een lithium-ionbatterij en mag niet worden gebruikt.

ZERNE's gids voor safe 18650 batterij opladen legt de algemene oplaadvereisten uit. Dit artikel richt zich specifiek op de compatibiliteit van telefoonopladers, selectie van USB-ingangen en het ontwerp van OEM-oplaadsystemen.

Snel antwoord: kunt u een 18650-batterij opladen met een telefoonoplader?

Ja, een telefoonoplader kan worden gebruikt als ingangsstroombron voor een geschikt 18650-oplaadsysteem.

Het mag niet rechtstreeks op een kale 18650-cel worden aangesloten.

Controleer het volgende voordat u een telefoonoplader gebruikt:

• de batterijchemie;

• of de batterij een enkele cel, 1S-pakket of meercellig pakket is;

• de vereiste volledige laadspanning;

• de toegestane laadstroom;

• de USB-ingangsspanning die wordt ondersteund door het laadcircuit;

• de compatibiliteit van het gebouwbeheersysteem of het beveiligingscircuit;

• de staat van de batterij;

• of het product een aangewezen oplaadpoort heeft.

Een telefoonoplader is alleen geschikt als:

1. De batterij heeft een compatibel laadcircuit.

2. Het laadcircuit is ontworpen voor de batterijconfiguratie.

3. De USB-kabel en connector kunnen voor de benodigde input zorgen.

4. De uitgang van de lader ligt binnen het ingangsbereik van het laadsysteem.

5. Het complete systeem is gevalideerd op temperatuur- en beveiligingsgedrag.

Sluit een 18650-cel niet rechtstreeks aan op:

• een telefoonoplader;

• een USB-kabel;

• een USB-C-adapter;

• een snellaadadapter;

• een USB-computerpoort;

• een geïmproviseerde draadverbinding.

1. Een telefoonoplader is een stroombron, niet automatisch een batterijoplader

Een telefoonoplader is ontworpen om stroom te leveren aan een elektronisch apparaat. Het kent niet noodzakelijkerwijs de batterij's:

• scheikunde;

• staat van lading;

• laadspanning;

• laadstroom;

• temperatuur;

• beschermingsstatus;

• voorwaarde voor het beëindigen van het opladen.

Een lithium-ion-oplaadcircuit is verantwoordelijk voor het omzetten van de output van de telefoonoplader in een gecontroleerd oplaadproces van de batterij.

Afhankelijk van het ontwerp kan het laadcircuit het volgende regelen:

• ingangsspanningsregeling;

• ingangsstroombeperking;

• opladen met constante stroom;

• opladen met constante spanning;

• beëindiging van de kosten;

• temperatuurbewaking;

• foutdetectie;

• Coördinatie van batterijbescherming.

Dit betekent dat een telefoonoplader een laadbord van stroom kan voorzien, maar dat laadbord niet vervangt.

Het onderscheid is belangrijk omdat telefoonopladers zeer verschillende beoordelingen kunnen hebben. Een oplader met het label 5 V/2 A, 9 V/2 A of 20 W betekent niet dat de aangesloten 18650-cel deze waarden rechtstreeks moet ontvangen.

2. Controleer of de batterij een enkele cel of een batterijpakket is

Het fysieke label '18650' biedt niet voldoende informatie om een ​​oplader te selecteren.

Een 18650-batterij kan zijn:

• één losse cilindrische cel;

• één beschermde cel;

• een 1S-batterijpakket;

• meerdere cellen parallel verbonden;

• een pakket uit de 2S-, 3S- of hogere serie;

• een afgewerkt batterijpakket met een geïntegreerd BMS;

• een batterij die is geïnstalleerd in een apparaat met een ingebouwd oplaadcircuit.

Een eencellig lithium-ion-laadcircuit is bedoeld voor een enkele cel of een compatibele 1S-configuratie. Het mag niet rechtstreeks worden gebruikt met een serieverpakking met meerdere cellen.

Voor een 2S-, 3S- of groter pakket moet het laadsysteem overeenkomen met:

• het aantal series;

• de totale vollaadspanning;

• het GBS;

• de balanceringsvereisten;

• de laadstroom;

• de oplaadconnector;

• de fase van de conversie van ingangsvermogen.

Er kan een telefoonoplader worden gebruikt als stroomopwaartse stroombron voor een meercellige oplader, maar het volledige systeem moet zijn ontworpen voor het accupakket. De telefoonoplader zelf bepaalt niet de juiste laadspanning van het pakket.

3. Bevestig de batterijchemie

Het formaat uit 18650 beschrijft de fysieke afmetingen van een cilindrische cel. Het garandeert niet dat elke 18650-cel dezelfde chemie gebruikt.

Veel 18650-cellen gebruiken conventionele lithium-ionchemie. Andere cellen kunnen lithiumijzerfosfaat of een andere chemie gebruiken met andere oplaadvereisten.

Voordat u een op een telefoonoplader gebaseerd systeem selecteert, bevestigt u:

• scheikunde;

• nominale spanning;

• maximale laadspanning;

• aanbevolen laadstroom;

• maximale laadstroom;

• laadtemperatuurbereik;

• beschermingseisen.

Een conventionele Li-ion 18650-cel en een LiFePO4 18650-cel mogen niet automatisch hetzelfde laadprofiel delen.

De oplader moet worden geselecteerd op basis van het goedgekeurde gegevensblad van de cel en niet op basis van het batterijformaat of het uiterlijk van de oplader.

4. Begrijp de uitgangswaarde van de telefoonoplader

Het uitgangslabel op een telefoonoplader beschrijft meestal het maximale vermogen of de maximale stroom die de adapter kan leveren onder een bepaalde spanningsconditie.

Algemene informatie kan zijn:

• uitgangsspanning;

• maximale uitgangsstroom;

• meerdere spanningsprofielen;

• USB-A- of USB-C-uitgang;

• snellaadprotocol;

• nominaal vermogen;

• ingangsfrequentie-informatie.

Deze specificaties zijn nuttig, maar definiëren niet direct de laadstroom van de batterij.

Een telefoonoplader kan bijvoorbeeld meer stroom leveren dan de 18650-cel zou moeten ontvangen. Het laadcircuit moet de stroom aan de batterijzijde beperken volgens de cel- en pakketspecificaties.

De lader moet daarom in twee fasen worden geëvalueerd:

Een telefoonoplader met een hogere beoordeling zorgt niet automatisch voor sneller of veiliger opladen van de batterij. Het laadcircuit regelt het daadwerkelijke laadproces aan de accuzijde.

5. Controleer de compatibiliteit van USB-A, USB-C en snelladen

Telefoonopladers kunnen USB-A- of USB-C-uitgangen gebruiken.

Een USB-A-oplader kan een geregelde basisuitgang bieden, terwijl een USB-C-oplader stroomonderhandeling kan ondersteunen. Sommige opladers ondersteunen ook snellaadsystemen zoals USB Power Delivery of andere eigen protocollen.

Het volgende onderscheid moet worden gehandhaafd:

USB-C is een connectorformaat. Snel opladen is een functie voor onderhandeling over het ingangsvermogen. Geen van beide vervangt een lithium-ionbatterijlader.

Voor een USB-C-gebaseerd 18650-oplaadontwerp heeft het systeem mogelijk het volgende nodig:

• USB-C-ingangsbescherming;

• machtsrolconfiguratie;

• zinkdetectie;

• Onderhandeling over USB Power Delivery waar nodig;

• ingang overspanningsbeveiliging;

• een compatibel oplaad-IC;

• een DC-DC-conversiefase;

• BMS- of PCM-coördinatie.

Een telefoonoplader kan na onderhandeling 9 V of een hogere spanning bieden. Die uitvoer moet worden geleverd aan een geschikte invoertrap. Deze mag niet rechtstreeks op de 18650-cel worden aangesloten.

Als een product is ontworpen voor een standaard 5 V USB-ingang, verbetert het gebruik van een snellaadadapter niet noodzakelijkerwijs het resultaat. Het laadcircuit bepaalt nog steeds hoeveel stroom de accu bereikt.

6. Zorg ervoor dat de laadspanning overeenkomt met de cel en het pakket

De uitgangsspanning van de telefoonoplader en de laadspanning van de batterij zijn verschillende specificaties.

De telefoonoplader kan de ingangszijde van het systeem voeden. Het laadcircuit regelt vervolgens de spanning aan de accuzijde volgens:

• celchemie;

• serietelling;

• maximale laadspanning per cel;

• pakketconfiguratie;

• GBS-vereisten.

Voor een conventionele eencellige Li-ionbatterij is het laadcircuit gewoonlijk ontworpen rond de gespecificeerde volledige oplaadspanning van de cel. De exacte waarde moet afkomstig zijn uit het goedgekeurde celgegevensblad.

Bij een seriepakket is de laadspanning gerelateerd aan het aantal in serie geschakelde cellen. Voor een pakket met meerdere cellen kan ook balancering en monitoring van individuele celgroepen nodig zijn.

Een handige keuzetabel is:

De telefoonoplader levert alleen ingangsenergie. Het bepaalt niet welke rij van toepassing is.

7. Match laadstroom en oplaadtijd

Laadstroom heeft invloed op:

• oplaadtijd;

• celtemperatuur;

• veroudering van de batterij;

• connectortemperatuur;

• verliezen in het laadcircuit;

• Vraag naar USB-ingang.

Een telefoonoplader met een hoge stroomsterkte betekent niet dat de 18650-cel die stroom veilig kan accepteren.

De werkelijke laadstroom moet worden beperkt door de laagst toepasbare waarde onder:

• cellaadstroomspecificatie;

• mogelijkheid tot parallelle groepen;

• BMS-laadstroomwaarde;

• opladen-IC-instelling;

• connector- en draadwaarde;

• thermisch ontwerp;

• Ingangsmogelijkheid voor telefoonoplader.

Een basisplanningsformule is:

Geschatte oplaadtijd ≈ Batterijcapaciteit (Ah) ÷ Laadstroom aan batterijzijde (A) + Tapertijd met constante spanning

De schatting is niet exact omdat de stroom doorgaans afneemt tegen het einde van het opladen. Ook accutemperatuur, celleeftijd, startlaadtoestand en BMS-gedrag kunnen het resultaat beïnvloeden.

De uitgangsstroom van de telefoonoplader mag niet worden gebruikt als vervanging voor de laadstroomspecificatie aan de batterijzijde.

8. Controleer het batterijbeschermingssysteem

Een beschermde 18650-cel kan een klein beveiligingscircuit bevatten. Een batterijpakket kan een PCM of BMS gebruiken.

Deze systemen kunnen het volgende bieden:

• bescherming tegen overbelasting;

• bescherming tegen overmatige ontlading;

• overstroombeveiliging;

• kortsluitbeveiliging;

• temperatuurbewaking;

• celbalancering;

• communicatie functies.

Bescherming is echter niet hetzelfde als laadcontrole.

Een BMS kan tijdens een abnormale toestand een accu loskoppelen, maar verandert een telefoonoplader niet noodzakelijkerwijs in een complete Li-ion-oplader. De lader en het GBS moeten ontworpen zijn om samen te werken.

Zie voor meer informatie over het verschil tussen beschermde en onbeschermde cellen beschermde versus onbeschermde 18650-batterijselectie.

Voor een OEM-accu bevestigt u:

• GBS-model;

• laadstroomlimiet;

• laadspanningslimiet;

• temperatuursensorconfiguratie;

• balanceringsfunctie;

• pin-out van connector;

• communicatievereisten;

• laad- en ontlaadpad.

Omzeil een beveiligingscircuit niet omdat een telefoonoplader niet begint met opladen. Een beschermingsreactie kan duiden op een onbalans in de cel, een probleem met de bedrading, een abnormale temperatuur of een beschadigde batterij.

9. Gebruik de juiste oplaadpoort

Sommige 18650-batterijpakketten zijn ontworpen met een speciale oplaadpoort. Anderen gebruiken een oplaadpoort op apparaatniveau die is aangesloten op een intern oplaadcircuit.

Een telefoonoplader mag alleen op de aangewezen ingangspoort worden aangesloten wanneer:

• de poort is ontworpen om op te laden;

• de ingangsspanning wordt ondersteund;

• het laadcircuit is geïnstalleerd;

• de polariteit van de connector is correct;

• het accupakket verkeert in een normale staat;

• de instructies van de fabrikant staan ​​de aansluiting toe.

Ga er niet van uit dat elke USB-poort op een apparaat de batterij kan opladen. Een USB-poort is mogelijk alleen bedoeld voor:

• gegevens;

• apparaatvermogen;

• externe uitvoer;

• toegang tot diensten;

• een ander spanningssysteem.

Voor een OEM-apparaat moet de oplaadpoort duidelijk worden gedefinieerd in het elektrische schema en worden geverifieerd tijdens het testen van het systeem.

10. Overweeg opladen terwijl het apparaat in werking is

Bij sommige producten kan de batterij worden opgeladen terwijl het apparaat in werking is. Dit creëert extra stroom- en thermische eisen.

De telefoonoplader moet mogelijk het volgende leveren:

laadvermogen + bedrijfsvermogen van het apparaat + conversieverliezen

Als de adapter niet aan de gecombineerde vraag kan voldoen, kan het systeem:

• verminder de laadstroom;

• ga naar een vermogensbeperkte modus;

• ontlaad de batterij terwijl deze is aangesloten;

• start het apparaat opnieuw op;

• trigger-ingangsbescherming;

• verhoog de temperatuur van de connector of omvormer.

De normale belasting en piekbelasting van het apparaat moeten worden geëvalueerd in plaats van alleen de nominale capaciteit van de batterij te gebruiken.

Dit is vooral belangrijk voor:

• Handterminals;

• GPS-trackers;

• slimme apparaten voor thuisgebruik;

• draagbare instrumenten;

• medische elektronica;

• communicatieapparatuur;

• industriële monitoringproducten.

De batterij moet samen met het energieprofiel van het apparaat worden geselecteerd. De Het 18650-batterijselectieproces voor OEM-apparaten biedt een breder raamwerk voor het afstemmen van spanning, stroom, capaciteit en verpakking.

11. Valideer het volledige laadsysteem

Voordat u een 18650-ontwerp op basis van een telefoonoplader goedkeurt, moet u het volledige systeem testen en niet alleen de telefoonadapter.

Elektrische controles

Verifiëren:

• ingangsspanning;

• ingangsstroomlimiet;

• laadspanning;

• laadstroom aan de batterijzijde;

• beëindiging van de kosten;

• spanningsval;

• USB-herverbindingsgedrag;

• laadstatus;

• apparaatbelasting tijdens het opladen.

Thermische controles

Meeteenheid:

• batterij temperatuur;

• opladen-IC-temperatuur;

• GBS-temperatuur;

• connectortemperatuur;

• kabelterminaltemperatuur;

• temperatuur behuizing.

Beschermingscontroles

Evalueer de functies die van toepassing zijn op het ontwerp:

• bescherming tegen overbelasting;

• bescherming tegen overmatige ontlading;

• overstroombeveiliging;

• kortsluitbeveiliging;

• bescherming tegen oververhitting;

• bescherming tegen te lage temperatuur;

• reactie op celonbalans;

• communicatie gedrag.

Deze tests moeten worden uitgevoerd met de juiste laboratoriumapparatuur en veiligheidsprocedures. Een batterij niet handmatig kortsluiten, doorboren, openen of geforceerd opladen.

Mechanische controles

Inspecteren:

• USB-poortbehoud;

• kabelbochtgebied;

• connectorspeling;

• beweging van de batterij;

• druk behuizing;

• isolatie;

• GBS-bevestiging;

• kabelgeleiding;

• toegang tot diensten.

Voor een OEM-product moeten de tests de uiteindelijke telefoonoplader, de USB-kabel, het oplaadcircuit, het batterijpakket, de behuizing en de apparaatbelasting omvatten.

12. Wanneer is een telefoonoplader geschikt voor een OEM-product?

Een telefoonoplader kan geschikt zijn als invoerbron wanneer:

• het laadcircuit accepteert zijn uitvoer;

• de batterijchemie is bevestigd;

• de batterijconfiguratie is gedocumenteerd;

• de laadstroom wordt geregeld;

• het GBS en de lader zijn compatibel;

• de USB-interface is stabiel;

• het thermische ontwerp is gevalideerd;

• het eindproduct heeft de tests op apparaatniveau doorstaan.

Een ontwerp op maat kan geschikter zijn als het product het volgende vereist:

• een speciale USB-C-interface;

• snelladende onderhandelingen;

• opladen tijdens gebruik;

• een 18650-pakket met meerdere cellen;

• een maatwerk GBS;

• een vaste kabel of connector;

• communicatie met het hostapparaat;

• een compacte behuizing;

• gecontroleerde productiedocumentatie.

ZERNE's 18650 batterijoplossingen kunnen worden geëvalueerd op basis van de vereiste celconfiguratie, capaciteit, stroom en mechanische structuur.

13. Veel voorkomende fouten

De telefoonoplader rechtstreeks op de cel aansluiten

De telefoonoplader biedt niet het volledige batterijoplaadprofiel voor een kale 18650-cel.

Een oplader alleen selecteren op wattage

Een adaptervermogen van 20 W of 30 W bepaalt niet de juiste 18650-laadstroom.

Ervan uitgaande dat elke USB-C-oplader compatibel is

USB-C-laders kunnen verschillende spanningsprofielen en onderhandelingsgedrag gebruiken. Het ingangscircuit moet zijn ontworpen voor de geselecteerde lader.

Een 1S-laadbord gebruiken voor een seriepakket

Een eencellige oplader is niet geschikt voor een 2S-, 3S- of hoger seriepakket.

Ervan uitgaande dat bescherming elke verbinding veilig maakt

Een beveiligingsbord kan niet elke mismatch in de lader, bedrading of celchemie corrigeren.

Het negeren van de apparaatbelasting

Wanneer het product tijdens het opladen werkt, moet de telefoonlader zowel het apparaat als het batterijlaadsysteem van stroom voorzien.

Gebruik van een onbekende of beschadigde batterij

Een batterij met een beschadigde verpakking, zwelling, lekkage, abnormale geur, ernstige vervorming of onverklaarbare verhitting mag niet worden opgeladen.

Veelgestelde vragen

Kan ik een 18650-batterij rechtstreeks opladen met een telefoonoplader?

Nee. Een telefoonoplader mag niet rechtstreeks op een kale 18650-cel worden aangesloten. Het kan worden gebruikt om een ​​compatibel Li-ion-laadcircuit van stroom te voorzien.

Kan een 5 V-telefoonoplader een 3,7 V 18650-batterij opladen?

Een telefoonoplader van 5 V kan de ingangszijde van een geschikt 1S-laadcircuit voeden. Deze mag niet rechtstreeks op de accu worden aangesloten.

Kan ik een snelle telefoonoplader gebruiken met een 18650-batterij?

Een snelle telefoonoplader kan alleen worden gebruikt als het laadcircuit zijn invoergedrag ondersteunt. De snellaadmogelijkheid vervangt niet de vereiste lithium-ion-oplaadcontrole.

Kan USB-C een 2S of 3S 18650 batterijpakket opladen?

USB-C kan ingangsstroom leveren aan een geschikt meercellig laadsysteem. De lader en het BMS moeten nog steeds overeenkomen met de serieconfiguratie van het pakket.

Heeft een 18650-batterij met een beveiligingskaart een laadcircuit nodig?

Ja. Een beveiligingsbord biedt niet noodzakelijkerwijs de volledige functies voor constante stroom, constante spanning en beëindiging die nodig zijn voor het opladen.

Kan ik elke USB-kabel gebruiken met een telefoonoplader en 18650-oplaadmodule?

De kabel moet de vereiste stroomsterkte, connectortype en laadinterface ondersteunen. Het complete kabel-, oplader-, module- en accusysteem moeten samen worden gecontroleerd.

Kan een telefoonoplader een 18650-batterijpakket in een apparaat van stroom voorzien?

Ja, als het apparaat een compatibel oplaadcircuit en een aangewezen oplaadingang heeft. Het accupakket, de lader, het GBS en de apparaatbelasting moeten als één systeem worden gevalideerd.

Conclusie

Een telefoonoplader kan worden gebruikt om ingangsstroom te leveren voor een 18650-laadsysteem, maar het is niet automatisch een 18650-batterijlader.

De veilige architectuur vereist een compatibel lithium-ion-oplaadcircuit tussen de telefoonoplader en de batterij. Het circuit moet overeenkomen met de celchemie, serieconfiguratie, laadspanning, laadstroom en beveiligingssysteem.

USB-C- en snellaadfuncties kunnen de invoerflexibiliteit verbeteren, maar vervangen de oplaadcontrole aan de batterijzijde niet. Voor OEM-toepassingen moeten de uiteindelijke telefoonoplader, kabel, laadcircuit, BMS, batterijpakket en apparaat samen worden getest voordat de productie wordt goedgekeurd.

Als uw product een geïntegreerde 18650-batterij, oplaadinterface, beveiligingssysteem of aangepaste pakketstructuur vereist, neem dan contact op met ZERNE voor de ontwikkeling van lithiumbatterijen op maat.