LiPo vs. NiMH para brinquedos infantis

Eu estive pesquisando aqui e no google sobre tecnologias de bateria em potencial para um brinquedo que eu quero fazer para meus filhos. Eu esperava ter as perspectivas dos outros sobre isso, tendo em mente que isso é para uma criança.

Estou tentando ver isso de todos os ângulos, mas a segurança é a mais importante. Aqui estão as coisas que eu inventei:

• volatilidade: a célula pode explodir se maltratada, ou seja, carregada demais, brinquedo jogado ao redor, etc.
• expectativa de vida: meu filho precisa ficar de olho no brinquedo para garantir que ele esteja sempre carregado?
• tamanho: posso até encaixar a célula no brinquedo?
• custo: mais barato é obviamente melhor

Perdi alguma coisa óbvia?

No que diz respeito a esses quatro pontos, eis o que eu descobri na minha pesquisa até agora:

• volatilidade: o LiPo com certeza parece que você precisa ter mais cuidado. Existem baterias que possuem circuitos de proteção de sobretensão e subtensão integrados, mas gostaria de ver se consigo encontrar um circuito externo que possa ser construído com menos dinheiro, já que é NRE e as células precisam ser alteradas. Os CIs de gerenciamento de bateria como o MCP73831 devem ajudar, além de um medidor de combustível como o MAX17043. Não tenho certeza se há mais alguma coisa que eu possa fazer. O NiMH possui CIs semelhantes disponíveis, como o DS2715 para carregamento e o medidor de combustível BQ2014NS-D120. Qualquer uma das tecnologias provavelmente se beneficiaria de um sensor / corte de temperatura de algum tipo. O LiPo parece que não gosta de choque, portanto, jogar o brinquedo na calçada pode não ser uma coisa boa.
• vida útil: o LiPo não deve descarregar abaixo de uma tensão limite. Nem NiMH. Precisa verificar se o medidor de combustível pode interromper o circuito do brinquedo se estiver abaixo do limite.
• tamanho: LiPo tem a enorme vantagem aqui. Com 3.7V por célula, eu preciso apenas de um LiPo 1S e eles vêm em todos os tipos de tamanhos (pequenos). O NiMH provavelmente exigirá 3 células 1/3-AAA, das quais eu ainda deveria caber.
• custo: baterias LiPo sem circuito de proteção são super baratas, como US $ 2 em quantidades únicas. Os que encontrei nos circuitos de proteção são maiores e 4x o preço. As células NiMH 1/3-AAA que encontrei tinham o mesmo preço. Sem menção de circuitos de proteção, então não sei se isso é importante se eu tiver o IC de gerenciamento de bateria (o mesmo vale para LiPo)

Eu adoraria ouvir o que os outros têm a dizer sobre esses pontos. Perdi alguma coisa realmente crítica e, igualmente importante, publiquei informações ruins sobre esses dois tipos de bateria?

EDIT - Adicionei o LiFePO4 como sugerido por Russell e AndreKr. Eu não confio necessariamente em mim mesmo para projetar um circuito adequado que seja à prova de balas, por isso estou olhando para o MCP73123, pois suas limitações atuais estão dentro do alcance da célula única que quero carregar. Vi as células Tenergy anteriormente, mas não tinha certeza delas e acabei comprando algumas delas em uma loja nos EUA: http://www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400 mAh-0,4A-Rate-1,28Wh.aspx . Eu realmente gosto de como eles podem ser pedidos com as guias anexadas, e foi o que eu fiz.

Então, agora eu tenho uma célula protegida por LiPo e um carregador baseado em MCP73831, provenientes do Sparkfun, para que eu possa brincar com ele, assim como a célula Powerizer LiFePO4 e uma amostra do MCP73123, que de alguma forma tentarei testar a capacidade de carregamento .

Vou dar uma olhada, mas se alguém souber de boas notas de aplicativos para fazer um carregador LiFePO4 baseado em PIC que explique os circuitos de fonte de corrente constante, sou todo ouvidos! Obrigdo por sua contribuição.

O LiPo é MUITO mais fácil de gerenciar do que o NimH.
As densidades de energia para a capacidade máxima NimH são praticamente as mesmas do LiPo atualmente.

NimH é uma química de bateria relativamente difícil de gerenciar bem. Normalmente, o carregamento a taxas baixas não é recomendado e a deflexão negativa da tensão sob carga ou aumento da temperatura é o método usual de detecção de fim de carga. Em contraste, o LiPo é carregado em corrente constante até que uma tensão definida seja atingida e, em seguida, em tensão constante até que a corrente caia para um nível predefinido. condições especiais. (O manuseio de células de voltagem muito baixa é um pouco mais complexo, mas todos os CIs de carregadores sensíveis lidam com isso - e isso deve acontecer; nunca seria permitido que acontecesse.)

A ÚNICA razão pela qual eu pensaria em usar o NimH em seu contexto é a segurança - e, se fosse meu filho, consideraria que poderia tornar o LiPo seguro o suficiente para ele usar. O LiPo pode "derreter" muito entusiasticamente com a chama, mas é extremamente raro na prática e tomar precauções bastante usuais deve permitir um resultado seguro. Eu não teria preocupações pessoais com a segurança do LiPo em um sistema de engenharia competente.

No entanto, NUNCA use células LiPo desprotegidas se você se preocupa com segurança. O IC de proteção da bateria NÃO desempenha as mesmas funções que os CIs do carregador. Os que estão na bateria são apenas para impedir que as pessoas façam coisas estupidamente perigosas para a bateria. Dito isto, SE o seu carregador estiver implementado corretamente e se não houver chance de potencial curto ou na testa, a maioria dos circuitos de proteção não será necessária. Digo "a maioria", pois, se houver, por exemplo, uma falha catastrófica no equipamento e, por exemplo, ocorre um curto-circuito, o circuito interno da célula normalmente abre o circuito da célula e evita um incêndio.

O uso dos CIs adequados do carregador deve permitir a implementação de um carregador muito seguro e confiável.

Você não precisa da medição de gás em si - apenas recorte de baixa tensão. Se você pode interromper a operação em 3V / célula, isso deve ser suficiente.

As células protegidas não devem custar muito mais. Se eles fizerem isso, pode indicar que os mais baratos são ruins. Você pode obter baterias Li-ion de alta qualidade e esperaria obter uma vantagem de preço ao comprar lixo :-) - se fosse tolo o suficiente para comprá-las. Existem células de marca respeitáveis ​​o suficiente em torno de que comprá-las provavelmente não custa muito mais. Garantir que as células sejam genuínas é outra questão. Como posição de trabalho, sugiro que você comece assumindo que qualquer coisa comprada de um fornecedor chinês de baixo custo é falsa ou fora de especificação e ENTÃO tente provar o contrário. (NB: Racismo? - definitivamente não !. É baseado na experiência - muitas visitas à China e tempo nas fábricas etc. A China é muito grande e possui uma vasta gama de vendedores em um mercado muito competitivo. parte dos vendedores seja "desonesta" na melhor das hipóteses.)

Adicionado:

Eu voltaria e mencionaria o LiFePO4 - AndreKr me venceu.

Comparado ao LiPo, o LiFePO4 (ferro fosfato de lítio) é mais seguro, tem vida útil mais longa e tem menor densidade de energia. Você pode mas RCR123A LiFePO4 baterias com capacidade de 450 mAh x 3,2V. (Alguns afirmam ter cerca de 700 mAh, mas são suspeitos.) O Tenergy LiFePO4 RC123A é amplamente divulgado no ebay e deve ser bom. Tenergy são AFAIK um "rebadger", mas parecem vender bons produtos. O LiFePO4 DEVE ser carregado corretamente, mas é uma área fácil de gerenciar como o LiPo. Um carregador muito simples pode ser construído - regulador de corrente constante seguido por um regulador de tensão constante de 3,6V. Carrega a corrente constante até Vlimit ser atingido, em seguida, a constante V. Ajustar para 3.5V é melhor.

Aqui está um vendedor aleatoriamente encontrado de Tenergy LiFePO4 RCR123A baterias . Eles também vendem carregadores. NOTA:
NÃO use Lithium Ion RC123 (3.6V nominal).
Não use RCV3 primário de lítio de 3,0V.

Os termos RC123, RC123A, RCR123, RCR123A etc são usados ​​de forma intercambiável pelos vendedores. Apenas tenha certeza do que você está recebendo.

Eu usei 14500 LiFePO4 ("LFP") do tamanho AA com grande efeito nos últimos meses, enquanto estava na estrada, e os encontrei à prova de balas para dispositivos como instrumentos, barbeadores, lanternas, câmeras digitais Canon e carregadores de emergência para telefones celulares. A única preocupação deles é manter a cabeça limpa ao usar células que detêm o local, caso contrário, vários LFP podem ser instalados inocentemente e, portanto, sobrecarregam o dispositivo!Você pode ser alertado sobre isso em um barbeador de bateria hiperativo, mas -YIKES-imagine AAs de 2 x 3,2V LFP se metendo em travessuras em uma câmera que esperava 2 x 1,5V de células alcalinas ...

Embora dispositivos AA, como câmeras digitais, parem de funcionar de qualquer maneira em tensões mais baixas, o brilho de um LED branco paralelo alternado corresponde perfeitamente ao nível de tensão do LFP - interrompa o uso do dispositivo e recarregue o LFP quando o LED escurecer (~ 2,7V). Um carregador inteligente USB importado de ~ US $ 7 é ideal - dificilmente vale a pena fazer o seu próprio a preços tão baixos. Verifique meu Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/