LiPo vs. NiMH para el juguete de los niños

He estado investigando aquí y en Google sobre posibles tecnologías de batería para un juguete que quiero hacer para mis hijos. Tenía la esperanza de obtener las perspectivas de los demás sobre esto, teniendo en cuenta que esto es para un niño.

Estoy tratando de ver esto desde todos los ángulos, pero la seguridad es lo más importante. Estas son las cosas que se me ocurrieron:

• volatilidad: puede explotar la célula si se trata mal, es decir, si se carga demasiado, si se arroja un juguete, etc.
• vida útil: ¿mi hijo tiene que vigilar el juguete para asegurarse de que siempre esté cargado?
• tamaño: ¿puedo incluso colocar la celda en el juguete?
• costo: más barato es obviamente mejor

¿Me he perdido algo obvio?

En cuanto a esos cuatro puntos, esto es lo que he encontrado de mi investigación hasta ahora:

• volatilidad: LiPo seguro parece que tienes que tener más cuidado. Hay paquetes de baterías que tienen circuitos de protección contra sobrevoltaje y subvoltaje integrados, pero me gustaría ver si puedo encontrar un circuito externo que se pueda construir por menos dinero, ya que es NRE y es posible que sea necesario cambiar las celdas. Los circuitos integrados de administración de batería como el MCP73831 deberían ayudar, así como un medidor de combustible como el MAX17043. No estoy seguro si hay algo más que pueda hacer. NiMH tiene circuitos integrados similares disponibles, como el DS2715 para cargar y el medidor de combustible BQ2014NS-D120. Cualquiera de las tecnologías probablemente se beneficiaría de un sensor de temperatura / corte de algún tipo. Parece que a LiPo no le gusta el choque, por lo que arrojar el juguete al pavimento podría no ser algo bueno.
• vida útil: no se debe permitir que LiPo se descargue por debajo de un voltaje de umbral. Ni tampoco NiMH. Es necesario verificar si el indicador de combustible puede cortar el circuito del juguete si está por debajo del umbral.
• tamaño: LiPo tiene la gran ventaja aquí. A 3.7V por celda, solo necesito un LiPo 1S, y vienen en todo tipo de tamaños (pequeños). NiMH probablemente requerirá 3 células 3/3-AAA, que aún debería poder ajustar.
• costo: las baterías LiPo sin circuitos de protección son súper baratas, como $ 2 en cantidades individuales. Los que he encontrado con circuitos de protección son más grandes y 4 veces más caros. Las células NiMH 1/3-AAA que encontré tenían el mismo precio. No se menciona el circuito de protección, así que no sé si eso es importante si tengo el IC de administración de la batería (lo mismo ocurre con LiPo)

Me encantaría escuchar lo que otros tienen que decir sobre estos puntos. ¿Me perdí algo realmente crítico e igualmente importante, publiqué alguna información incorrecta sobre estos dos tipos de baterías?

EDITAR: agregué LiFePO4 según lo sugerido por Russell y AndreKr. No confío necesariamente en mí mismo para diseñar un circuito adecuado que sea a prueba de balas, por lo que estoy mirando el MCP73123 ya que sus limitaciones actuales están dentro del rango de la celda individual que quiero cargar. Vi las células Tenergy anteriormente, pero no estaba seguro de ellas y terminé ordenando algunas de ellas en una tienda en los EE. UU .: http://www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400-mAh-0.4A-Rate-1.28Wh.aspx . Realmente me gusta cómo se pueden ordenar con pestañas adjuntas, que es lo que hice.

Así que en este momento tengo una celda protegida con LiPo y un cargador basado en MCP73831 que viene de Sparkfun para poder jugar con él, así como la celda Powerizer LiFePO4 y una muestra del MCP73123 que de alguna manera intentaré probar para probar su capacidad de carga .

Voy a mirar alrededor, pero si alguien sabe de buenas notas de aplicaciones para hacer un cargador LiFePO4 basado en PIC que explique los circuitos de fuente de corriente constante, ¡soy todo oídos! Gracias por su aporte.

LiPo es MUCHO más fácil de administrar que NimH.
Las densidades de energía para NimH de máxima capacidad son casi las mismas que las de LiPo en la actualidad.

NimH es una química de batería relativamente difícil de manejar bien. Por lo general, no se recomienda cargar a velocidades bajas y los métodos habituales de detección de fin de carga son la desviación de voltaje negativo bajo carga o el aumento de temperatura. Por el contrario, LiPo se carga a una corriente constante hasta que se alcanza un voltaje establecido y luego a un voltaje constante hasta que la corriente cae a un nivel preestablecido. condiciones especiales. (El manejo de celdas de muy bajo voltaje es un poco más complejo, pero todos los circuitos integrados de carga sensibles manejan esto, y nunca debería permitirse que suceda).

La ÚNICA razón por la que pensaría usar NimH en su contexto es la seguridad, y si fuera mi hijo, consideraría que podría hacer que LiPo sea lo suficientemente seguro para que lo use. LiPo puede "derretirse" con entusiasmo con la llama PERO es extremadamente raro en la práctica y tomar precauciones bastante habituales debería permitir un resultado seguro. No tendría preocupaciones personales sobre la seguridad de LiPo en un sistema de ingeniería competente.

SIN EMBARGO NUNCA use células LiPo sin protección si le preocupa la seguridad. El IC de protección de la batería NO cumple las mismas funciones que los IC del cargador. Los que están en la batería son solo para evitar que las personas hagan cosas estúpidamente peligrosas con la batería. Dicho esto, SI su cargador está implementado adecuadamente y si no hay posibilidad de un potencial corto o anterior, no se necesita la mayoría de los circuitos de protección. Digo "la mayoría" porque, si hay, por ejemplo, una falla catastrófica del equipo y, por ejemplo, se produce un cortocircuito, los circuitos en la celda generalmente abrirán el circuito de la celda y evitarán un incendio.

El uso de los IC de cargador adecuados debería permitir la implementación de un cargador muy seguro y confiable.

No necesita una medición de gas per se, solo un corte de bajo voltaje. Si puede detener la operación a, digamos, 3V / celda, eso debería ser suficiente.

Las células protegidas no deberían costar mucho más. Si lo hacen, PUEDE indicar que los baratos son malos. Puede obtener baterías de LiIon completamente basura y esperaría obtener una ventaja de precio al comprar basura :-), si fuera lo suficientemente tonto como para comprarlas. Hay suficientes celdas de marca acreditadas que comprarlas probablemente no cueste mucho más. Asegurarse de que las células sean genuinas es otra cuestión. Como puesto de trabajo, le sugiero que comience asumiendo que cualquier cosa comprada a un proveedor chino de bajo costo es falsa o fuera de especificaciones y ENTONCES intente probar lo contrario. (Nota: ¿racismo? ¡Definitivamente no! Se basa en la experiencia: muchas visitas a China y tiempo en fábricas, etc. China es muy grande y tiene una amplia gama de vendedores en un mercado muy competitivo. En una venta informal parte de los vendedores para ser 'poco fiable' en el mejor de los casos)

Adicional:

Iba a volver y mencionar LiFePO4: AndreKr me ganó.

En comparación con LiPo, el LiFePO4 (fosfato de litio ferro) es más seguro, tiene una vida útil más larga y tiene una menor densidad de energía. Puede usar baterías RCR123A LiFePO4 con una capacidad de 450 mAh x 3.2V. (Algunos reclaman hasta aproximadamente 700 mAh pero son sospechosos). Tenergy LiFePO4 RC123A se anuncia ampliamente en eBay y debería ser bueno. Tenergy es AFAIK un "rebadger" PERO parece vender un buen producto. LiFePO4 DEBE cargarse correctamente, pero es fácil de manejar como LiPo. Se puede construir un cargador muy simple: un regulador de corriente constante seguido de un regulador de voltaje constante de 3.6V. Se carga a corriente constante hasta que se alcanza Vlimit y luego a V. constante. Es mejor establecer 3.5V.

Aquí hay un vendedor encontrado al azar de baterías Tenergy LiFePO4 RCR123A . También venden cargadores. NOTA:
NO use Lithium Ion RC123 (3.6V nominal).
No use 3.0V Lithium Primary RC123.

Los términos RC123, RC123A, RCR123, RCR123A, etc., son utilizados de forma intercambiable por los vendedores. Solo asegúrate de lo que estás recibiendo.

Utilicé AAF 14500 LiFePO4 ("LFP") con gran efecto en los últimos meses mientras estaba en la carretera, y los encontré cerca de prueba de balas para dispositivos como instrumentos, máquinas de afeitar, linternas, cámaras digitales Canon y cargadores de teléfonos celulares de emergencia. Su única preocupación es mantener la cabeza despejada cuando se utilizan celdas "falsas", de lo contrario, se podrían instalar inocentemente varios LFP y, por lo tanto, sobrecargar el dispositivo. Puede ser alertado de esto en una máquina de afeitar con batería hiperactiva, pero -YIKES-imagine 2 x 3.2V LFP AAs haciendo travesuras en una cámara que esperaba 2 pilas alcalinas de 1.5V ...

Aunque tales dispositivos AA como las cámaras digitales dejan de funcionar de todos modos a voltajes más bajos, el brillo de un LED blanco en paralelo conmutado coincide maravillosamente con el nivel de voltaje LFP: deje de usar el dispositivo y recargue el LFP cuando el LED se atenúe (~ 2.7V). Un cargador inteligente USB importado de ~ US $ 7 ha sido ideal , apenas vale la pena hacer el suyo a precios tan económicos. Verifique mi Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/