Какое минимальное необходимое напряжение для зарядки литий-ионного аккумулятора?

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов обеспечит максимальную производительность аккумулятора и максимальный срок службы. Следовательно, чтобы убедиться, что литий-ионный аккумулятор заряжается должным образом, вам необходимо выполнить зарядку с помощью системы управления аккумулятором. Это регулирует уровень заряда, а также разряд, а также скорость или скорость их возникновения.

Литий-ионные батареи заряжаются примерно при 4,2 ± 0,05 В на элемент, за исключением ячеек с «длительным сроком службы», которые используют 3,92 В для продления срока службы батареи. Чаще всего схемы защиты отключаются, когда в батарее достигается напряжение выше 4,3 В или температура выше 90 ° C. Если напряжение батареи ниже 2,50 / В, то схема защиты батареи может сделать вашу батарею непригодной для зарядки при использовании обычного зарядного оборудования. Большинство цепей батареи останавливаются на уровне 2,7-3,0 В / элемент.

Таким образом, во всех остальных случаях, чтобы достичь полного заряда батареи, вы обычно должны стремиться к 4,2 В. На практике безопасная и эффективная зарядка литий-ионных аккумуляторов требует нескольких шагов - выполнение этих шагов может помочь вам в достижении вашей цели - более качественной зарядки аккумулятора. Вам также может понадобиться специальный чип для зарядки. Вы также должны проверить свои спецификации на те, которые выглядят интересными, но многие из них хорошо работают с напряжением питания чуть более 4,2 В.

Эксперименты с зарядным напряжением литий-ионного аккумулятора

У большинства аккумуляторов разное напряжение заряда. Все, что ниже этого напряжения, невозможно сдвинуть химию в правильном направлении; выше этого напряжения можно полностью зарядить аккумулятор, хотя это может занять много времени, если оно выше химического напряжения.

С ионами лития (ионы лития, полимеры лития, фосфат лития-железа и т. Д.) Это не всегда так. Ниже определенного напряжения действий обычно нет, химия батареи не сдвинется. Однако важной частью процесса зарядки является ввод и вывод ионов из твердых соединений. Эти соединения обычно имеют пространство между кристаллическими плоскостями или внутри кристаллической структуры для введения небольших ионов, таких как литий. Однако для их толкания требуется сила, и чем больше сила, тем больше сила загрузки кристалла. Эта загрузка малых атомов в кристаллическую структуру известна как интеркаляция.

Поэтому логично, что величина заряда зависит от напряжения. Но поскольку данных об этом нет, нужен эксперимент. Ищите ниже;

• Мы использовали ультратонкий литий-полимерный аккумулятор емкостью 60 мАч. Эту небольшую емкость можно быстро заряжать и разряжать, и она не перегревается. А также, если случается что-то плохое, он не может накапливать давление и не имеет достаточно энергии, чтобы нанести ущерб. Кроме того, вы можете легко определить, если что-то не так. Это связано с тем, что аккумулятор начнет перегружаться. Но это маловероятно, и этого никогда не было в этих тестах.

• Процесс зарядки проводился от лабораторного источника питания, использованное напряжение было установлено, и аккумулятор был подключен независимо от ограничения тока. Типичные пусковые токи составляли от 60 до 100 мА и при более высоких напряжениях.

• Затем батарея разряжалась со скоростью 100 мА при напряжении на клеммах 2,8 вольт.

Кажется, что магическое число 3,8 вольта. Ниже этого напряжения нет значительного заряда, но выше него. Литий-ионные аккумуляторы, как вы знаете, не волнуют, если они заряжены не полностью. Таким образом, если присутствует только 3,8 вольт и потеря емкости не имеет значения, вы можете использовать 3,8 вольт. К сожалению, в современную цифровую эпоху напряжение питания составляет около 3,3 вольт, что совсем не подойдет.

Интересно отметить, что жизненный цикл увеличивается при низком напряжении. Уравнение приблизительно равно Ef (Vch) = 2 ^ [10 * (4,2-Vch)], где Ef - это улучшенный коэффициент жизненного цикла (Ef = 2 означает, что батарея выдержит двойные циклы зарядки-разрядки Ef = 1. ). А Вч - напряжение зарядки.

Если вам требуется аккумулятор, который может обеспечить от 4800 до 8000 циклов зарядки / разрядки до 2,8 В, вы можете зарядить аккумулятор при 3,8 В и использовать 36% от номинальной емкости.

Как зарядить литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные батареи относятся к классу батарей, которые легко заряжать. Основная проблема этих аккумуляторов - их безопасная зарядка. Базовый алгоритм батареи - заряжать их постоянным током (от 0,2 до 0,7 C, это зависит от производителя) до тех пор, пока литий-ионный аккумулятор не достигнет 4,2 вольт на элемент (Vpc), а затем удерживает напряжение на уровне 4,2 вольт, пока ток заряда снизился примерно до 10% от начальной скорости заряда. Условие прекращения - падение тока заряда на 10%. Максимальное напряжение зарядки и ток нагрузки незначительно различаются в зависимости от производителя.

Однако из соображений безопасности необходимо включить таймер зарядки.

Заряд не может быть прекращен по напряжению. Емкость, достигнутая при 4,2 В на элемент, составляет от 40% до 70% от общей емкости, если зарядка не выполняется очень медленно. По этой причине необходимо продолжать зарядку до тех пор, пока мощность или ток не упадут, и остановиться на низком токе.

Следует отметить, что непрерывная зарядка литиевых батарей не допускается. Однако поплавковая зарядка - полезный вариант.

Когда скорость зарядки низкая во время фазы постоянного тока, процесс зарядки занимает меньше времени во время постоянного падения напряжения. Когда заряд составляет менее 0,18 ° C, ячейка будет полной, когда она достигнет 4,2 вольт. Это может использоваться как альтернативный алгоритм зарядки. Просто зарядите аккумулятор ниже 0,18 C и прекратите зарядку, как только напряжение достигнет 4,2 В на элемент.