¿Se puede sobrecargar una batería de iones de litio?

Ion de litio

La batería de iones de litio o batería de iones de litio se abrevia como LIB. Este es un tipo de batería recargable propuesta por primera vez por el químico M Stanley Whittingham en Exxon en la década de 1970. Recientemente, las baterías de iones de litio son comunes y también están disponibles para uso común en vehículos eléctricos y electrónicos portátiles, y su popularidad está creciendo para aplicaciones militares y aeroespaciales.

Circuito de carga de la batería de iones de litio

Las celdas de Li-Ion son probablemente las más complejas a la hora de cargarlas porque estas celdas son bastante vulnerables a la sobrecarga y tienden a calentarse en condiciones desfavorables. Las celdas de iones de litio tienen la capacidad de aceptar carga a un ritmo rápido y eficiente. Las celdas de iones de litio tienen la mala reputación de ser demasiado sensibles a entradas desfavorables como alto voltaje, alta corriente y, lo que es más importante, sobre las condiciones de carga. Lo primero que le sucede a la celda es un aumento en su temperatura y en el concepto de circuito propuesto utilizamos esta característica del dispositivo para implementar las operaciones de seguridad requeridas donde nunca se permite que la celda alcance altas temperaturas manteniendo los parámetros muy por debajo de los requeridos. especificaciones de la celda.

En las baterías, los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo al electrodo positivo durante la descarga y regresan durante la carga. Las baterías de iones de litio se utilizan para un compuesto de litio intercalado como un material de electrodo en comparación con el litio metálico utilizado en una batería de litio no recargable. Las baterías tienen una alta densidad de energía, sin efecto memoria y baja autodescarga. Pueden representar un peligro para la seguridad, ya que contienen un electrolito inflamable y, si se dañan o se cargan incorrectamente, pueden provocar explosiones e incendios. Samsung se vio obligado a retirar los teléfonos Galaxy Note luego de incendios de iones de litio y ha habido varios incidentes relacionados con baterías en Boeing 787.

El rendimiento de sus características de costo y seguridad varía según los tipos de LIB. Estos son dispositivos electrónicos portátiles que utilizan principalmente LIB basados en óxido de litio y cobalto (LiCoO2) que ofrece una alta densidad de energía pero presenta riesgos de seguridad, especialmente cuando está dañado. El fosfato de litio y hierro (LiFePO4) y la batería de óxido de manganeso de iones de litio (LiMn2O4, Li2MnO3 o LMO) y el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (LiNiMnCoO2 o NMC) ofrecen una menor densidad de energía, pero tendrán una vida útil más larga y menos probabilidad de incendio o explosión. Estos tipos de baterías se utilizan ampliamente para herramientas eléctricas, equipos médicos y otras funciones. NMC, en particular, es un competidor líder para aplicaciones automotrices.

Las áreas de investigación para las baterías de iones de litio incluyen la extensión de la vida útil, la densidad de energía, la seguridad, la reducción de costos y la velocidad de carga, entre otras. También se han realizado investigaciones para baterías acuosas de iones de litio, que han demostrado menos peligros potenciales para la seguridad debido al uso de electrolitos no inflamables.

Las celdas de Li-ion son probablemente muy complejas cuando se trata de cargarlas porque estas celdas son bastante vulnerables a la sobrecarga y tienden a calentarse en condiciones desfavorables. La siguiente publicación explica un par de formas simples pero seguras de cargar una celda de iones de litio que cualquier aficionado nuevo puede construir fácilmente en casa.

Ventaja de la batería de iones de litio

La ventaja de las celdas de iones de litio es su capacidad para aceptar carga a un ritmo rápido y eficiente. Sin embargo, las celdas de iones de litio tienen la mala reputación de ser demasiado sensibles a las entradas desfavorables, como el alto voltaje o la alta corriente y, lo que es más importante, las condiciones de carga. Cuando se carga en cualquiera de las condiciones anteriores, la celda puede calentarse demasiado y, si las condiciones persisten, puede provocar una fuga del fluido de la celda o incluso una explosión que finalmente dañe la celda de forma permanente.

Ante cualquier condición de carga desfavorable lo primero que le ocurre a la celda es el aumento de temperatura y en el concepto de circuito propuesto utilizamos esta característica del dispositivo para implementar las operaciones de seguridad requeridas, donde nunca se permite que la celda alcance altas temperaturas manteniendo la parámetros muy por debajo de las especificaciones requeridas de la celda.

Cómo configurar el circuito

Inicialmente, mantenga el brazo deslizante central del preajuste tocando el riel de tierra del circuito. Ahora, sin conectar el interruptor de la batería, se verificará el voltaje de salida que, naturalmente, mostraría el nivel de carga completo establecido por la resistencia de 700 ohmios. Lo siguiente es que se ajustará muy hábil y suavemente al ajuste preestablecido hasta que el SCR simplemente dispare y corte el voltaje de salida a cero. Eso es todo, ahora puede asumir que el circuito está todo listo. Conecte una batería descargada, encienda la energía y verifique la respuesta; presumiblemente, el SCR no disparará hasta que se alcance el umbral establecido, y se apagará tan pronto como la batería alcance el umbral de carga completa establecido.

Conclusión

· Los criterios básicos que deben mantenerse para cualquier batería son: cargar a temperaturas convenientes y cortar el suministro tan pronto como alcance la carga completa. Eso es lo básico que deberá seguir independientemente del tipo de batería. Puede monitorear esto manualmente o hacerlo automático en ambos casos, su batería se cargará de manera segura y tendrá una vida más larga.

· La corriente de carga / descarga es responsable de la temperatura de la batería, si son demasiado altas en comparación con la temperatura ambiente, su batería sufrirá mucho a largo plazo.

· Hay un segundo factor importante: no permitir nunca que la batería se descargue demasiado. Continúe restaurando el nivel de carga completo o continúe llenándolo siempre que sea posible. Esto se asegurará de que la batería nunca alcance sus niveles de descarga más bajos.

¿Puedo cargar una batería de litio con un cargador normal?

Debería necesitar un cargador que esté diseñado específicamente para iones de litio porque los límites de voltaje y corriente son diferentes para los de iones de litio que para otros tipos de baterías. Por ejemplo, el cargador tiene que reducir la corriente y detenerse exactamente o justo antes de 4.2V. Un cargador que no puede hacer esto será muy peligroso cuando se use en celdas de iones de litio.

Es técnicamente posible pero tremendamente arriesgado porque si carga solo con corriente constante, tendría que observar el voltaje de la batería todo el tiempo.

Para cargar de forma segura, necesita una fuente de alimentación que pueda obedecer al programa algorítmico de carga CC / CV o un cargador especificado si desea cargar esta batería de forma segura. He visto algunas fuentes de alimentación de laboratorio de HP que pueden cargar baterías de litio de manera segura estableciendo un límite de voltaje y usando el algoritmo CC / CV, sin embargo, es más fácil usar el cargador especificado.

Pero a pesar de que está usando un cargador que es compatible con baterías de litio, debe controlar la carga todo el tiempo porque nunca se sabe cuándo falla el cargador o la batería.

¿Está bien dejar una batería de iones de litio en el cargador?

Cuando la batería se está cargando, los iones de litio cargados positivamente se mueven de un electrodo llamado cátodo al otro conocido como ánodo a través de una solución de electrolito en la celda de la batería. Eso hace que los electrones se concentren en el ánodo en el lado negativo. Cuando la batería está descargada sucede lo contrario. Estos electrones se mueven a través de circuitos externos a la batería que proporcionan energía. Los científicos han modificado la fórmula de la mezcla química dentro de las baterías de iones de litio para intentar que duren más, se carguen más rápido y funcionen de manera más eficiente.

El ciclo de carga de la batería de descarga y recarga solo puede repetirse un cierto número de veces. Debido a la naturaleza de las reacciones químicas que ocurren en el ánodo y el cátodo, se forman capas delgadas de átomos aislantes que obstruyen la efectividad de los electrodos.

¿Cómo cargar la batería de iones de litio sin cargador?

Las baterías de iones de litio requieren una velocidad de carga constante y no deben cargarse rápidamente. Si ha perdido su cargador de iones de litio o no funciona, no lo pruebe y adapte otros cargadores. El resultado puede ser peligroso como la tasa de carga y puede estar por encima de la tolerancia de la batería.

1.Dispositivo portátil USB

La mejor manera de cargar la batería de iones de litio sin un cargador es conectando el dispositivo que alimenta la batería a un cable USB conectado a su computadora.

Este cable USB puede contener varios cables de datos y tierra, pero también tiene un cable de carga incorporado y la salida es adecuada para cargar una batería de iones de litio. Este cable de carga USB puede suministrar cinco voltios desde su computadora con una corriente de miliamperios de 100 mA a 500 mA.

Este truco es muy sencillo. Para cargar su batería de iones de litio, todo lo que tiene que hacer es conectar el extremo del cable que se ajusta al dispositivo alimentado por la batería. Asegúrese de que la batería esté dentro del dispositivo y luego conecte el otro extremo del cable al puerto USB de una computadora, una computadora portátil o cualquier otro dispositivo electrónico. Luego encienda el dispositivo y observe el dispositivo para ver si la batería se está cargando.

Paso 1 Verifique el dispositivo que alimenta su batería de iones de litio. La mayoría de los dispositivos tienen tomas USB.

Paso 2 Inserte un extremo de un cable USB en la toma USB de su dispositivo. Asegúrese de que la batería de iones de litio esté insertada en su dispositivo.

Paso 3 Inserte el extremo opuesto de su cable USB en la toma de salida USB de su computadora. Cuando encienda su computadora y luego su batería de iones de litio comenzará a cargarse mientras está en su dispositivo. El dispositivo se indicará cuando la batería se cargue.

2.Cargar una batería de iones de litio con un cargador de clip

Los cargadores de clips eran muy populares en la época. Es un cargador portátil en el que los usuarios pueden ajustar la distancia de los conectores de los terminales para adaptarse al modelo de batería a cargar. Este tipo de cargador puede ser difícil de encontrar hoy en día, pero si vas a conseguir uno. Será un dispositivo portátil muy útil.

El uso de este tipo de cargador requerirá que saque la batería del dispositivo porque tendrá que montarlo en la plataforma de carga. Si tiene un cargador como este, tendrá la tranquilidad de saber que puede cargar su batería cuando lo necesite. Lo mejor de este tipo de cargador en el pasado es que puede usarlo para cargar una batería de repuesto para su dispositivo para que pueda reemplazarla rápidamente.

Estas son algunas de las formas más populares que puede hacer para cargar dispositivos sin los cargadores de batería adecuados.