¿Cuál es el voltaje mínimo requerido para cargar una batería de iones de litio?

Cuando carga sus baterías de iones de litio correctamente, eso permitirá que la batería brinde su mejor rendimiento y disfrute de la máxima vida útil. Por lo tanto, para determinar si una batería de iones de litio se está cargando correctamente, debe realizar la carga con un sistema de gestión de batería. Esto regula el nivel de carga, así como la descarga y la velocidad o velocidad a la que ocurren.

Las baterías de iones de litio se cargan a aproximadamente 4,2 ± 0,05 V por celda, excepto las celdas de "larga vida militar", que utilizan 3,92 V para prolongar la vida útil de la batería. En general, los circuitos de protección se cortarán cuando se alcance un voltaje superior a 4,3 V o una temperatura superior a 90 ° C en la batería. Si la batería está por debajo de 2,50 / V, entonces el circuito de protección de la batería puede hacer que la batería no sea recargable cuando utilice el equipo de carga habitual. La mayoría de los circuitos de la batería se detienen a aproximadamente 2,7-3,0 V / celda.

Por lo tanto, en otro caso, para lograr el estado de carga completo de la batería, normalmente debe apuntar a 4.2V. En la práctica, cargar iones de litio de manera segura y eficaz requiere unos pocos pasos; seguir estos pasos puede ayudarlo a alcanzar su objetivo, de cargar mejor la batería. Es posible que también necesite un chip de carga dedicado. También debe revisar sus hojas de datos para ver las que parecen interesantes, pero muchas funcionan bien con un voltaje de suministro de poco más de 4.2V.

Experimentos de voltaje de carga de la batería de iones de litio

La mayoría de las baterías tienen un voltaje de carga diferente. Cualquier cosa por debajo de este voltaje, es imposible mover la química en la dirección correcta; por encima de este voltaje, es posible cargar completamente la batería, aunque puede llevar mucho tiempo si es más alto que el voltaje químico.

Con los iones de litio (iones de litio, polímeros de litio y fosfato de hierro y litio, etc.), ese no es siempre el caso. Por debajo de un cierto voltaje, generalmente no hay acción, la química de la batería no se mueve. Sin embargo, una parte importante del proceso de carga es hacer que los iones entren y salgan de los compuestos sólidos. Estos compuestos suelen tener un espacio entre los planos cristalinos o dentro de la estructura cristalina para la inserción de pequeños iones como el litio. Sin embargo, se requiere fuerza para empujarlos hacia adentro, y cuanto mayor sea la fuerza, mayor será la fuerza de la carga de cristal. Esta carga de pequeños átomos en una estructura cristalina se conoce como intercalación.

Por tanto, es lógico que la cantidad de carga dependa del voltaje. Pero como no hay datos sobre esto, se necesita un experimento. Encuentra debajo;

• Utilizamos una batería de polímero de litio ultrafina de 60 mAh. Esta pequeña capacidad se puede cargar y también descargar rápidamente, y no se sobrecalentará. Y además, si pasa algo malo, no puede acumular presión y no tiene suficiente energía para hacer daño. Además, puede determinar fácilmente si algo va mal. Esto se debe a que la batería comenzará a hincharse. Pero no es probable y eso nunca sucedió en estas pruebas.

• El proceso de carga se realizó con una fuente de alimentación de laboratorio, se estableció la tensión utilizada y se conectó la batería independientemente del límite de corriente. Las corrientes de arranque típicas eran de 60 a 100 mA y a voltajes más altos.

• A continuación, la batería se descargó a una velocidad de 100 mA a un voltaje terminal de 2,8 voltios.

Parece que el número mágico está en 3,8 voltios. Por debajo de ese voltaje, no hay una carga significativa, pero sí por encima. A las baterías de iones de litio, como sabes, no les importa si no están completamente cargadas. Entonces, si solo están presentes 3.8 voltios y la pérdida de capacidad no importa, puede usar 3.8 voltios. Desafortunadamente, en la era digital moderna, el voltaje de suministro es de aproximadamente 3.3 voltios, lo que no funcionará en absoluto.

Es interesante notar que el ciclo de vida aumenta a baja tensión. La ecuación es aproximadamente Ef (Vch) = 2 ^ [10 * (4.2-Vch)], donde Ef es el factor de ciclo de vida mejorado (Ef = 2 significaría que la batería sobrevivirá a los ciclos dobles de carga-descarga de Ef = 1 ). Y Vch es el voltaje de carga.

Si necesita una batería que pueda proporcionarle aproximadamente 4.800 a 8.000 ciclos de carga / descarga hasta 2,8 voltios, puede cargar la batería a 3,8 V y utilizar el 36% de la capacidad nominal.

Cómo cargar una batería de iones de litio

Las baterías de iones de litio son una clase de batería que es fácil de cargar. El principal problema con estas baterías es cargarlas de forma segura. El algoritmo básico de la batería es cargarlos a una corriente constante (0.2 a 0.7 C, esto depende del fabricante) hasta que la batería de iones de litio alcance 4.2 voltios por celda (Vpc) y luego mantenga el voltaje en 4.2 voltios, hasta la corriente de carga se ha reducido a aproximadamente el 10% de la tasa de carga inicial. La condición de terminación es la caída del 10% en la corriente de carga. La tensión de carga máxima y la corriente de terminación varían ligeramente según el fabricante.

Sin embargo, por razones de seguridad, se debe incluir un temporizador de carga.

La carga no puede terminar con un voltaje. La capacidad alcanzada a 4,2 voltios por celda representa solo del 40% al 70% de la capacidad total, a menos que la carga se realice muy lentamente. Por esta razón, es necesario continuar cargando hasta que la energía o la corriente caiga y detenerse en la corriente baja.

Es pertinente señalar que no se permite la carga lenta de baterías de litio. Sin embargo, la carga flotante es una opción útil.

Cuando la tasa de carga es baja durante la fase de corriente constante, el proceso de carga lleva menos tiempo durante la caída de voltaje constante. Cuando la carga es inferior a aproximadamente 0,18 ° C, la celda está llena cuando alcanza los 4,2 voltios. Esto puede usarse como un algoritmo de carga alternativo. Simplemente cargue la batería por debajo de 0,18 C y deje de cargar tan pronto como el voltaje alcance los 4,2 voltios por celda.