¿Cómo cargar correctamente una batería de iones de litio?

La tasa de carga o descarga generalmente se expresa en términos de capacidad de la batería. Esta velocidad se llama tasa C. La tasa C es igual a la corriente de carga o descarga bajo ciertas condiciones y se define de la siguiente manera:

I = M & Tiempos; Cn

Entre ellos:

I = corriente de carga o descarga, A

M = C múltiplo o fracción

C = el valor de la capacidad nominal, Ah

N = número de horas (correspondiente a C).

Una batería que se descarga a una tasa de 1x C liberará la capacidad nominal nominal en una hora. Por ejemplo, si la capacidad nominal es de 1000 mAhr, la tasa de descarga de 1 C corresponde a una corriente de descarga de 1000 mA y la tasa de C / 10 corresponde a una corriente de descarga de 100 mA.

Generalmente, la capacidad de la batería determinada por la marca de producción se refiere a la capacidad de 5 horas cuando n = 5. Por ejemplo, la batería anterior puede proporcionar 5 horas de funcionamiento con una descarga de corriente constante de 200 mA. En teoría, la batería puede proporcionar 1 hora de funcionamiento a una descarga de corriente constante de 1000 mA. Sin embargo, en la práctica, la eficiencia de la batería grande se reduce y el tiempo de trabajo en este momento será inferior a 1 hora.

Entonces, ¿cómo puedo cargar correctamente una batería de iones de litio? El proceso de carga más adecuado para baterías de iones de litio se puede dividir en cuatro fases: carga lenta, carga de corriente constante, carga de voltaje constante y terminación de carga.

Fase 1: Carga lenta: la carga lenta se utiliza para precargar (carga de recuperación) la unidad de batería completamente descargada. Cuando el voltaje de la batería es inferior a aproximadamente 3 V, la batería se carga primero con una corriente constante de hasta 0,1 ° C.

Fase 2: Carga de corriente constante: cuando el voltaje de la batería aumenta por encima del umbral de carga lenta, la corriente de carga aumenta para una carga de corriente constante. La corriente para la carga de corriente constante está entre 0.2C y 1.0C. No se requiere que la corriente durante la carga de corriente constante sea muy precisa, y también es aceptable una corriente cuasi constante. En un diseño de cargador lineal, la corriente a menudo aumenta a medida que aumenta el voltaje de la batería para minimizar los problemas de disipación de calor en el transistor de paso.

La carga de corriente constante superior a 1C no acorta el tiempo completo del ciclo de carga, por lo que no es deseable. Cuando se carga a una corriente más alta, el voltaje de la batería aumenta más rápidamente debido a la sobretensión de la reacción del electrodo y al aumento de voltaje en la impedancia interna de la batería. La fase de carga de corriente constante será más corta, pero dado que el tiempo de la fase de carga de voltaje constante aumentará en consecuencia, el tiempo total del ciclo de carga no se acortará.

Fase 3: Carga de voltaje constante: cuando el voltaje de la batería aumenta a 4.2V, la carga de corriente constante termina y comienza la fase de carga de voltaje constante. Para un mejor rendimiento, la tolerancia de la regulación debe ser mejor que + 1%.

Etapa 4: Terminación de la carga: a diferencia de las baterías de níquel, no se recomienda la carga lenta continua de las baterías de iones de litio. La carga lenta continua puede causar efectos de recubrimiento de la placa en el litio metálico. Esto puede hacer que la batería sea inestable y puede causar una desintegración automática repentina.

Hay dos métodos típicos para terminar la carga: usando la corriente de carga mínima o usando un temporizador (o una combinación de ambos). El método de corriente mínima monitorea la corriente de carga durante la fase de carga de voltaje constante y termina la carga cuando la corriente de carga se reduce al rango de 0.02C a 0.07C. El segundo método se cronometra desde el comienzo de la fase de carga de voltaje constante y el proceso de carga se termina después de dos horas de carga continua.

El método de carga de cuatro etapas anterior requiere aproximadamente de 2,5 a 3 horas para completar la carga de la batería completamente descargada. Los cargadores avanzados también utilizan más medidas de seguridad. Por ejemplo, si la temperatura de la batería excede la ventana especificada (generalmente de 0 ° C a 45 ° C), se suspenderá la carga.

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