Nabíjení lithium-iontových baterií
Tyto poznámky platí stejně pro lithium-iontové i lithium-polymerové baterie. Chemické složení je u obou typů baterií v podstatě stejné, takže metody nabíjení lithium-polymerových baterií lze použít i pro lithium-iontové baterie.
Nabíjení 3,2voltových lithium-železo-fosfátových článků je totožné, ale fáze konstantního napětí je omezena na 3,65 V.
Lithium-iontová baterie se snadno nabíjí. Bezpečné nabíjení je obtížnější. Základní algoritmus spočívá v nabíjení konstantním proudem (0,2 C až 0,7 C v závislosti navýrobci), dokud baterie nedosáhne 4,2 Vpc (voltů na článek), a udržování napětí na 4,2 voltech, dokud nabíjecí proud neklesne na 10 % počáteční rychlosti nabíjení. Podmínkou ukončení je pokles nabíjecího proudu na 10 %.
Nejvyšší nabíjecí napětí a ukončovací proud se u jednotlivých výrobců mírně liší.
Z důvodu bezpečnosti by však měl být součástí nabíjecí časovač.
Nabíjení nelze ukončit na napětí. Kapacitadosažená při napětí 4,2 V na článek je pouze 40 až 70 % plné kapacity, pokud se nenabíjí velmi pomalu. Z tohoto důvodu je třeba pokračovat v nabíjení, dokud neklesne proud, a ukončit nabíjení na nízkém proudu.
Je důležité si uvědomit, že pro lithiové baterie není přijatelné trickle nabíjení. Chemie lithium-iontových baterií nesnese přebíjení, aniž by došlo k poškození článku, případně k vylití kovového lithia a vzniku nebezpečí.
Ploché nabíjení je však užitečnou možností. Bezpečnostní problém s udržováním baterie v neustálém nabíjení spočívá v tom, že pokud by nabíječka nějakým způsobem selhala a použila vyšší napětí, mohlo by dojít k problémům. A logicky platí, že čím kratší dobu je nabíječka zapnutá, tím menší je pravděpodobnost, že se nabíjení během připojení k baterii zvrtne. Existuje však ještě jedna bezpečnostní metoda, ochranná deska baterie, která by měla být součástí buď baterie, nebo jiného obvodu mezi baterií a nabíječkou. BPB (také známá jako PCB pro „desku ochranných obvodů“) nebo jiný obvod řízení baterie zastaví nabíjení, pokud se napětí dostane příliš vysoko.
Občas se objeví otázka: „Jaký je účinek nabíjení s napětím nižším než4,2 V?“. Na rozdíl od jiných chemických baterií se baterie bude nabíjet, ale nikdy nedosáhne plného nabití, bude pouze částečně nabitá. Důvodem je to, že nacpání iontů do krystalů anody nebo katody vyžaduje většínapětí, než je prosté napětí elektrochemického článku. Čím vyšší je napětí, tím více iontů lze vložit. Zde odkazovaná stránka obsahuje náš výzkum a některé kvantitativní údaje o relativní kapacitě lithium-iontových baterií, které jsou nabité pod 4,2 V. Výhodou nabíjení při nižším napětí je, že se výrazně zvyšuje životnost cyklu.
Nabíjení lithium-iontových baterií pomalou rychlostí
Když je rychlost nabíjení během fáze konstantního proudu nízká, proces nabíjení stráví během fáze konstantního napětí méně času. Pokud nabíjíte při teplotě nižší než přibližně 0,18 C, je článek při dosažení napětí 4,2 V prakticky plný. To lze použít jako alternativní algoritmus nabíjení. Stačí nabíjet pod 0,18 C konstantním proudem a ukončit nabíjení, když napětídosáhne 4,2 V na článek.
Bezpečnost
Každý lithium-iontový akumulátor by měl mít metodu, jak udržet články v rovnováze a zabránit jejich nadměrnému vybití. To se obvykle provádí pomocí bezpečnostní desky, která monitoruje nabíjení a vybíjení paketu a zabraňuje tomu, aby se děly nebezpečné věci. Specifikace těchto bezpečnostních desek jsou předepsány výrobcem článků a mohou zahrnovat následující:
- Ochrana proti přepólování
- Teplota nabíjení – nesmí se nabíjet při teplotě nižší než 0° C nebo vyšší než 45° C.
- Nabíjecí proud nesmí být příliš vysoký, obvykle pod 0,7 C.
- Ochrana proti vybíjecímu proudu, která zabraňuje poškození v důsledku zkratu.
- Nabíjecí napětí – trvalá pojistka se otevře, pokud je na svorky baterie přivedeno příliš velké napětí
- Ochrana proti nadměrnému vybíjení – zastaví nabíjení, pokud napětí na článek stoupne nad 4,30 V.
- Ochrana proti nadměrnému vybíjení – zastaví vybíjení, pokud napětí baterie klesne pod 2,3 V na článek (liší se podle výrobce).
- Pojistka se otevře, pokud je baterie někdy vystavena teplotám nad 100° C.
.