Charge des batteries lithium-ion
Ces remarques s’appliquent également aux batteries lithium-ion et lithium-polymère. La chimie est fondamentalement la même pour les deux types de batteries, donc les méthodes de charge des batteries lithium polymère peuvent être utilisées pour les batteries lithium-ion.
La charge des cellules lithium fer phosphate 3,2 volts est identique, mais la phase de tension constante est limitée à 3,65 volts.
La batterie lithium ion est facile à charger. Charger en toute sécurité est plus difficile. L’algorithme de base consiste à charger à courant constant (0,2 C à 0,7 C selon le fabricant) jusqu’à ce que la batterie atteigne 4,2 Vpc (volts par cellule), et à maintenir la tension à 4,2 volts jusqu’à ce que le courant de charge ait chuté à 10% du taux de charge initial. La condition de fin de charge est la chute du courant de charge à 10%.La tension de charge maximale et le courant de fin de charge varient légèrement selon le fabricant.
Cependant, un minuteur de charge doit être inclus pour des raisons de sécurité.
La charge ne peut pas être terminée sur une tension. La capacité atteinte à 4,2 volts par cellule n’est que de 40 à 70 % de la capacité totale à moins d’une charge très lente. Pour cette raison, vous devez continuer à charger jusqu’à ce que le courant diminue, et terminer sur le faible courant.
Il est important de noter que la charge lente n’est pas acceptable pour les batteries au lithium. La chimie Li-ion ne peut pas accepter une surcharge sans causer des dommages à la cellule, éventuellement en faisant sortir le lithium métallique et en devenant dangereux.
La charge flottante, cependant, est une option utile. Le problème de sécurité lié au maintien de la batterie en charge constante est que si le chargeur se détraque et applique une tension plus élevée, il peut y avoir des problèmes. Et, selon la logique, plus le chargeur reste allumé longtemps, moins il y a de chances que la charge se détraque lorsqu’elle est connectée à la batterie. Cependant, il existe une autre méthode de sécurité, le panneau de protection de la batterie, qui doit être inclus soit sur la batterie, soit dans un autre circuit entre la batterie et le chargeur. Le BPB (également connu sous le nom de PCB pour « protectioncircuit board ») ou tout autre circuit de gestion de la batterie arrêtera la charge si la tension devient trop élevée.
La question se pose parfois « Quel est l’effet d’une charge avec moins de4,2 volts ? ». Contrairement à d’autres chimies de batterie, la batterie se chargera, mais elle n’atteindra jamais la charge complète, elle ne sera que partiellement chargée. La raison en est que l’introduction des ions dans les cristaux de l’anode ou de la cathode nécessite une tension supérieure à celle de la simple cellule électrochimique. Plus la tension est élevée, plus on peut insérer d’ions. La page liée ici contient nos recherches et quelques données quantitatives sur la capacité relative des batteries lithium-ion qui sont chargées en dessous de 4,2 volts. Un avantage de la charge à des tensions inférieures est que la durée de vie du cycle augmente considérablement.
Charge des batteries lithium-ion à des taux lents
Lorsque le taux de charge pendant la phase de courant constant est faible, le processus du chargeur passera moins de temps pendant la phase de tension constante. Si vous chargez en dessous d’environ 0,18 C, la cellule est pratiquement pleine lorsque les 4,2volts sont atteints. Ceci peut être utilisé comme un algorithme de charge alternatif. Il suffit de charger en dessous de 0,18C courant constant et de terminer la charge lorsque le voltagerevient à 4,2 volts par cellule.
Sécurité
Chaque pack de batteries lithium-ion doit avoir une méthode pour garder la cellule équilibrée etprévenir leur surdécharge. Cela se fait généralement à l’aide d’une carte de sécurité qui surveille la charge et la décharge du pack et empêche que des choses dangereuses ne se produisent. Les spécifications de ces cartes de sécurité sont fixées par le fabricant de la cellule, et peuvent inclure les éléments suivants :
- Protection contre l’inversion de polarité
- Température de charge – ne doit pas être chargée lorsque la température est inférieure à 0° C ou supérieure à 45° C.
- Le courant de charge ne doit pas être trop élevé, généralement inférieur à 0,7 C.
- Protection contre le courant de décharge pour éviter les dommages dus aux courts-circuits.
- Tension de charge–un fusible permanent s’ouvre si une tension trop élevée est appliquée aux bornes de la batterie
- Protection contre la surcharge–arrête la charge lorsque la tension par cellule dépasse 4,30 volts.
- Protection contre la surdécharge–arrête la décharge lorsque la tension de la batterie tombe en dessous de 2,3 volts par cellule (varie selon le fabricant).
- Un fusible s’ouvre si la batterie est un jour exposée à des températures supérieures à 100° C.