Carica delle batterie agli ioni di litio
Queste osservazioni si applicano ugualmente alle batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio. La chimica è fondamentalmente la stessa per i due tipi di batterie, quindi i metodi di carica per le batterie ai polimeri di litio possono essere usati per le batterie agli ioni di litio.
La carica delle cellule al litio-fosfato di ferro da 3,2 volt è identica, ma la fase di tensione costante è limitata a 3,65 volt.
La batteria agli ioni di litio è facile da caricare. Caricare in modo sicuro è più difficile. Ilgoritmo di base è quello di caricare a corrente costante (da 0,2 C a 0,7 C a seconda del produttore) fino a quando la batteria raggiunge 4,2 Vpc (volt per cella), e mantenere la tensione a 4,2 volt fino a quando la corrente di carica è scesa al 10% del tasso di carica iniziale. La condizione di terminazione è la caduta della corrente di carica al 10%. La tensione di carica massima e la corrente di terminazione variano leggermente con il produttore.
Tuttavia, un timer di carica dovrebbe essere incluso per la sicurezza.
La carica non può essere terminata su una tensione. La capacità raggiunta a 4,2 Volt per cella è solo il 40-70% della piena capacità se non viene caricata molto lentamente. Per questo motivo è necessario continuare a caricare fino a quando il currentdrops, e per terminare sulla bassa corrente.
È importante notare che la carica di goccia non è accettabile per le batterie al litio. Il Li-ion chemistrycannot accettare un sovraccarico senza causare danni alla cella, possibilmenteplating fuori litio metallico e diventando pericoloso.
Float carica, tuttavia, è un’opzione utile. Il problema di sicurezza con mantenere la batteria in carica costante è che se il caricabatterie dovrebbe in qualche modo andare in tilt e applicare una tensione più alta ci potrebbero essere problemi. E, così la logica va, il più breve ilcharger è acceso il meno probabile la carica andrà in tilt mentre connectedto la batteria. Tuttavia, c’è un altro metodo di sicurezza, la scheda di protezione della batteria, che dovrebbe essere inclusa o sulla batteria o in altri circuiti tra la batteria e il caricatore. Il BPB (noto anche come PCB per “protectioncircuit board”) o altro circuito di gestione della batteria fermerà la carica se il voltaggio diventa troppo alto.
La domanda a volte viene fuori “Qual è l’effetto di caricare con meno di 4,2 volt? A differenza di altre batterie chimiche la batteria si caricherà, ma non raggiungerà mai la piena carica, sarà solo parzialmente carica. La ragione per questo è che riempire gli ioni nei cristalli anodici o catodici richiede più tensione che la semplice tensione della cella elettrochimica. Più alto è il voltaget più ioni possono essere inseriti. La pagina collegata qui contiene la nostra ricerca e alcuni dati quantitativi sulla capacità relativa delle batterie agli ioni di litio che sono caricate sotto i 4,2 volt. Un vantaggio di caricare a tensioni più basse è che la durata del ciclo sale drammaticamente.
Carica delle batterie agli ioni di litio a tassi lenti
Quando il tasso di carica durante la fase di corrente costante è basso, il processo del caricatore passerà meno tempo durante la fase di tensione costante. Se si carica al di sotto di circa 0,18 C, la cella è virtualmente piena quando si raggiungono i 4,2 volt. Questo può essere usato come algoritmo di carica alternativo. Basta caricare sotto 0,18 C a corrente costante e terminare la carica quando la tensione raggiunge i 4,2 volt per cella.
Sicurezza
Ogni pacco di batterie agli ioni di litio dovrebbe avere un metodo per mantenere le celle in equilibrio e impedire che vengano scaricate troppo. Questo viene fatto di solito con una scheda di sicurezza che controlla la carica e la scarica del pacco e impedisce che accadano cose pericolose. Le specifiche di queste schede di sicurezza sono stabilite dal produttore delle celle e possono includere quanto segue:
- Protezione dall’inversione di polarità
- Temperatura di carica – non deve essere caricata quando la temperatura è inferiore a 0° C o superiore a 45° C.
- La corrente di carica non deve essere troppo alta, tipicamente inferiore a 0,7 C.
- Protezione dalla corrente di scarica per prevenire danni dovuti a corto circuiti.
- Tensione di carica – un fusibile permanente si apre se viene applicata troppa tensione ai terminali della batteria.
- Protezione da sovraccarico – ferma la carica quando la tensione per cella sale sopra i 4,30 volt.
- Protezione da sovraccarico – ferma la scarica quando la tensione della batteria scende sotto i 2,3 volt per cella (varia con il produttore).
- Un fusibile si apre se la batteria è mai esposta a temperature superiori a 100° C.