Lithium-ion batterij opladen
Deze opmerkingen gelden zowel voor lithium-ion als voor lithium-polymeer batterijen. De chemische samenstelling is voor beide typen accu’s in principe gelijk, zodat de laadmethoden voor lithium-polymeer-accu’s ook voor lithium-ion-accu’s kunnen worden gebruikt.
Het laden van lithium-ijzerfosfaat-cellen van 3,2 volt is identiek, maar de constante spanningsfase is beperkt tot 3,65 volt.
De lithium-ion-accu is gemakkelijk op te laden. Veilig opladen is moeilijker. Het basisgoritme is opladen met constante stroom (0,2 C tot 0,7 C afhankelijk van de fabrikant) totdat de batterij 4,2 Vpc (volts per cel) bereikt, en de spanning op 4,2 volt houden totdat de oplaadstroom is gedaald tot 10% van de aanvankelijke oplaadsnelheid. De beëindigingsvoorwaarde is de daling van de laadstroom tot 10%.De hoogste laadspanning en de beëindigingsstroom varieert enigszins met themanufacturer.
However, een laadtimer should be included forsafety.
The charge cannot be terminated on a voltage. De capaciteit die wordt bereikt bij 4,2 volt per cel is slechts 40 tot 70% van de volledige capaciteit, tenzij zeer langzaam wordt geladen. Om deze reden moet u doorgaan met laden tot de stroom afneemt, en het laden beëindigen op de lage stroom.
Het is belangrijk op te merken dat druppellading niet acceptabel is voor lithium batterijen. De Li-ion chemie kan niet accepteren een overbelasting zonder schade aan de cel, mogelijk plating uit lithium metaal en wordt gevaarlijk.
Float laden, echter, is een nuttige optie. Het veiligheidsprobleem bij het constant opladen van de batterij is dat als de lader op de een of andere manier op hol slaat en een hoger voltage toepast, er problemen kunnen ontstaan. En, zo gaat de logica, hoe korter de lader wordt aangezet de minder waarschijnlijk de last zal gaan haywire terwijl connectedto de batterij. Er is echter nog een andere veiligheidsmethode, de batterijbeschermingsprintplaat, die hetzij op de batterij of in een ander circuit tussen de batterij en de lader moet worden opgenomen. De BPB (ook bekend als PCB voor “protectioncircuit board”) of een andere batterijbeheerschakeling zal het opladen stoppen als het voltage te hoog wordt.
De vraag komt af en toe op “Wat is het effect van opladen met minder dan4,2 volt?” In tegenstelling tot andere batterijen wordt de batterij wel opgeladen, maar nooit volledig, maar slechts gedeeltelijk. De reden hiervoor is dat het vullen van de ionen in de anode- of kathodekristallen meer spanning vereist dan de eenvoudige elektrochemische celspanning. Hoe hoger het voltage, hoe meer ionen kunnen worden ingebracht. De hier gelinkte pagina bevat ons onderzoek en enkele kwantitatieve gegevens over de relatieve capaciteit van lithium-ion batterijen die worden opgeladen bij minder dan 4,2 volt. Een voordeel van het opladen bij lagere voltages is dat de cyclusduur drastisch toeneemt.
Laadt Lithium-ion-accu’s op met lage snelheid
Wanneer de laadsnelheid tijdens de constante stroomfase laag is, zal het laadproces minder tijd in beslag nemen tijdens de constante spanningsdetail. Als u onder ongeveer 0,18 C laadt, is de cel vrijwel vol wanneer de 4,2 volt wordt bereikt. Dit kan worden gebruikt als een alternatief laadalgoritme. Laad gewoon onder 0,18C constante stroom en beëindig de lading wanneer de voltagereaches 4,2 volt per cel.
Veiligheid
Elk lithiumionbatterijpak moet een methode hebben om de cel in evenwicht te houden en te voorkomen dat ze te ver worden ontladen. Dit wordt gewoonlijk gedaan met een veiligheidspaneel dat de lading en de ontlading van het pakket controleert, en gevaarlijke dingen voorkomt. De specificaties van deze veiligheidskaarten worden door de celfabrikant bepaald en kunnen het volgende omvatten:
- Bescherming tegen omgekeerde polariteit
- Laadtemperatuur – er mag niet worden geladen wanneer de temperatuur lager is dan 0° C of hoger dan 45° C.
- Laadstroom mag niet te hoog zijn, gewoonlijk minder dan 0,7 C.
- Ontlaadstroombeveiliging om schade door kortsluiting te voorkomen.
- Oplaadspanning–een permanente zekering gaat open als er teveel spanning op de accupolen wordt gezet
- Overlaadbeveiliging–stop het opladen als de spanning per cel boven de 4,30 volt komt.
- Overontladingsbeveiliging–stop het ontladen als de accuspanning onder de 2,3 volt per cel komt (verschilt per fabrikant).
- Een zekering gaat open als de accu ooit wordt blootgesteld aan temperaturen boven de 100° C.