Я строю зарядное устройство для набора аккумуляторов LiPo. Моя схема должна убедиться, что они полностью заряжены до максимального уровня 4,35 В. В то же время схема должна защищать элементы от перезаряда. Зарядка прекращается при достижении уровня 4,35 В.
Допуски на компоненты могут вызвать небольшой перезаряд, например 10 мВ. Может ли это быть вредно для аккумулятора?
От какого перенапряжения повреждается аккумулятор?
Уровень напряжения заряда (разрядки) литий-ионных аккумуляторов указывается производителем. Спецификация основана на разумно принятом количестве циклов («срок службы батареи»), которое батарея может выдержать, скажем, 500 или 1000. Этот параметр зависит от конкретного химического состава элемента, внутренней конструкции, зарядного тока и подбирается производителем для лучшая рыночная стоимость.
Более высокое зарядное напряжение приводит к небольшому увеличению емкости аккумулятора, но сокращает срок его службы. Рекомендуемое производителем напряжение является компромиссом между этими двумя параметрами.
Вопреки городским мифам о «испорченных» аккумуляторах, зависимость «срока службы аккумуляторов» от напряжения заряда представляет собой плавную непрерывную кривую. Конечно, зависимость от срока службы в какой-то момент заканчивается катастрофическим отказом, но опасения по поводу перезарядки на 10 мВ сильно преувеличены. Однако 100 мВ выше 4,35 В (для Li-Po аккумуляторов) могут вызвать проблемы, см., например, эту публикацию от Texas Instruments , стр. 3-5.
Таким образом, перезарядка на 150 мВ сверх номинальных 4,2 В приводит к увеличению емкости примерно на 10% в течение первых 50–100 циклов, но срок службы сокращается с 500–1000 циклов до примерно 200. Экстраполируя, еще 100 мВ дадут примерно 30 циклов. -50 циклов жизни. Это означает, что превышение спецификации на 50 мВ не убьет батарею.
Страница 3-7 также довольно информативна. В нем говорится, что 70-80% мощности приходится на стадию CC, а хвост (стадия CV) составляет только 20-30% мощности, поэтому нет особых причин ждать до 0,03C. Большинство зарядных устройств TI по умолчанию используют ток 256 мА для завершения процесса зарядки.
Для получения дополнительной информации и правильного применения зарядных устройств можно изучить другие материалы, такие как ЭТОТ .
Зарядить Li-Poly и Li-Ion не так просто, как просто подать на них напряжение. Это двухступенчатая операция, включающая как постоянный ток, так и постоянное напряжение.
Вот кривая заряда батареи емкостью 1200 мАч, которую я зарядил на днях с помощью настольного источника питания:
Как вы можете видеть, большую часть времени он ждет, пока ток упадет. Чем дольше вы ждете с постоянным напряжением, тем больше емкость. Я ждал ровно до 0,03C.
Повышение напряжения сверх напряжения заряда больше не приведет к проникновению в ячейку. Вас интересует более длительное ожидание, пока текущая кривая станет более плоской.
Эксплуатация любого устройства за пределами опубликованных спецификаций может привести к непредсказуемым результатам. Эксплуатация такого потенциально взрывоопасного предмета, как батарея, за пределами опубликованных параметров может привести к взрывоопасным последствиям.
Если бы было безопасно заряжать напряжением, превышающим спецификации, спецификации показали бы это. Обычно в виде абсолютной максимальной спецификации.
При отсечке 4,35 В батарея уже повреждается для обычного элемента LiCoO2. Вы должны отсечь на 4,15 В или 4,2 В максимум.
Сумма энергоемкости между 4,1 и 4,2 В составляет всего 1,2% от общей энергоемкости. Между 4,2 В и 4,3 В еще меньше, наверное, 0,6% от общей емкости. На самом деле нет смысла подниматься выше 4,2 В, учитывая, что вы увеличиваете энергоемкость всего на 0,6%, а это быстро и навсегда снизит энергоемкость элемента, даже если вы не будете часто циклировать свой элемент.
смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab
Это простая конструкция с постоянным током и постоянным напряжением с использованием 2 LM317. Я должен собрать его сам, потому что очень трудно купить зарядное устройство на 4,35 В на рынке. Схема слишком упрощена, не забудьте добавить колпачки и защитный диод.
Установите выход U2 на 4,35 В без нагрузки, используя потенциометр R3 перед зарядкой. При полной зарядке оно не превысит 4,35В. Также проверьте спецификацию производителя на батарею, я упоминаю 4,35 В +- 0,03 В при зарядном напряжении.
Переключение постоянного тока на постоянное напряжение, а затем отключение на 4,2, как работают зарядные устройства, не требуется. Все, что имеет значение, это то, что вы не включаете слишком много ампер за раз и не выходите за пределы напряжения. Даже усилители, которые вы можете безопасно подключить, могут сильно различаться в зависимости от соц. Если станет теплее, зарядка отключится и продержится дольше. По иронии судьбы, взрыв очень высокой силы тока может на самом деле исцелять клетки, увеличивая плотность энергии и разрушая опасные дендриты. Но это шаг вперед.
Питер Смит
К.Мулье
Питер Смит
К.Мулье
пользователь
Але..ченски
Крис Х
Тони Стюарт EE75