Насколько я могу перезарядить LiPo 4,35 В?

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?

Перезарядка Li+ или LiPo может привести к захватывающей пиротехнике с разбросанными вокруг кусочками (того, что было) батареи со значительной энергией.
В точку. Вот почему я хотел бы знать, сколько допусков в милливольтах я могу принять в своей измерительной цепи (той, которая защищает мою батарею).
Использование 1% компонентов (допуск 2% для пути контроля) и устройства обратной связи с субмилливольтным смещением дает около 6 мВ без специальных мер; измерение действительно должно быть установлено на несколько мВ ниже для безопасности.
Хорошо, но предположим, что по какой-то причине я на самом деле подаю напряжение 4,351 В вместо 4,350 В. Взорвется ли он? Возможно нет. А если подать 4,352 В. Взорвется? Обычно нет. Но что, если... Вы поняли? До какого уровня может безопасно подняться клетка?
+1. Я думаю, что это здоровый инженерный подход — знать допустимые пределы для всех компонентов. Большинство ответов / комментариев просто распространяют панику без каких-либо подтверждающих данных.
Если это действительно указано как 4,35 В, все, что меньше 50 мВ, является ошибкой округления. Если это критично для уровня 10 мВ, его следует указать (в том числе и в вашем вопросе) как 4,35 0 ​​В.
Мои исследования показывают, что снижение напряжения заряда CV даже до 3,9 В снижает емкость, но значительно увеличивает общий срок службы, эквивалентный примерно 2500 циклам номинальной емкости Ач. ТАКЖЕ выбор 50% DoD также продлевает срок службы Ah. Но если вас не волнует срок службы, вы можете получить более низкое ESR и более высокое значение A при более высокой температуре, хотя и с уменьшенным Ah. У Cadex есть данные по этому поводу.

Ответы (5)

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.введите описание изображения здесь

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.

  1. Подайте постоянный ток (скажем) 1C (то есть для батареи емкостью 1200 мАч это 1,2 А), пока напряжение не поднимется до 4,35 В.
  2. Переключитесь на постоянное напряжение, применяя 4,35 В, пока ток не выровняется (обычно около 0,03 ° C).

Вот кривая заряда батареи емкостью 1200 мАч, которую я зарядил на днях с помощью настольного источника питания:

введите описание изображения здесь

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.

Спасибо, это очень интересно. Но на сколько милливольт может быть "постоянное напряжение" выше заявленного? Спецификация для моего аккумулятора 4,35 В, для вашего аккумулятора 4,20 В.
Вы не должны превышать номинальное напряжение заряда. Невозможно сказать, сколько вы можете пройти, прежде чем он взорвется — это может быть 1 пВ или 250 мВ. Все, что сверх того, на что он рассчитан, потенциально опасно.
Да, хороший момент: следуйте инструкциям / спецификациям — для этого они и были предоставлены.
Примечание: в вашем техническом паспорте аккумуляторов должны быть указаны точные характеристики того, для чего они предназначены.
«Использование любого устройства, выходящего за рамки опубликованных спецификаций, может привести к неопределенным результатам». Что ж, природа, безусловно, определила результаты. Они просто неизвестны вам.
Смотри, ма! Тролль! Могу ли я покормить его? Могу я?
Фактически процесс состоит из четырех стадий: предварительная зарядка (когда напряжение элемента ниже определенного порога), заряд CC (70-80% емкости), стадия CV (20-30% емкости) и подзарядка.
Вы никогда не должны позволять клетке опускаться ниже порога, поэтому она нуждается в кондиционирующем заряде. Подзарядка не является этапом зарядки, это просто то, что вы можете сделать, чтобы держать его заряженным после завершения зарядки.
Порог разряда также является довольно произвольным параметром. Жесткого "порога" нет.
Приличный аккумулятор содержит схему защиты от переразряда, поэтому производители аккумуляторов, очевидно, полагают, что существует пороговое значение. Лично я принимаю их мнение как истину.
@CortAmmon, таблицы данных для аккумуляторов обычно содержат только «рекомендуемое» единственное значение зарядного напряжения. «Точные» спецификации не помогают в определении технических допусков для зарядного оборудования. Я подозреваю, что эти производители сами понятия не имеют, фактические данные глубоко скрыты в отделах исследований и разработок, откуда эти производители украли конструкцию ячейки.

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.

Как видно из диаграммы TI в ответе выше, емкость накопителя, полученная за счет дополнительных 0,1 В после 150–200 циклов, становится незначительной. Лучше всего поддерживать предельное напряжение на уровне 4,2 (я полагаю, расслабленным), если вы планируете использовать элементы более 150 циклов. Это также верно для календарной жизни в дополнение к циклической жизни.
есть разные варианты использования батарей. Скажем, в радиоуправляемых соревнованиях (гоночные автомобили, самолеты и т. д.) при токах разряда 100-200 А аккумулятор может использоваться всего несколько раз, а максимальная емкость заряда может определить, выиграете вы или проиграете.
В настоящее время некоторые батареи LiPo утверждают, что работают при напряжении 4,35 В с использованием специальной технологии. Означает ли это, что их продолжительность жизни сильно сокращается?
Он называется LiHV, посмотрите это сравнение и тест: oscarliang.com/lihv-lipo-drone-battery-hvli

схематический

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.

Но если у вас есть эти ячейки с более высоким напряжением, конечно, вы можете перейти на более высокое напряжение.
Спасибо @hummina. Похоже, у вас есть несколько фоновых аккумуляторов. Вы работаете в этой сфере?