Ток окончания зарядки литий-ионного аккумулятора

У меня почти нет опыта с Li-Ion зарядкой.

Документация к батарее очень скудная, но есть информация о профиле зарядки:

  • Стадия 1: постоянный ток 0,82 ампера (0,2 °C) до тех пор, пока напряжение не достигнет 4,2 В.
  • Этап 2: постоянное напряжение (4,2 В) с уменьшением тока 0,82 А -> 0,12 А.

Я хочу разработать зарядное устройство для этой батареи. Я нашел несколько зарядных ИС (например, LT3650), которые очень хорошо подходят для моей конструкции, но эта ИС завершает процесс зарядки при 1/10 запрограммированного зарядного тока. В моем случае: 0,82 А / 10 = 0,082 А, что примерно в 1,5 раза ниже, чем 0,120 А в спецификации батареи.

Я немного напутал с минимальным током заряда в спецификации, я предположил, что чем меньший ток вы можете обеспечить, тем более «полностью» вы заряжаете аккумулятор.

  • Безопасно ли продолжать зарядку Li-ion после порога 0,12 А до 0,082 А (и как это может повлиять на батарею) или
  • лучше ли использовать микросхемы с запрограммированным пользователем током завершения (например, LTC4068-4.2), чтобы остановить процесс зарядки точно при 0,12 А?
Вы этого не говорили : Этап 3 : отключить зарядное устройство. Вы, наверное, так думали, но это важно, так что просто удостоверьтесь.

Ответы (2)

Было бы полезно иметь техпаспорт этой батареи, какой бы плохой она ни была.

Зарядка 0,2C кажется чрезмерно консервативной. Это будет означать более 5 часов для полной зарядки (скорее всего, 6-7 часов). Я не знаком со всеми возможными ионно-литиевыми химическими веществами, но я никогда не слышал о химических веществах, требующих зарядки только при 0,2 C; обратите внимание, что это может быть полезно для минимизации износа батареи, особенно если такое длительное время зарядки вас не беспокоит. Таким образом, было бы также полезно, если бы вы указали, для чего вы оптимизируете: износ батареи, время зарядки, время работы до разрядки батареи и т. д.

Учитывая, что 0,2C составляет 0,82 А, то ваша батарея предположительно имеет емкость 4,1 Ач. Типичные рекомендации указывают на отсечку заряда при температуре от 0,03°C до 0,05°C. Похоже, что значение 0,03C было выбрано для достижения примерно 0,12 A, рекомендованных производителем.

Предполагая, что это заурядная химия, такая как LiCoO2, и ваше зарядное устройство отключается при 10% запрограммированного зарядного тока, я думаю, вы могли бы использовать зарядный ток чуть более 0,2C, чтобы отсечка приходилась на это 0,03C до 0,05C. Учитывая, что 0,5C, как правило, безопасно для химических веществ, с которыми я знаком, я бы лично выбрал где-то от 0,3C до 0,5C, чтобы заряд отключался при температуре от 0,03C до 0,05C. Таким образом, от 1,2 А до 2 А, вероятно, будет хорошим выбором; выберите из нижнего предела, если вы хотите быть консервативным и свести к минимуму износ батареи, и из верхнего предела, если вы не можете позволить себе медленную зарядку.

Опять же, обратите внимание, что я предполагаю, что это заурядная химия, и она может не обязательно относиться к конкретному химическому составу вашей батареи. Следовательно, именно поэтому таблица данных была бы наиболее полезной, чтобы дать лучший ответ.

По поводу меньшего тока отсечки «более полная зарядка аккумулятора»: да, можно получить пару % больше, остановив зарядку позже. Однако это негативно отражается на износе батареи. Батареи изнашиваются тем больше, чем дольше они остаются на высоком уровне заряда. Если заменить батарею легко и дешево, это может быть приемлемым компромиссом. С другой стороны, на своих ноутбуках, планшетах, мобильных телефонах я лично не заряжаю их до 100%, чтобы попытаться продлить срок службы их аккумуляторов.

спасибо за такой подробный ответ. У меня есть только одностраничный техпаспорт, переведенный с китайского: drive.google.com/open?id=1yuf7CvGxzmIGj1NRxLiIOJKFhJLWuE5H .
Мне он кажется обычным аккумулятором. Я действительно не понимаю, почему производитель рекомендует только зарядку 0,2C. Лично меня бы устроил совет, который я представил, но, конечно, примите необходимые меры предосторожности при тестировании режимов зарядки, выходящих за рамки рекомендованных производителем. Если у вас есть настольный блок питания, я бы порекомендовал сначала попробовать с ним — установите напряжение на 4,2 В (проверьте с помощью цифрового мультиметра) и ток на 1,2 А и следите за тем, чтобы он отключался после того, как он достигнет 0,12 А в режиме CV. Следите за повышением температуры или внезапными изменениями тока и немедленно прекращайте зарядку.
Спасибо за совет, звучит очень разумно
Эта батарея рассчитана только на разряд 1С. Обычно максимальная безопасная скорость заряда как минимум в 5 раз ниже максимальной скорости разряда. Это может показаться низким, но батарея, вероятно, была оптимизирована для большой емкости за счет обработки тока.
Я не читал техническое описание, так как утверждает, что 1С - это максимальная скорость разряда. Это просто дает более низкую цифру емкости для разряда 1C, что, по моему опыту, совершенно нормально.
Липо с высокой скоростью C не испытывают снижения емкости на 12% при 1C. Я прочитал техническое описание, в котором говорится, что это самая высокая указанная скорость разряда, а все, что выше, является «неизведанными водами». Может быть, он может выдержать больше, но вы можете поспорить, что емкость будет еще меньше.
Это не похоже на силовую ячейку (такую, которая используется, скажем, в электроинструментах), а скорее на обычную энергетическую ячейку, которую можно найти в мобильном телефоне, планшете или ноутбуке. Для них потеря мощностей у 1С кажется разумной. Примечание. Я предлагаю заряжать не при 1C, а от 0,3C до 0,5C.

Безопасно ли продолжать зарядку Li-ion после порога 0,12 А до 0,082 А?

Вероятно. Величина дополнительной зарядки между 0,12 А и 0,082 А должна быть очень маленькой.

Если вы беспокоитесь о перезарядке, уменьшите напряжение, например. 4,1 В вместо 4,2 В. Это немного снизит емкость, но создаст меньшую нагрузку на батарею, чем полная зарядка и ее стабилизация до более высокого напряжения.

лучше ли использовать микросхемы с запрограммированным пользователем током завершения (например, LTC4068-4.2), чтобы остановить процесс зарядки точно при 0,12 А?

Точный ток окончания не критичен, но напряжение критично. Обычно целью является зарядка как можно быстрее, что требует немного более высокого напряжения для преодоления внутреннего сопротивления. Затем требуется прекращение заряда, чтобы избежать перезарядки. Но если вы не против подождать, вы можете зарядить до немного более низкого напряжения, и ток автоматически упадет до нуля при безопасном напряжении (< 4,2 В).

Что больше всего сокращает срок службы батареи, так это то, что она остается полностью заряженной в течение длительного времени (особенно при высокой температуре) и разряжается менее чем до 20% оставшейся емкости (ниже 7,4 В «разомкнутая цепь»). При высоком напряжении катод окисляется быстрее, увеличивая сопротивление и уменьшая доступную мощность. Полное циклирование батареи увеличивает механическую деградацию активного материала на пластинах.

Как продлить срок службы литиевых батарей