Как быстро можно заряжать литий-ионный аккумулятор?


16

До сих пор я видел много литий-ионных зарядных устройств, которые полностью заряжаются за 1,5 часа и более. Существуют также зарядные устройства NiMH, которые утверждают, что заряжают NiMH батарею за 15 минут, а затем производитель заявляет, что это сокращает срок службы батареи по сравнению с рекомендуемой 6-часовой зарядкой.

Каков предел скорости зарядки литий-ионной батареи? Повлияет ли самый быстрый заряд на срок службы?


6
Это зависит от химического состава батареи, производителя и конкретной модели. Ознакомиться с таблицей для вашей конкретной батареи - это единственный способ узнать наверняка.
Олин Латроп

Ответы:


14

Батареи LiIon можно безопасно (в достаточной степени) заряжать по ставкам, рекомендованным их производителями. Быстрее может быть возможно и может быть «безопасно», но все гарантии отключены, и короткий срок или мгновенно очень короткий срок являются определенными вариантами.


Добавил последний . Эта таблица из приведенного ниже справочника по аккумуляторам дает отличные комментарии по времени зарядки LiIon.

введите описание изображения здесь


Стандартная спецификация - 1С макс.

Этот ток подается до достижения значения Vmax - обычно 4,1 или 4,2 В. Это напряжение поддерживается, и батарея потребляет понижающий ток под собственным «управлением», пока не будет принято решение о прекращении заряда.

При постоянном увеличении тока Vmax достигается на уровне от 66% до 85% от полной емкости - вероятно, обычно около 80%? При 1С 80% емкости достигается за 80% за 1 час = 48 минут. НЕКОТОРЫЕ быстрые зарядные устройства объявляют, что зарядка завершена, поэтому некоторые могут показаться очень быстрыми, не делая ничего умного, кроме как остановиться рано .

Это оптимальная точка хранения для долгой жизни.

Ток теперь будет линейно понижаться до нуля под контролем химического состава батареи. Чем ниже становится, тем медленнее идет. Некоторые зарядные устройства прекращают зарядку, скажем, на 33% от полного тока, или на 25%, или на 20%, или на 10%. Чтобы получить максимально возможную емкость, ток должен падать до низкого% от максимума, поэтому может потребоваться намного больше времени, чем требуется для ввода первых 80% или около того. Таким образом, некоторые зарядные устройства могут остановиться на, скажем, I = 33% от максимума и занять 2 часа , а другие могут остановиться на 10% от Imax и занять 4 часа. - и все они могут быть близки к идентичным в общих принципах.

Из-за того, что медленный хвост уменьшающегося тока является неотъемлемой частью действительно полного заряда, удвоение Imax, скажем, 2C, только сделает зарядку несколько быстрее из-за длинного хвоста уменьшающегося тока.


Вот лучший, чем обычно, комментарий по зарядке LiIon. Battery University - Зарядка литий-ионных аккумуляторов

Текст оттуда - примечание комментирует "чудо зарядное устройство".

  • Литий-ионное зарядное устройство - это устройство для ограничения напряжения, аналогичное свинцово-кислотной системе. Разница заключается в более высоком напряжении на элемент, более жестком допуске по напряжению и отсутствии промежуточного или поплавкового заряда при полном заряде. В то время как свинцовая кислота предлагает некоторую гибкость в отношении отключения напряжения, производители литий-ионных элементов очень строги к правильной настройке, потому что литий-ионный не может принять перезарядку.

    • Так называемого чудо-зарядного устройства, которое обещает продлить срок службы батареи, и способов, которые закачивают дополнительную емкость в элемент, здесь не существует . Li-ion - это «чистая» система, которая поглощает только то, что может. Все лишнее вызывает стресс. Большинство элементов заряжается до 4,20 В / элемент с допуском +/– 50 мВ / элемент. Более высокое напряжение может увеличить емкость, но в результате окисление элемента сократит срок службы. Более важным является вопрос безопасности при зарядке свыше 4,20 В / элемент. На рисунке 1 показана сигнатура напряжения и тока, когда литий-ионный элемент проходит через каскады для постоянного тока и начального заряда.

http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries

введите описание изображения здесь


Появились новые химические составы на основе лития и новые механические устройства, которые позволяют заряжать элементы на основе лития более быстрыми темпами. Если производитель говорит, что это так, то это действительно может быть. Я видел, по-видимому, стандартные элементы LiIon с номинальным зарядом 2C, но норма составляет максимум 1C. (см. выше)

Основным фактором, влияющим на время жизни и скорость литиевых ионов, является значительное изменение механического объема, когда металлический литий добавляется или удаляется из частей элемента. Такие проблемы являются важным фактором в определении продолжительности цикла LiIon. Одна попытка улучшить это включала создание структуры, которая оставалась на месте, когда литий покрывался и давал механическую стабильность. Это приводит к уменьшению доступной емкости, что приводит к тому, что структура воспринимает это, а другие эффекты приводят к снижению максимального напряжения на клеммах, НО дал нам батарею Goodenough (великое имя)он же liFePo4 с емкостью около 60% + и на 15% меньшим напряжением на клеммах, значительно более долговечным и более надежными электрическими характеристиками. [Гуденоф легче запомнить, чем настоящий изобретатель Акшая Падхи (член исследовательской группы Гуденофа).

Гуденхоу интервью 2001 года !!! Вау !!!


Это один из моих любимых ответов на ваши ответы, которые я прочитал, не знаю, как я это пропустил, но мне это нравится.
Кортук

Диаграммы, графики и данные. Хорошие ответы сделаны из них! : D
Джастин Пирс,

5

Время зарядки составляет от трех до пяти часов, в зависимости от используемого зарядного устройства.
Как правило, аккумуляторы для сотовых телефонов можно заряжать при 1C, а в ноутбуках - при 0,8C,
где C - это ток, который разряжает аккумулятор в течение одного часа.
введите описание изображения здесь


@ Gouse, если вы заряжаете от 1С, зарядка должна быть сделана задолго до 3-5 часов. За исключением последних 10%, для достижения 90% потребуется чуть меньше часа.
Кортук
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.