Сколько я могу перезарядить 4,35 В LiPo?

Я строю зарядное устройство для набора ячеек 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 незначительную перезарядку, например, 10 мВ. Может ли это быть вредным для аккумулятора?

От какого перенапряжения батарея повреждается?

Уровень напряжения зарядки (прекращения) литий-ионных аккумуляторов определяется производителем. Спецификация основана на разумно допустимом числе циклов («срок службы батареи»), которую батарея может выдержать, скажем, 500 или 1000. Этот параметр зависит от химического состава конкретного элемента, внутренней конструкции, зарядного тока и выбирается 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 об «поврежденных» батареях, зависимость «срока службы батареи» от напряжения заряда представляет собой плавную непрерывную кривую. Конечно, в какой-то момент зависимость от срока службы заканчивается катастрофическим отказом, но опасения перезарядки 10 мВ сильно преувеличены. Однако 100 мВ более 4,35 В (для Li-Po аккумулятора) могут вызвать проблемы, см., Например, эту публикацию от Texas Instruments , стр. 3-5.

Таким образом, перезарядка 150 мВ по сравнению с номинальным 4,2 В приводит к увеличению мощности примерно на 10% в течение первых 50-100 циклов, но срок службы сокращается с 500-1000 циклов до примерно 200. При экстраполяции еще 100 мВ может привести к 30 -50 циклов жизни. Это означает, что 50 мВ по спецификации не убьет батарею.

Страница 3-7 также довольно информативна. Это говорит о том, что 70-80% емкости приходит на стадии CC, в то время как хвост (стадия CV) составляет всего 20-30% емкости, поэтому нет особой причины ждать до 0,03C. Большинство зарядных устройств TI по ​​умолчанию имеют 256 мА, чтобы завершить процесс зарядки.

Для более глубокого понимания и правильного применения зарядных устройств, возможно, вы захотите изучить другие материалы, как ЭТО ОДИН .

Зарядка Li-Poly и Li-Ion не так проста, как накачка напряжения на нем. Это двухступенчатая операция с постоянным током и постоянным напряжением.

1. Применяйте постоянный ток (скажем) 1C (так для батареи 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 сгладится (обычно около 0,03 ° С).

Вот кривая зарядки от батареи 1200 мАч, которую я заряжал на днях, используя мой настольный источник питания:

Как вы можете видеть, большую часть времени он ждет падения тока. Чем дольше вы ждете с постоянным напряжением, тем больше емкость. Я ждал до 0.03C.

Повышение напряжения сверх зарядного напряжения больше не будет толкать батарею. Длительное ожидание, чтобы текущая кривая стала более плоской, - это то, что вас интересует.

Использование любого устройства за пределами опубликованных спецификаций может привести к неопределенным результатам. При эксплуатации чего-либо, потенциально взрывоопасного, например, батареи, выходящей за пределы опубликованных параметров, может привести к взрывоопасным результатам.

Если бы было безопасно заряжать при напряжении выше спецификации, спецификации показали бы это. Обычно в форме абсолютной максимальной спецификации.

При отключении 4,35 В батарея уже повреждена для обычного элемента LiCoO2. Вам необходимо отключить при 4,15 В или 4,2 В максимум.

Величина энергоемкости между 4,1 и 4,2 В составляет всего 1,2% от общей энергоемкости. Между 4,2 В и 4,3 В это еще меньше, вероятно, 0,6% от общей емкости. На самом деле нет никакого смысла превышать 4,2 В, учитывая, что вы увеличиваете энергосодержание только на 0,6%, и это быстро и надолго уменьшит энергетическую емкость ячейки, даже если вы не часто включаете ее.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Это простая конструкция с постоянным током и постоянным напряжением, использующая 2 LM317. Я должен создать его сам, потому что очень трудно купить зарядное устройство на 4,35 В на рынке. Схема слишком упрощена, не забудьте добавить заглушки и защитный диод.

Установите выход U2 на 4,35 В во время без нагрузки, используя емкость R3 перед зарядкой. При полной зарядке оно не будет превышать 4,35 В. Также ознакомьтесь со спецификацией производителя батареи, упомяните мое зарядное напряжение 4,35 В + - 0,03 В.

Переключение постоянного тока в постоянное напряжение, а затем отключение при 4.2, когда зарядные устройства работают, не требуется. Все, что имеет значение, это то, что вы не включаете слишком много усилителей за раз и не допускаете превышения или понижения напряжения. Даже усилители, которые вы можете безопасно подключить, могут сильно различаться в зависимости от соц. Если становится тепло, зарядка отключается и прослужит дольше. По иронии судьбы взрыв с очень высоким током может фактически исцелить клетки, увеличивая плотность энергии и разрушая опасные дендриты. Но это еще шаг вперед.