Ile mogę przeładować LiPo 4,35 V?

Buduję ładowarkę do zestawu ogniw LiPo. Mój obwód musi się upewnić, że są w pełni naładowane do maksymalnego poziomu 4,35 V. Jednocześnie obwód powinien chronić komórki przed przeładowaniem. Ładowanie zatrzymuje się po osiągnięciu poziomu 4,35 V.

Tolerancje elementów mogą powodować niewielkie przeładowanie, na przykład 10 mV. Czy może to być szkodliwe dla akumulatora?

Od jakiego przepięcia bateria ulega uszkodzeniu?

Poziom napięcia ładowania (zakończenia) akumulatorów litowo-jonowych określa producent. Specyfikacja oparta jest na racjonalnie przyjętej liczbie cykli („żywotność baterii”), jaką bateria może wytrzymać, powiedzmy, 500 lub 1000. Ten parametr zależy od konkretnej chemii ogniwa, budowy wewnętrznej, prądu ładowania i jest wybierany przez producenta dla najlepsza wartość rynkowa.

Wyższe napięcie ładowania prowadzi do nieznacznego wzrostu pojemności akumulatora, ale skraca jego żywotność. Napięcie zalecane przez producenta jest kompromisem między tymi dwoma parametrami.

W przeciwieństwie do miejskich mitów o „uszkodzonych” bateriach, zależność „żywotności baterii” od napięcia ładowania jest płynną krzywą ciągłą. Z pewnością zależność od życia kończy się w pewnym momencie katastrofalną awarią, ale obawy przed przeładowaniem o 10 mV są rażąco zawyżone. Jednak 100 mV powyżej 4,35 V (dla akumulatora Li-Po) może powodować problem, patrz na przykład ta publikacja z Texas Instruments , strona 3-5.

Tak więc przeładowanie 150 mV powyżej nominalnego 4,2 V prowadzi do około 10% większej pojemności przez pierwsze 50-100 cykli, ale żywotność skraca się z 500-1000 cykli do około 200. Ekstrapolacja, kolejne 100 mV spowoduje może 30 -50 cykli życia. Oznacza to, że 50 mV powyżej specyfikacji nie zabije akumulatora.

Strona 3-7 jest również dość pouczająca. Mówi, że 70-80% pojemności nadchodzi podczas etapu CC, podczas gdy ogon (etap CV) stanowi zaledwie 20-30% pojemności, więc nie ma większego powodu, aby czekać do 0,03 ° C. Większość ładowarek TI ma domyślnie 256 mA, aby zakończyć proces ładowania.

Aby uzyskać więcej informacji i prawidłowe zastosowanie ładowarek, warto sprawdzić inne materiały jako TYLKO JEDEN .

Ładowanie Li-Poly i Li-Ion nie jest tak proste, jak pompowanie napięcia. Jest to dwustopniowa operacja obejmująca zarówno stały prąd, jak i stałe napięcie.

1. Zastosuj stały prąd (powiedzmy) 1C (więc dla baterii 1200 mAh, która wynosi 1,2A), aż napięcie wzrośnie do 4,35V
2. Przełącz na stałe napięcie, stosując 4,35 V, aż prąd się wyrówna (zwykle około 0,03 ° C).

Oto krzywa ładowania z akumulatora o pojemności 1200 mAh, który ładowałem innego dnia za pomocą zasilacza:

Jak widać przez większość czasu, czeka na spadek prądu. Im dłużej czekasz ze stałym napięciem, tym większa pojemność. Czekałem do dokładnie 0,03 ° C.

Zwiększenie napięcia powyżej i powyżej napięcia ładowania nie będzie już zmuszać do celi. Interesuje Cię dłuższe oczekiwanie na spłaszczenie bieżącej krzywej.

Obsługa dowolnego urządzenia poza opublikowanymi specyfikacjami może prowadzić do nieokreślonych wyników. Podczas używania czegoś tak potencjalnie wybuchowego jak bateria poza opublikowanymi parametrami może dojść do wybuchu.

Gdyby ładowanie przy napięciu przekraczającym specyfikację było bezpieczne, specyfikacje by to pokazały. Zwykle w formie absolutnej specyfikacji maksymalnej .

Przy odcięciu 4,35 V akumulator jest już uszkodzony w zwykłym ogniwie LiCoO2. Musisz odciąć przy 4,15 V lub maksymalnie 4,2 V.

Ilość pojemności energetycznej między 4,1 a 4,2 V stanowi zaledwie 1,2% całkowitej pojemności energetycznej. Pomiędzy 4,2 V a 4,3 V jest to jeszcze mniej, prawdopodobnie 0,6% całkowitej pojemności. Naprawdę nie ma sensu przekraczać 4,2 V, biorąc pod uwagę, że zwiększasz tylko zawartość energetyczną o 0,6%, a to szybko i trwale zmniejsza pojemność energetyczną ogniwa, nawet jeśli nie cyklicznie go obracasz.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Jest to prosta konstrukcja stałego napięcia stałego wykorzystująca 2 LM317. Muszę sam zbudować, ponieważ bardzo trudno jest kupić na rynku ładowarkę 4,35 V. Obwód jest zbyt uproszczony, pamiętaj o dodaniu zaślepek i diody ochronnej.

Przed ładowaniem ustaw moc wyjściową U2 na 4,35 V przy braku obciążenia za pomocą potencjometru R3. Przy pełnym naładowaniu nie przekroczy 4,35 V. Sprawdź również specyfikację producenta akumulatora, wspomnij o 4,35 V + - 0,03 V. Napięcie ładowania.

Stałe przełączanie prądu na stałe napięcie, a następnie wyłączanie przy 4,2, gdy działają ładowarki, nie jest konieczne. Liczy się tylko to, że nie wkładasz jednocześnie zbyt wielu wzmacniaczy i nie przepuszczasz ani nie podnosisz napięcia. Nawet wzmacniacze, które możesz bezpiecznie umieścić, mogą się znacznie różnić w zależności od soc. Jeśli robi się ciepło, ładowanie z powrotem się wyłącza i będzie działać dłużej. Ironicznie wybuchający bardzo wysokim prądem może faktycznie leczyć komórki, zwiększając gęstość energii i niszcząc niebezpieczne dendryty. Ale to idzie o krok dalej.