درک فرآیند شارژ باتری لیتیوم یون

فرآیند شارژ بهینه برای باتری های لیتیوم یون را می توان به چهار مرحله اصلی تقسیم کرد:شارژ خروجی,شارژ جریان ثابت,شارژ ولتاژ ثابتوپایان پرداختهر مرحله ای نقش حیاتی در حفظ کارایی، ایمنی و عمر باتری دارد. بیایید آن را تجزیه کنیم:

مرحله ۱: شارژ قطره

شارژ خروجی برای استفاده ازپیش شارژیابهبودوقتی ولتاژ باتری کمتر از حدود3V، فرآیند شارژ با یک جریان کم و ثابت از0.1Cاین شارژ ملایم اطمینان از ایمنی و بازیابی باتری قبل از پیشرفت به مرحله بعدی را تضمین می کند.

مرحله ۲: شارژ جریان ثابت

هنگامی که ولتاژ باتری بالاتر از آستانه شارژ قطره افزایش می یابد، جریان افزایش می یابد تا شروع شودشارژ جریان ثابت (CC)در این مرحله، جریان شارژ معمولا بین0.2C تا 1.0C.

• نکته کلیدی:
  • جریان لازم نیست کاملا ثابت باشد؛ یک جریان تقریبا ثابت کافی است.
  • برای طرح های شارژر خطی، جریان اغلب با افزایش ولتاژ باتری کمی افزایش می یابد تا از بین رفتن گرما در ترانزیستورهای قدرت به حداقل برسد.
  • شارژ در جریان های بالاتر از1Cزمان شارژ کل را کاهش نمی دهد. اگرچه فاز جریان ثابت کوتاه تر خواهد بود،فاز ولتاژ ثابت بعدی به دلیل افزایش مقاومت داخلی و ولتاژ بیش از حد الکترود طول می کشد.

مرحله سوم: شارژ ولتاژ ثابت

وقتي که ولتاژ باتري به4.2V، فاز جریان ثابت به پایان می رسد و شارژر بهشارژ ولتاژ ثابت (CV)در اين مرحله:

• ولتاژ ثابت در4.2Vبا یک تحمل دقیق بهتر از±1%برای دستیابی به عملکرد بهینه
• جریان شارژ به تدریج با نزدیک شدن باتری به ظرفیت کامل کاهش می یابد.

مرحله ۴: پایان دادن به پرداخت

بر خلاف باتری های نیکل،شارژ قطره ای مستمر توصیه نمی شودبرای باتری های لیتیوم یون، شارژ طولانی مدت می تواند باعث پوشش لیتیوم فلزی بر روی الکترودها شود.ایجاد عدم ثبات باتری و به طور بالقوه منجر به شکست ناگهانی یا تجزیه سریع.

دو روش رایج پایان دادن به شارژاستفاده می شود:

1. روش حداقل جریان:
   • شارژر جریان را در طول فاز ولتاژ ثابت کنترل می کند. شارژ زمانی متوقف می شود که جریان به بین0.02C و 0.07C.
2. روش تایمر:
   • یک تایمر در آغاز فاز ولتاژ ثابت شروع می شود و شارژ به طور خودکار پس از حدود2 ساعت.
   • این روش همچنین می تواند با روش حداقل جریان برای افزایش ایمنی ترکیب شود.

مدت زمان شارژ و اقدامات ایمنی

فرآیند شارژ کامل چهار مرحله ای معمولاً حدود2.5 تا 3 ساعتبرای شارژ کامل یک باتری لیتیوم یون کاملا خالی

شارژرهای پیشرفته دارای ویژگی های ایمنی اضافی هستند، مانند:

• توقف شارژ اگر دمای باتری بیش از محدوده مشخص (معمولا0°C تا 45°C)
• نظارت بر ولتاژ، جریان و دمای برای جلوگیری از شارژ بیش از حد و گرم شدن بیش از حد.

چرا پرداخت هزینه مهم است؟

از منحنی شارژ یک باتری لیتیوم یون مشخص است که هر فاز دارای ویژگی های خاص طراحی شده برای:

• حداکثر عملکرد باتری و طول عمر را افزایش دهید.
• جلوگیری از آسیب ناشی از روش های شارژ نادرست

با درک و پیروی از این فرآیند شارژ ساختار یافته،شما می توانید استفاده مناسب از باتری های لیتیوم یون را تضمین کنید و آنها را از خرابی های احتمالی یا آسیب ناشی از شارژ بیش از حد یا جریان بیش از حد محافظت کنید.