4.35V LiPo'yu ne kadar fazla şarj edebilirim?

Bir dizi LiPo hücresi için şarj cihazı yapıyorum. Devrem, maksimum 4.35V seviyelerine tamamen şarj olduklarından emin olmalıdır. Aynı zamanda, devre hücreleri aşırı şarjdan korumalıdır. 4.35V seviyesine ulaşıldığında şarj işlemi durur.

Bileşenler üzerindeki toleranslar, örneğin 10mV gibi küçük bir aşırı şarja neden olabilir. Bu pil için zararlı olabilir mi?

Batarya hangi aşırı voltajdan hasar görür?

Li-ion pillerin şarj (sonlandırma) voltaj seviyesi üretici tarafından belirtilmiştir. Spesifikasyon, bir pilin, örneğin 500 veya 1000'e dayanabileceği makul ölçüde kabul edilen döngü sayısına ("pil hizmet ömrü") dayanmaktadır. Bu parametre, belirli hücre kimyasına, dahili yapıya, şarj akımına bağlıdır ve üretici tarafından pazarlanabilir en iyi değer.

Daha yüksek şarj voltajı pil kapasitesinde hafif bir artışa neden olur, ancak pil ömrünü kısaltır. Üreticinin tavsiye ettiği voltaj, bu iki parametre arasında bir değiş tokuştur.

"Hasarlı" pillerin kentsel mitlerinin aksine, "pil servis ömrünün" şarj voltajına bağımlılığı sorunsuz bir sürekli eğridir. Kesinlikle ömür boyu bağımlılık bir noktada felaket başarısızlığı ile sona erer, ancak 10 mV aşırı şarj korkusu aşırı abartılır. Bununla birlikte, 4.35 V (Li-Po pil için) üzerinde 100 mV bir soruna neden olabilir, örneğin bkz . Texas Instruments'ın bu yayını , sayfa 3-5.

Böylece, nominal 4.2 V üzerinde 150 mV aşırı şarj, ilk 50-100 döngü için yaklaşık% 10 daha fazla kapasiteye yol açar, ancak hizmet ömrü 500-1000 döngüden yaklaşık 200'e düşer. Ekstrapolasyon, başka bir 100 mV belki 30 ile sonuçlanır. -50 devir ömrü. Bu, spesifikasyonun üzerindeki 50 mV'nin pili öldürmeyeceği anlamına gelir.

Sayfa 3-7 de oldukça bilgilendiricidir. CC aşaması sırasında kapasitenin% 70-80'inin geldiğini, kuyruk (CV aşaması) kapasitenin sadece% 20-30'unu oluşturduğunu söylüyor, bu nedenle 0.03C'ye kadar beklemek için fazla bir neden yok. Çoğu TI şarj cihazı, şarj işlemini sonlandırmak için varsayılan olarak 256 mA olarak ayarlanmıştır.

Daha fazla bilgi ve şarj cihazlarının doğru uygulanması için, diğer malzemeler BU BİR gibi incelenebilir .

Li-Poly ve Li-Ion şarj etmek, sadece bir voltaj pompalamak kadar basit değildir. Hem sabit akım hem de sabit voltaj içeren iki aşamalı bir işlemdir.

1. Voltaj 4.35V'a yükselene kadar 1C (1.2A olan 1200mAh pil için) sabit bir akım uygulayın
2. Akım düzelene kadar (genellikle 0.03C civarında) 4.35V uygulayarak sabit voltaja geçin.

İşte, tezgah güç kaynağımı kullanarak geçen gün şarj ettiğim 1200mAh bataryadan şarj eğrisi:

Gördüğünüz gibi çoğu zaman akımın düşmesini bekliyor. Sabit voltajla ne kadar uzun beklerseniz kapasite o kadar büyük olur. Tam olarak 0.03C'ye kadar bekledim.

Şarj voltajının üstündeki ve üzerindeki voltajın arttırılması, hücreye daha fazla zorlanmayacaktır. İlgilendiğiniz şey mevcut eğrinin daha düz hale gelmesini beklemek.

Yayınlanan spesifikasyonlar dışında herhangi bir cihazın çalıştırılması tanımsız sonuçlara yol açabilir. Yayınlanan parametrelerin dışında bir pil kadar potansiyel olarak patlayıcı bir şey çalıştırıldığında patlayıcı sonuçlara yol açabilir.

Spesifikasyonların üzerinde bir voltajla şarj etmek güvenli olsaydı, spesifikasyonlar bunu gösterecektir. Genellikle mutlak maksimum şartname şeklinde.

4,35 V kesme değerinde, pil normal bir LiCoO2 hücresi için zaten hasar görmüştür. Maksimum 4,15 V veya 4,2 V'de kesmeniz gerekir.

4.1 ve 4.2 V arasındaki enerji kapasitesi toplam enerji kapasitesinin sadece% 1.2'sidir. 4,2 V ve 4,3 V arasında, toplam kapasitenin muhtemelen% 0,6'sı daha da düşüktür. Enerji içeriğini sadece% 0,6 oranında artırdığınız ve hücrenizi sık sık devretmeseniz bile, hücrenin enerji kapasitesini hızlı ve kalıcı olarak azaltacağı göz önüne alındığında, gerçekten 4.2 V'un üzerine çıkmanın bir anlamı yoktur.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Bu, 2 LM317 kullanan basit bir sabit akım sabit voltaj tasarımıdır. Kendim bir tane yapmalıyım çünkü piyasada 4.35V şarj cihazı satın almak çok zor. Devre aşırı basitleştirilmiş, kapakları ve koruma diyotunu eklemeyi unutmayın.

Şarj etmeden önce R3 kabı kullanarak yüksüzken U2 çıkışını 4,35V olarak ayarlayın. Tam şarjda 4,35V'u aşmayacaktır. Ayrıca pil üzerinde üretici spec kontrol, söz 4.35 V + -0.03 V şarj gerilimi.

Sabit akımın sabit voltaja geçişi ve daha sonra şarj cihazları çalışırken 4.2'de kapanması gerekli değildir. Önemli olan tek şey, bir seferde çok fazla amper koymamanız ve aşırı veya düşük voltajda gitmemenizdir. U güvenle koyabilirsiniz amper büyük ölçüde soc bağlı olarak değişebilir. Isınıyorsa şarj geri çekiliyor ve daha uzun sürecek. Çok yüksek akım ile ironik olarak patlatma, enerji yoğunluğunu artıran ve tehlikeli dendritleri yok eden hücreleri iyileştirebilir. Ama bu bir adım daha ileri gidiyor.