ฉันสามารถชาร์จ LiPo 4.35V ได้มากเท่าไหร่?

ฉันกำลังสร้างที่ชาร์จสำหรับเซลล์ LiPo หนึ่งชุด วงจรของฉันต้องแน่ใจว่าพวกเขาได้รับการชาร์จจนเต็มถึงระดับสูงสุดที่ 4.35V ในเวลาเดียวกันวงจรควรป้องกันเซลล์จากการคิดราคาแพงเกินไป การชาร์จหยุดลงเมื่อถึงระดับ 4.35V

ความคลาดเคลื่อนของส่วนประกอบอาจทำให้เกิดการชาร์จไฟเกินขนาดเล็กเช่น 10mV สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่หรือไม่

แบตเตอรี่ได้รับความเสียหายมากเกินไปจากอะไร?

ผู้ผลิตระบุระดับแรงดันไฟฟ้า (เลิกจ้าง) ของแบตเตอรี่ Li-ion ข้อมูลจำเพาะขึ้นอยู่กับจำนวนรอบที่ยอมรับได้อย่างสมเหตุสมผล ("อายุการใช้งานแบตเตอรี่") ซึ่งแบตเตอรี่สามารถทนต่อการพูด 500 หรือ 1,000 พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของเซลล์เฉพาะการก่อสร้างภายในการชาร์จภายในและรับโดยผู้ผลิต มูลค่าตลาดที่ดีที่สุด

แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จที่สูงกว่าจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง แรงดันไฟฟ้าที่แนะนำของผู้ผลิตเป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างสองพารามิเตอร์นี้

ขัดกับตำนานเมืองของแบตเตอรี่ "ชำรุด" การพึ่งพา "อายุการใช้งานแบตเตอรี่" ของแรงดันประจุเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องที่ราบรื่น แน่นอนว่าการพึ่งพาอาศัยกันในชีวิตนั้นสิ้นสุดลงในบางจุดด้วยความล้มเหลวอันหายนะ แต่ความกลัวการชาร์จเกิน 10 mV นั้นเกินจริง อย่างไรก็ตาม 100 mV ที่มากกว่า 4.35 V (สำหรับแบตเตอรี่ Li-Po) อาจทำให้เกิดปัญหาดูตัวอย่างเช่นเอกสารนี้จาก Texas Instrumentsหน้า 3-5

ดังนั้นการชาร์จไฟเกิน 150 mV ในช่วง 4.2 V ทำให้มีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นประมาณ 10% สำหรับรอบแรก 50-100 รอบ แต่อายุการใช้งานจะลดลงจาก 500-1,000 รอบเป็นประมาณ 200 รอบการคาดการณ์อีก 100 mV อาจทำให้ 30 -50 รอบชีวิต ซึ่งหมายความว่า 50 mV เหนือข้อกำหนดไม่ฆ่าแบตเตอรี่

หน้า 3-7 ยังให้ข้อมูลอย่างเป็นธรรม มันบอกว่ากำลังการผลิต 70-80% กำลังมาในช่วง CC ในขณะที่หาง (ระยะ CV) ทำเพียง 20-30% ของกำลังการผลิตดังนั้นไม่มีเหตุผลอะไรมากที่จะรอถึง 0.03C เครื่องชาร์จ TI ส่วนใหญ่ใช้ค่าเริ่มต้นที่ 256 mA เพื่อยุติกระบวนการชาร์จ

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมและการประยุกต์ใช้ที่ถูกต้องของเครื่องชาร์จหนึ่งอาจต้องการตรวจสอบวัสดุอื่น ๆ เป็นตัวนี้

การชาร์จ Li-Poly และ Li-Ion นั้นไม่ง่ายเหมือนการสูบแรงดันไฟฟ้าไปทั่ว เป็นการดำเนินการสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าคงที่และแรงดันคงที่

1. ใช้กระแสคงที่ของ (พูด) 1C (ดังนั้นสำหรับแบตเตอรี่ 1200mAh ที่ 1.2A) จนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 4.35V
2. เปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่โดยใช้ 4.35V จนกระทั่งกระแสไฟแผ่ออก (ปกติประมาณ 0.03C)

นี่คือกราฟค่าใช้จ่ายจากแบตเตอรี่ 1200mAh ที่ฉันเรียกเก็บเมื่อวันก่อนโดยใช้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะของฉัน:

ในขณะที่คุณสามารถดูเวลาส่วนใหญ่ก็กำลังรอให้ปัจจุบันลดลง ยิ่งคุณรอด้วยแรงดันคงที่นานเท่าใด ฉันรอจนกระทั่ง 0.03C

การเพิ่มแรงดันซ้ำไปซ้ำมาแรงดันประจุจะไม่เพิ่มเข้าไปในเซลล์อีกต่อไป รออีกต่อไปเพื่อให้เส้นโค้งปัจจุบันกลายเป็นอี๋เป็นสิ่งที่คุณสนใจ

การใช้งานอุปกรณ์ใด ๆ ที่อยู่นอกข้อกำหนดที่เผยแพร่สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่ได้กำหนด เมื่อใช้งานสิ่งที่อาจระเบิดได้เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ที่อยู่นอกพารามิเตอร์ที่เผยแพร่อาจทำให้เกิดผลการระเบิด

หากปลอดภัยที่จะชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าข้อกำหนดคุณสมบัติจะแสดงให้เห็นว่า มักจะอยู่ในรูปแบบของข้อกำหนดสูงสุดแน่นอน

ที่ระดับ 4.35 V ตัดแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายสำหรับเซลล์ LiCoO2 สามัญ คุณต้องตัดยอดที่สูงสุด 4.15 V หรือ 4.2 V

ปริมาณความจุพลังงานระหว่าง 4.1 และ 4.2 V มีเพียง 1.2% ของความจุพลังงานทั้งหมด ระหว่าง 4.2 V และ 4.3 V มันน้อยลงอาจเป็น 0.6% ของกำลังการผลิตทั้งหมด ไม่มีประเด็นใดที่จะไปเหนือ 4.2 V เนื่องจากคุณเพิ่มปริมาณพลังงานเพียง 0.6% และจะลดความจุพลังงานของเซลล์อย่างรวดเร็วและถาวรแม้ว่าคุณจะไม่ได้วนรอบเซลล์บ่อยก็ตาม

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

นี่เป็นการออกแบบแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ใช้งานง่ายโดยใช้ 2 LM317 ฉันต้องสร้างด้วยตัวเองเพราะมันยากมากที่จะซื้อเครื่องชาร์จ 4.35V ในตลาด วงจรถูกทำให้ง่ายขึ้นอย่าลืมเพิ่มตัวพิมพ์ใหญ่และไดโอดป้องกัน

ตั้งค่าเอาต์พุต U2 เป็น 4.35V ในระหว่างที่ไม่มีโหลดโดยใช้หม้อ R3 ก่อนชาร์จ เมื่อชาร์จเต็มจะไม่เกิน 4.35V ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตบนแบตเตอรี่เช่นกัน 4.35V + - 0.03V สำหรับชาร์จ

การสลับกระแสคงที่เป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่แล้วปิดที่ 4.2 เมื่อเครื่องชาร์จทำงานไม่จำเป็น ทุกสิ่งที่สำคัญคือคุณไม่ได้ใส่แอมป์มากเกินไปในแต่ละครั้งและอย่าไปเกินหรือต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้า แม้แต่แอมป์ที่คุณสามารถใส่ได้อย่างปลอดภัยก็สามารถแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ soc หากเครื่องได้รับการชาร์จอย่างอบอุ่นและจะใช้งานได้นานขึ้น การระเบิดด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงมากนั้นสามารถรักษาเซลล์ที่เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและทำลาย dendrites ที่เป็นอันตรายได้ แต่นั่นจะเป็นอีกขั้น