Tôi có thể sạc quá mức LiPo 4.35V?

Tôi đang chế tạo bộ sạc cho một bộ tế bào LiPo. Mạch của tôi cần đảm bảo rằng chúng được sạc đầy đến mức tối đa 4,35V. Đồng thời, mạch nên bảo vệ các tế bào khỏi quá tải. Quá trình sạc dừng lại khi đạt mức 4.35V.

Dung sai trên các thành phần có thể gây ra quá tải nhỏ, ví dụ 10mV. Điều này có thể gây hại cho pin?

Từ những gì quá điện áp pin bị hư hỏng?

Mức điện áp (chấm dứt) của pin Li-ion được chỉ định bởi nhà sản xuất. Thông số kỹ thuật dựa trên số chu kỳ được chấp nhận hợp lý ("tuổi thọ pin") mà pin có thể chịu được, giả sử, 500 hoặc 1000. Thông số này phụ thuộc vào hóa học tế bào cụ thể, cấu trúc bên trong, dòng sạc và được nhà sản xuất chọn giá trị thị trường tốt nhất.

Điện áp sạc cao hơn dẫn đến tăng nhẹ dung lượng pin, nhưng nó rút ngắn tuổi thọ pin. Điện áp khuyến nghị của nhà sản xuất là sự đánh đổi giữa hai thông số này.

Trái với huyền thoại đô thị về pin "bị hỏng", sự phụ thuộc của "tuổi thọ pin" vào điện áp sạc là một đường cong liên tục trơn tru. Chắc chắn sự phụ thuộc trọn đời kết thúc tại một thời điểm nào đó với sự thất bại thảm khốc, nhưng nỗi sợ quá tải 10 mV bị cường điệu hóa quá mức. Tuy nhiên, 100 mV trên 4,35 V (đối với pin Li-Po) có thể gây ra sự cố, xem, ví dụ, ấn phẩm này từ Texas Cụ , trang 3-5.

Vì vậy, việc sạc quá 150 mV so với 4.2 V danh nghĩa dẫn đến công suất tăng thêm khoảng 10% cho 50-100 chu kỳ đầu tiên, nhưng tuổi thọ của dịch vụ giảm từ 500-1000 chu kỳ xuống còn khoảng 200. Ngoại suy, 100 mV khác sẽ dẫn đến khoảng 30 -50 vòng đời. Điều này có nghĩa là 50 mV trên thông số kỹ thuật sẽ không làm hỏng pin.

Trang 3-7 cũng khá nhiều thông tin. Nó nói rằng 70-80% công suất đang đến trong giai đoạn CC, trong khi phần đuôi (giai đoạn CV) chỉ chiếm 20-30% công suất, vì vậy không có nhiều lý do để chờ xuống 0,03C. Hầu hết các bộ sạc TI mặc định là 256 mA để chấm dứt quá trình sạc.

Để biết thêm thông tin chi tiết và ứng dụng chính xác của bộ sạc, người ta có thể muốn kiểm tra các tài liệu khác là MỘT NÀY .

Sạc Li-Poly và Li-Ion không đơn giản như việc bơm điện áp qua nó. Đây là một hoạt động hai giai đoạn bao gồm cả dòng điện không đổi và điện áp không đổi.

1. Áp dụng dòng điện không đổi (giả sử) 1C (vì vậy đối với pin 1200mAh là 1,2A) cho đến khi điện áp tăng lên 4,35V
2. Chuyển sang điện áp không đổi áp dụng 4.35V cho đến khi dòng điện bị xẹp (thường khoảng 0,03C).

Đây là đường cong sạc từ pin 1200mAh tôi đã sạc vào ngày khác bằng cách sử dụng nguồn điện băng ghế dự bị của mình:

Như bạn có thể thấy hầu hết thời gian nó đang chờ dòng điện giảm xuống. Bạn càng chờ lâu với điện áp không đổi thì công suất càng lớn. Tôi đợi đến đúng 0,03C.

Việc tăng điện áp trên và trên điện áp sạc sẽ không buộc thêm vào tế bào nữa. Chờ đợi lâu hơn để đường cong hiện tại trở nên phẳng hơn là điều bạn quan tâm.

Vận hành bất kỳ thiết bị nào bên ngoài các thông số kỹ thuật được công bố có thể dẫn đến kết quả không xác định. Khi vận hành thứ gì đó có khả năng gây nổ như pin ngoài các thông số được công bố có thể dẫn đến kết quả nổ.

Nếu an toàn để sạc với điện áp trên các thông số kỹ thuật, thông số kỹ thuật sẽ cho thấy điều đó. Thông thường ở dạng một đặc điểm kỹ thuật tối đa tuyệt đối .

Ở mức cắt 4.35 V, pin đã bị hỏng đối với một tế bào LiCoO2 thông thường. Bạn cần cắt ở mức tối đa 4.15 V hoặc 4.2 V.

Lượng công suất năng lượng trong khoảng từ 4,1 đến 4,2 V chỉ bằng 1,2% tổng công suất năng lượng. Giữa 4.2 V và 4.3 V, nó thậm chí còn ít hơn, có thể là 0,6% tổng công suất. Thực sự không có điểm nào vượt quá 4.2 V, vì bạn chỉ tăng 0,6% hàm lượng năng lượng và nó sẽ làm giảm nhanh chóng và vĩnh viễn công suất năng lượng của tế bào, ngay cả khi bạn không quay vòng tế bào thường xuyên.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Đây là một thiết kế điện áp không đổi dòng không đổi đơn giản sử dụng 2 LM317. Tôi phải tự chế tạo một chiếc vì rất khó để mua bộ sạc 4.35V trên thị trường. Mạch quá đơn giản, hãy nhớ thêm các nắp và diode bảo vệ.

Đặt đầu ra U2 thành 4.35V trong khi không tải bằng nồi R3 trước khi sạc. Khi sạc đầy, nó sẽ không vượt quá 4,35V. Ngoài ra, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất trên pin, tôi đề cập đến điện áp sạc 4.35V + - 0,03V.

Chuyển đổi dòng điện liên tục sang điện áp không đổi và sau đó tắt ở 4.2, vì bộ sạc hoạt động, là không cần thiết. Tất cả vấn đề là bạn không đặt quá nhiều ampe một lần và không đi quá hoặc dưới điện áp. Ngay cả các amps u có thể đặt một cách an toàn có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào soc. Nếu nó được sạc ấm trở lại và sẽ kéo dài hơn. Trớ trêu thay, dòng điện rất cao thực sự có thể chữa lành các tế bào làm tăng mật độ năng lượng và phá hủy các sợi nhánh nguy hiểm. Nhưng đó là một bước tiến xa hơn.