web counter

  

Как се зареждат Li-ion акумулаторни батерии

Как се зареждат Li-ion батерии

За да бъде една батерия активна и годна за изпозлване, то трябва в нея да протичат нормалните химични процеси, каквито са разреждането и зареждането. Li-ion акумулаторните батерии не правят изключение от това общо правило. За разлика обаче от другите видове зареждаеми батерии, тези  акумулатори имат малко по-особен режим на работа. В тази статия ще Ви разясним как е желателно да зареждате Li-ion батериите.

Нека първо обаче да кажем и няколко думи за зарядните устройства за Li-ion акумулаторни батерии. Те са ограничени по напрежение, което ги прави подобни на зарядните устройства за оловно-киселинни акумулаторни батерии.  Разлика обаче има, защото както знаем  Li-ion батериите имат по-високо номинално напрежение на една клетка, както и имат  нисък толеранс по отношение на волтажа. Докато оловно киселинните акумулаторни батерии предлагат известна гъвкавост по отношение на напрежението при пълно зареждане, то повечето Li-ion елементи не търпяп максилно зареждане и съответно презареждане (повече информация можете да получите в статията „Типове Li-ion акумулаторни батерии). Ето защо заряднните за литиево-йонните батерии трябва да бъдат настройвани много стриктно и да бъдат използвани внимателно.

Като цяло Li-ion батериите са предпочитаните батерии от повечето технолози при разработката на домашни уреди и устройства. Това е така, защото тези акумулаторни батерии притежават по-високо номинално напрежение на един елемент и с тях могат да се изработват акумулаторни пакети с малки размери и тъй като имат по-голяма енергийна плътност, могат да бъдат постигнати и по-високи капацитети. Също така литиево-йонните акумулатори  нямат memory ефект, поради което могат да бъдат зареждани по всяко време. Дори и оставени без заряд за дълъг период от време, тези зареждаеми батерии не се развалят, както това се наблюдава при Ni-Mh и Ni-Cd батерии.

Зареждане на Li-ion 3.6V акумулаторни батерии

Литиево-йонни акумулаторни батерии с катоди, изработени от материалите кобалт, никел, манган и алуминий се зареждат до 4.2V на клетка. Възможно е да се наблюдава толеранс до +/- 50mV на клетка. Някои варианти на тези зареждаеми батерии са с никелови изводи, които могат да бъдат зареждани до 4.1V на клетка. Други Li-ion батерии, притежаващи високи капацитети, могат да бъдат зареждани до 4.3V на елемент. По-високото напрежение води до увеличение на капацитета, но кагато излиза извън границите на спецификацията на батерията, влошава клетката и съкръщава нейния живот.

Скоростта, с която е желателно да се зареждат li-ion акумулаторни батерии, е между 0.5-1С, а пълното време за зареждане отнема около 2-3 часа. Повечето производители на li-ion акумулатори препоръчват тези батерии да бъдат зареждани при 0.8С или по-малко, за да се удължи техния живот. По този начин се постига 99% ефективност на зареждането, а също така и се елиминира загряването на клетките.

Не е необходимо и не е желателно да зареждате на 100% Li-ion батериите , както е задължителното условие при оловните акумулаторчета.  Дори е препоръчително да зареждате тези зареждаеми батерии не напълно, защото високото напрежение „стресира“ батерията и води до скъсяването на нейния живот. Изборът да зареждате Li-ion батериите не на 100% увеличава живота на батерията, но от друга страна намалява продължителността на време на работа с нея. За да задоволи потребността на потребителите за по-дълго време на работа с едно зареждане, повечето зарядни устройства за потребителски продукти са насочени към максималното зареждане на капацитета, защото увеличаването на експлоатационния живот се смята за по-маловажно.

Зареждане на други видове Li-ion акумулаторни батерии

Докато стандартните литиево-йонни акумулаторни батерии използват като активен материал за катода кобалт, никел, манган или алуминий и по този начин се постига номинално напрежение от 3.6V или 3.7V, при другите видове Li-ion клетки се използват други материали, с които номиналният волтаж е различен. Например при батериите, използващи LiFePo (литий железен фосфат) технология номиналното напрежение на клетка е 3.2V. Тези батерии се зареждат до 3.65V. Друг вид li-ion батерия е тази, която използва LTO технология. Нейният номинален волтаж е 2.40V и може да бъде заредена до 2.85V.

Зарядните устройства, предназначени за зареждане на алтернативни видове Li-ion акумулаторни батерии не са подходящи за зареждане на стандартните 3.6V и 3.7V литиево-йонни батерии. Например ако  типичната 3.6 волтова батерия бъде зареждана с алтернативно зарядно, това означава, че тя няма да може да се зарежда добре и съответно няма да можете да я използвате пълноценно. В обратния случай, когато зареждате алтернативна Li-ion батерия със зарядно устройство, предназначено за зареждане на стандартни литиево-йонни акумулаторни елементи, тя ще се презарежда, което означава не само, че ще скъсите нейния живот, но не е и безопасно.

Презареждане на Li-ion акумулаторни батерии

Li-ion акумулаторните батерии са проектирани да работят в границите на определени оперативни  напрежения. Този тип батерии стават нестабилни и небезопасни за употреба, ако се допусне невнимателно зареждане, или иначе казано ако батерията бъде зареждана с по-високо от необходимото напрежение. Продължителното зареждане и съответно повишаваането на напрежението до  4.30V води до образуване на литиеви наслагвания върху анода, катодът се окислява, губи стабилност и произвежда въглероден диоксид (СО2) . Така се повишава вътрешното съпротивление на клетката.