¿Cargar y descargar correctamente las celdas de litio durante la prueba de la batería?


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Estoy trabajando en un software que automatiza la carga y descarga de las celdas de la batería para generar curvas de descarga. Tengo algunas preocupaciones sobre la carga y descarga adecuadas de las células de iones de litio / polímero de litio:

Preocupaciones

  • Entiendo que al cargar, llevar una celda de litio al voltaje máximo no necesariamente significa que se haya cargado a plena capacidad.

  • He leído que cargar solo hasta un 80% de capacidad es óptimo para una larga vida de almacenamiento.

Preguntas sobre las pruebas:

  • ¿Debo llevar las células a su capacidad máxima o solo al 80%?

  • Después de alcanzar el voltaje máximo durante la carga, ¿a qué porcentaje debe caer la corriente antes de que termine la carga?

  • ¿La descarga al voltaje de corte es equivalente a una descarga completa?

Nota: las celdas que estoy usando no tienen circuitos de protección, pero la carga y la fuente de alimentación con las que estoy trabajando impondrán límites de voltaje mínimos y máximos.

Referencias: [ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Respuestas:


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Editado en 2017: cambió el voltaje de almacenamiento recomendado de larga duración y agregó comentarios sobre la carga rápida utilizando algunos sistemas recientes. RM.

Lo que USTED hace con respecto a varias de estas preguntas depende en gran medida de lo que ESTÁ tratando de lograr o probar.

La descarga al corte se descarga por completo (al porcentaje restante que representa ese voltaje). Esa es la fácil :-)

El porcentaje de caída de corriente en la cola establece el% final de la carga máxima posible alcanzada. Hubo una excelente mesa dada aquí durante la semana pasada más o menos. Puede suministrar más tarde si no lo encuentra.

Meseta Real Men ™ a 4.2V y baja hasta 10% o incluso 5% de la tasa de corriente constante. Esto llena la batería y le quita el relleno.

Otros terminan la cola actual en digamos el 25% del valor cc.

La vida útil óptima para el uso continuo está aproximadamente al final de la fase de corriente constante. Eso hace que sea muy fácil de localizar: cargue a la corriente especificada hasta que se alcance el voltaje máximo deseado, luego cargue a voltaje constante según lo deseado. Aquí "deseado" es detenerse de inmediato. Este es el punto en el que las baterías tienden a proporcionar una vida útil de almacenamiento significativamente más larga sin reducir la capacidad de mAh por ciclo. Es probable que este sea el punto donde los "cargadores rápidos" más antiguos le digan que han terminado. El% real total reclamado varía, pero probablemente el rango del 70% - 80%.
Los cargadores rápidos de entrada USB más nuevos usan el término de manera diferente. En el caso de USB, la corriente de carga máxima disponible a 5 V es de 5 A, de modo que la batería PUEDE poder cargarse a ~ = 6 A para la parte CC del ciclo utilizando un convertidor reductor eficiente para bajar el voltaje y aumentar la corriente.
[Para un convertidor de dinero: Vout x Iout = Vin x Iin x eficiencia_de_conversión]
Algunos sistemas como el sistema QuaqlComms Quick Charge permiten el uso de voltajes de carga más altos (9, 12, 20) con equipos específicamente diseñados, por lo que la carga de la batería puede ser más rápida para un voltaje dado siempre que la especificación de la batería lo permita .
Las tasas de carga máximas para las baterías LiIon y LiPo son generalmente C / 1 = 1A por Ah de capacidad de la batería.
A 5V, 5A, un cargador USB puede cargar una batería LiPO de 6000 mAh 1 celda a una velocidad máxima, por lo que, por ejemplo, ¡una batería de celda única de 10,000 mAh utilizada en algunas tabletas más grandes no se puede cargar a los 10A permitidos! Velocidad.

Para el almacenamiento de larga duración donde la capacidad real almacenada no es importante, las celdas LiIon y LiPo deben almacenarse a aproximadamente 3.7V.

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El uso de células sin protección se suma al rico tapiz de la vida. Siempre y cuando no te importe la marca de quemado ocasional en el tapiz está bien. Tenga en cuenta que parte de la protección es un fusible único de alta capacidad debajo de la tapa para cuando las cosas se salgan de control. La descarga de baja tensión destruye. Me dicen que cargar por debajo de un cierto voltaje a una velocidad máxima puede ser divertido. Me han dicho que cobrar a una tasa reducida puede abrir la celda. Por debajo de otro segundo nivel dicen que ni siquiera lo pienses. He tenido muy poco éxito al tratar de hacer que LiIon se porte mal. Tengo una caja de células desprotegidas que no cooperan con la ventilación con cojo, etc. Extraño. Sony y Apple e incluso HP parecen ser mucho mejores en eso :-).


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Debe recordar que cada fabricante tendrá recomendaciones específicas para sus celdas particulares. Definitivamente, debe seguir las recomendaciones de carga contenidas en las hojas de datos del fabricante para su (s) celda (s) específica (s).


Esta siempre es una buena recomendación, por supuesto. Pero en realidad no intenta responder la pregunta.
Rob
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