Երկարաձգված ժամկետով լիթիում-իոն մարտկոցի նոր լիցքավորման լուծում

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն էներգիայի բարձր խտություն, փոքր չափսեր, քաշ և այլ առավելություններ, բջջային հեռախոսներում նոութբուքերի շուկաները ամբողջությամբ փոխարինել են այլ մարտկոցներին՝ կազմելով գրեթե 100%: Ներկայումս լիթիում-իոնային մարտկոցը արագորեն տարածվում է էլեկտրական գործիքների և այլ ծրագրերի վրա, և դրա լայն շուկայի հեռանկարը գնալով ավելի է ճանաչվում: Այնուամենայնիվ, համեմատած նիկելինի, նիկել-կադմիումի, կապարաթթվային մարտկոցների հետ, անհրաժեշտ է արագացնել լիթիում-իոնային մարտկոցների կիրառումը և զարգացումը և պետք է անընդհատ բարելավել դրանց անվտանգությունն ու ծառայության ժամկետը:

Այս հոդվածում կքննարկվի լիցքավորման լուծույթի նոր տեսակը լիցքավորիչի տեսանկյունից՝ բարձրացնելու լիթիում-իոնային մարտկոցների անվտանգությունը, երկարացնելու մարտկոցի կյանքը՝ միաժամանակ նվազեցնելով լիցքավորիչի արժեքը: Մարտկոցի օգտագործման գործընթացում մենք հաճախ լսում ենք այնպիսի նախադասություն, ինչպիսին է մարտկոցների արդյունաբերությունը. Այս նախադասությամբ մենք կարող ենք հասկանալ, որ սխալ լիցքավորման պայմանները կամ մեթոդները ավելի հավանական է, որ վնասեն մարտկոցը և կնվազեցնեն մարտկոցի կյանքը:

Օրինակ վերցրեք 1,8650 լիթիում կոբալտ չպարունակող մարտկոցը, երբ լիցքավորումը գերազանցում է ջերմաստիճանը, 70 ¡ã C-ում, էլեկտրոլիտի միջերեսը (SEI) օգտագործվում է քայքայվելու և տաքացնելու համար; 120 ¡ã C, էլեկտրոլիտը, դրական էլեկտրոդը սկսում է ջերմային տարրալուծում, առաջացնելով գազ և արագորեն բարձրացնել ջերմաստիճանը; Մոտ 260 ¡ã C. մարտկոցի պայթյուն: Կամ լիցքավորումը ճնշման վրա, 5.5 Վ գերլարման առումով, հեշտ նստեցվող լիթիում մետաղ, լուծիչը օքսիդացված է, ջերմաստիճանի բարձրացում, չարորակ շրջանառություն կամ նույնիսկ մարտկոցներ, պայթյուն:

Հետևաբար, թե ինչպես լիցքավորել, մենք միասին կքննարկենք հետևյալ կարևոր հարցերը. Ինչու՞ եք ուզում նախապես գանձել: Մարտկոցի աշխատանքային լարումը 2,5 Վ-ից (ածխածնային բացասական մարտկոց՝ 3 Վ, հզորությունը՝ 0%) մինչև 4։

2V (100% հզորություն): Երբ լարումը պակաս է 2,5 Վ-ից, մարտկոցի լիցքաթափումն ավարտվում է:

Միևնույն ժամանակ, քանի որ լիցքաթափման հանգույցը փակ է, ներքին պաշտպանության շրջանի ընթացիկ կորուստը նույնպես կրճատվում է մինչև նվազագույնը: Իհարկե, տարբեր ներքին նյութերի պատճառով լիցքաթափման ավարտի լարումը կարող է լինել 2.5V-3 միջակայքում:

0V տարբեր ներքին նյութերի պատճառով: Երբ լարումը գերազանցում է 4,2 Վ-ը, լիցքավորման օղակն ավարտվում է մարտկոցի անվտանգությունը պաշտպանելու համար. և երբ միավորի բջջի աշխատանքային լարումը իջնում ​​է 3-ից ցածր:

0V, մենք կարող ենք կարծել, որ լիցքաթափումն ավարտված է, լիցքաթափման հանգույցն ավարտված է մարտկոցի անվտանգությունը պաշտպանելու համար: Հետևաբար, երբ մարտկոցը չի օգտագործվում, մարտկոցը պետք է լիցքավորվի 20% էլեկտրաէներգիա, այնուհետև խոնավությունից պաշտպանված պահեստավորում: Քանի որ լիթիում-իոնային մարտկոցը էներգիայի ավելի բարձր հարաբերակցություն ունի, անհրաժեշտ է կանխել մարտկոցի գերլիցքավորումը և ավելորդ տեղադրումը:

Overlant-ը դժվարություններ է առաջացնում ակտիվ նյութերի վերականգնման հարցում, եթե դրանք ուղղակիորեն անցնում են արագ էներգիայի ռեժիմի (մեծ հոսանք), դա կվնասի մարտկոցը, ազդելով ծառայության ժամկետի վրա և, հետևաբար, կարող է վտանգել անվտանգությանը: Նախ լիցքավորեք փոքր հոսանքը (C / 10) մինչև 2,5 Վ-ից մինչև 3:

0V, այնուհետև անհրաժեշտ է փոխարկել արագ լիցքավորման: Թեև ներկայիս լիթիում-իոնային մարտկոցը հավելվածում պաշտպանիչ տախտակ ունի, ընդհանուր առմամբ, համընկնման հավանականությունը փոքր կլինի, բայց չի ավելացնում նախնական լիցքավորումը, այս երկու դեպքում իրավիճակը կարող է նաև թաքնված վտանգ առաջացնել: Նախ, պաշտպանիչ տախտակն անվավեր է, և երկրորդը պետք է տեղադրվի (5% -10% / ամիս) ինքնաբեռնաթափման արագություն:

Հետևաբար, փոքր հոսանքի նախնական լիցքավորումը կարող է արդյունավետորեն լուծել գերլիցքավորման բջիջների լիցքավորման խնդիրը: Այնուամենայնիվ, լիցքավորման հոսանքը ավելի մեծ չէ, ավելի լավ է: Որպես օրինակ վերցնելով լիթիումի իոնային մարտկոցը, դրա լիցքավորման մեթոդը ներառում է մշտական ​​հոսանքը, մշտական ​​լարման լիցքավորման գործընթացը, մշտական ​​լարումը սովորաբար 4 է:

2V (որպես LiCoO2 մարտկոցի օրինակ), մշտական ​​հոսանքի կարգավորման արժեքը 0.1c ~ 1c է: Թեև մեծ հոսանքի լիցքավորումը կնվազեցնի լիցքավորման ժամանակը, այն նաև կհանգեցնի մարտկոցի կյանքի ցիկլի կրճատման և հզորության, ուստի մենք պետք է ընտրենք համապատասխան մշտական ​​հոսանքի արժեքը լիցքավորելու համար:

Ստորև բերված է տարբեր հոսանքի լիցքավորման և 4.2V / 900mAhlicoo2 բջջի մարտկոցի հզորության հարաբերակցության կորը (Նկար 1), մենք կարող ենք տեսնել, որ փոքր ընթացիկ լիցքավորման մարտկոցի հզորությունը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան բարձր հոսանքի լիցքավորման մարտկոցի հզորությունը մոտավորապես 500 վճարից հետո: Մշտական ​​լարման լիցքավորման լարման ճշգրտությունը պահանջում է էներգիայի բարձր խտության մարտկոց, իսկ վերափոխումը մեծ վնաս կհասցնի լիթիում-իոնային մարտկոցին, և հնարավոր է ընդլայնել արտահոսքը կամ նույնիսկ պայթյունը:

Ավելին, հեշտ է ստիպել, որ մարտկոցի էլեկտրոլիտիկ նյութը արագացնի մարտկոցի կյանքը, և, հետևաբար, ճշգրիտ հաստատուն լարման արժեքը կարևոր է լիթիում-իոնային մարտկոցի կյանքի համար: Ավելի լիարժեք լիցքավորվելու համար ապահովելու համար, որ հաստատուն լարման արժեքը և վերջավոր լարման արժեքի ճշգրտությունը 1%-ի սահմաններում են: Որպես օրինակ վերցնելով լիթիում-կոբալտ չպարունակող իոնային մարտկոցը, ավելի լավ է հնարավորինս մոտ լինել 4-ին:

2V, բայց ոչ ավելի, քան 4.2V, այս բարձր ճշգրտության լարման լիցքավորման մեթոդը կարող է նվազեցնել կոբալտի տարրալուծումը, կայունացնել LiCoO2-ի շերտավոր կառուցվածքը, դարձնել այն: Ծածկույթը չի փոխվում, բարելավում է ցիկլի կատարումը և պահպանում է բարձր հզորությունը: Բացի այդ, նույնիսկ աննշան գերլարումը կբերի երկու երևույթ, մարտկոցի սկզբնական հզորությունը կկրճատվի և մարտկոցի ցիկլի ժամկետը կնվազի:

Բազմաբարձր իոնային մարտկոցի դեպքում մարտկոցի առավելագույն հզորությունն ու կյանքը ապահովելու համար երբեմն նույնիսկ ճշգրտությունը 0,5%-ից պակաս է։ Հետևաբար, լիցքավորման լարման ճշգրտության վերահսկումը լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքավորիչների հիմնական տեխնոլոգիան է:

Ներկայումս մարդկանց մոտ նման թյուրիմացություն կա լիթիումի իոնային մարտկոցի լիցքավորման լարման հետ կապված։ Համարվում է, որ կա մարտկոցի պաշտպանության տախտակ։ Դա կարևոր չէ լարման ճշգրտության վրա:

Սա նպատակահարմար չէ: Քանի որ մարտկոցի պաշտպանության վահանակը օգտագործվում է հնարավոր վթարներից ժամանակին պաշտպանվելու համար, այն հաշվի է առնում անվտանգության ավելի շատ գործոններ, այլ ոչ թե կատարողականի գործոնները: Օրինակ, որպես 4-ի օրինակ.

2V, պաշտպանիչ ափսեի գերլարման պաշտպանության պարամետրը 4,30 Վ է (ոմանք կարող են լինել 4,4 Վ), եթե ամեն անգամ լիքն է, 4-ով:

30 Վ որպես լիցքավորման անջատման կետ, մարտկոցի հզորությունը շատ ավելի արագ կլինի: Ինչո՞ւ ունես լիցքավորիչի վաճառող, որ բազմիցս դիպչել են լիցքավորիչի օգտագործողին, որ վերադառնա, ասելով, որ լիցքավորիչը փչացել է, քանի որ մարտկոցը մի օր լիցքավորվում է, մարտկոցը լցված չէ, լիցքավորիչը չի վառում լույսը, միշտ կարմիր լույս: Երբ արտադրողը իրականում չափում է լիցքավորիչը, նա գտնում է, որ այն նորմալ է և համապատասխանում է գործարանի պահանջներին:

Ի՞նչ խնդիր է սա: Սա կարևոր է, քանի որ այս լիցքավորիչը հաշվի չի առնում մարտկոցի ծերացումը: Եթե ​​մահացու լիցքավորման հոսանքը շատ փոքր է, դա կստիպի, որ մարտկոցի ծերացումը չի հասնի ավարտված լիցքավորման սահմանված կետին, ուստի օգտագործողը սխալ է գնահատում, և համարվում է, որ լիցքավորիչը վատն է եղել։ Լիցքավորման մամլիչի նպատակն է կանխել լիթիում-իոնային մարտկոցների վնասված կամ չափից շատ պտտվելը, լիցքավորման անջատված հատվածում, ինքնալիցքավորման պատճառով, դժվար է մտնել EOC վիճակ (ավելի բարձր, քան դատող հոսանքը), մի կողմից՝ օգտագործողին, մյուս կողմից՝ հնարավոր է նաև ընդլայնել մարտկոցի գերտաքացման պատճառով:

Նպատակ ունենալով այս գործոններին, նոր բազմալիթիում-իոնային մարտկոցի լիցքավորման չիպը OZ8981, որը գործարկվել է անհավասարության տեխնոլոգիայով (O2Micro) արդեն կատարյալ լուծում է: OZ8981-ը լիցքավորման կառավարման ինտեգրված չիպ է, որն ունի ճշգրիտ լարման, հոսանքի ելք և բազմակի պաշտպանություն և ապահովում է լիցքավորման վեց փուլային կառավարման ռեժիմ՝ հարմար համակարգի դիզայնով և ցածր գնով: Այն կարևոր է թեթև էլեկտրական մեքենաների, էլեկտրական հեծանիվների և էլեկտրական գործիքների համար նախատեսված բազմալիթիում իոնային մարտկոցների համար:

Բարձր ծախսարդյունավետ և բարձր հուսալիություն OZ8981-ը պարունակում է մեկ չիպով ինտեգրված լիցքավորման կարգավորիչներ, որոնք հասնում են արդյունավետ սխալի ուժեղացուցիչի ելքի: Այն աջակցում է 0V իմպուլսային լիցքավորման, նախնական լիցքավորման, մշտական ​​հոսանքի լիցքավորման, մշտական ​​լարման լիցքավորման, վերջնաժամկետի և ավտոմատ վերալիցքավորման հսկողության: Խելացի լիցքավորման կառավարում:

Աջակցում է ճկուն կարգավորումներ նախապես լիցքավորված գործարկման լարման, մշտական ​​հոսանքի լիցքավորման, հաստատուն լարման լիցքավորման արժեքի և անջատված լիցքավորման հոսանքի արժեքի համար: Բացի այդ, OZ8981-ն ունի բարձր ճշգրտության լիցքավորման լարում («1%) և ընթացիկ («5%) ելք; Արտաքին դիմադրության ճշգրտմամբ, լարման ելքային ճշգրտությունը կարող է լինել «0,5%):

Աջակցում է կրկնակի լիցքավորման սեղմմանը. նախնական լիցքավորում, մշտական ​​լարման լիցքավորումը ժամանակին է (առավելագույնը 5 ժամ, թե ոչ): Կրկնակի ջերմաստիճանի պաշտպանություն. ներքին ջերմաստիճանի պաշտպանություն (115 ¡ã C), արտաքին բարձր ջերմաստիճանի պաշտպանություն (կանխադրված՝ 44 ¡ã C) և ցածր ջերմաստիճանի պաշտպանություն (կանխադրված՝ 2 ¡ã C): Արտաքին ջերմաստիճանի պաշտպանության կետը կարող է լինել արտաքին ճկուն պարամետրեր:

Աջակցում է լիցքավորման գերճնշումից պաշտպանություն, գերհոսանքից պաշտպանություն, կարճ միացումից պաշտպանություն: Աջակցեք մարտկոցի ավտոմատ մուտքի հայտնաբերմանը, լիցքավորման վիճակի համար ուղիղ LED էկրանին: Սարքը ընդունում է ունիվերսալ փաթեթ SOP16:

Նկ. 4-ը գրաֆիկ է, որը ցույց է տալիս OZ8981 լիթիումի իոնային մարտկոցի լիցքավորման գրաֆիկը: Համակցվելով առջևի PWM չիպի հետ՝ OZ8981-ը կօգնի օգտատերերին արագ և արագ ձեռք բերել անվտանգ և արդյունավետ և էժան լիթիում-իոն մարտկոցի լիցքավորիչ d.