Литий-ионды батареяның қызмет ету мерзімі ұзартылған жаңа зарядтау шешімі

Авторы: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

Литий-ионды аккумуляторлар жоғары энергия тығыздығы, шағын өлшемдері, салмағы және басқа да артықшылықтары бар, ұялы телефондарда, ноутбук нарықтарында 100% дерлік құрайтын басқа батареяларды толығымен ауыстырды. Қазіргі уақытта литий-ионды батарея электр құралдарына және басқа қолданбаларға тез таралуда және оның кең нарықтық болашағы барған сайын танылуда. Дегенмен, никельді, никель-кадмий, қорғасын-қышқылды аккумуляторлармен салыстырғанда, литий-ионды аккумуляторларды қолдану мен дамытуды тезірек итермелеу керек және оның қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзімін үнемі жақсарту керек.

Бұл мақалада литий-иондық аккумуляторлардың қауіпсіздігін арттыру, батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту және зарядтау құрылғысының құнын төмендету үшін зарядтау құрылғысының бұрышынан зарядтау шешімінің жаңа түрі талқыланады. Батареяны пайдалану процесінде біз аккумулятор өнеркәсібі сияқты сөйлемді жиі естиміз: «Батареяны пайдалануда аз, көп қарама-қарсы». Бұл сөйлемде дұрыс емес зарядтау шарттары немесе әдістері батареяны зақымдауы және батареяның қызмет ету мерзімін қысқарту ықтималдығы жоғары болатынын түсінуге болады.

Мысал ретінде 18650 литий-кобальтсыз аккумуляторды алайық, заряд жоғары температурада, 70 ¡ã C болғанда, электролит интерфейсі (SEI) ыдырау және қыздыру үшін пайдаланылады; 120 ¡ã C, электролит, оң электрод термиялық ыдырауды бастайды, газды тудырады және температураны тез арттырады; Шамамен 260 ¡ã C: Батареяның жарылуы. Немесе қысымның үстінен зарядтау, шамадан тыс кернеу бойынша 5,5 В, литий металды тұндыру оңай, еріткіш тотығады, температураның көтерілуі, қатерлі айналым, тіпті батареялар, жарылыс.

Сондықтан, қалай зарядтау керек, біз келесі маңызды мәселелерді бірге талқылаймыз. Неліктен алдын ала зарядтағыңыз келеді? Батареяның жұмыс кернеуі 2,5 В-тан (көміртекті теріс батарея: 3 В, қуат 0%) 4-ке дейін.

2 В (100% қуат). Кернеу 2,5 В-тан төмен болғанда, батареяның зарядсыздануы тоқтатылады.

Сонымен қатар, разряд контуры жабық болғандықтан, ішкі қорғаныс тізбегінің ток жоғалуы да ең төменгі деңгейге дейін азаяды. Әрине, әртүрлі ішкі материалдарға байланысты разрядты тоқтату кернеуі 2,5В-3 диапазонында болуы мүмкін.

0В әртүрлі ішкі материалдарға байланысты. Кернеу 4,2 В-тан асқанда, батарея қауіпсіздігін қорғау үшін зарядтау циклі тоқтатылады; және блок ұяшығының жұмыс кернеуі 3-тен төмен түскенде.

0V, разряд тоқтатылды деп ойлауға болады, батарея қауіпсіздігін қорғау үшін разряд циклі тоқтатылды. Сондықтан, батареяны пайдаланбаған кезде, батареяны 20% электр қуатымен зарядтау керек, содан кейін ылғалға төзімді сақтау керек. Литий-ионды аккумулятордың қуат коэффициенті жоғары болғандықтан, батареяның қызмет ету мерзімінде шамадан тыс зарядтау мен артық орналастыруды болдырмау қажет.

Overlant белсенді заттардың қалпына келуін қиындатады, егер олар тікелей жылдам қуат режиміне (үлкен ток) өтсе, ол батареяны зақымдап, қызмет ету мерзіміне әсер етеді және сондықтан қауіпсіздікке қауіп төндіруі мүмкін. Алдымен шағын токты (C / 10) 2,5 В-тан 3-ке дейін зарядтаңыз.

0В, содан кейін жылдам зарядтауға түрлендіру қажет. Қолданбада ағымдағы литий-ионды аккумулятордың қорғаныс тақтасы бар болса да, тұтастай алғанда қабаттасу мүмкіндігі аз болады, бірақ алдын ала зарядты қоспайды, бұл екі жағдайда да жағдай Жасырын қауіп төндіруі мүмкін. Біріншіден, қорғаныс тақтасы жарамсыз, ал екіншісі (5% -10% / ай) өзін-өзі разрядтау жылдамдығын орналастыру болып табылады.

Сондықтан шағын ток алдын ала зарядтау шамадан тыс разрядты ұяшықтардың зарядтау мәселесін тиімді шеше алады. Дегенмен, зарядтау тогы үлкен емес, жақсы. Мысал ретінде мономерлі литий-иондық аккумуляторды алатын болсақ, оның зарядтау әдісі тұрақты токты, тұрақты кернеуді зарядтау процесін қамтиды, тұрақты кернеу әдетте 4 құрайды.

2V (LiCoO2 батареясының мысалы ретінде), тұрақты ток параметрінің мәні 0,1c ~ 1c. Үлкен токты зарядтау зарядтау уақытын қысқартады, бірақ ол сонымен қатар батареяның қызмет ету циклінің қысқаруы мен сыйымдылығының төмендеуіне әкеледі, сондықтан зарядтау үшін сәйкес тұрақты ток мәнін таңдау керек.

Төменде әртүрлі ток зарядының және 4,2V / 900mAhlicoo2 ұяшығының аккумулятор сыйымдылығының қатынас қисығы берілген (1-сурет), біз шағын ток зарядының батарея сыйымдылығы шамамен 500 төлемнен кейін жоғары ток зарядының батарея сыйымдылығынан айтарлықтай жоғары екенін көреміз. Тұрақты кернеуді зарядтаудың кернеу дәлдігі жоғары энергия тығыздығы бар аккумуляторды қажет етеді, ал артық жөндеу литий-ионды аккумуляторға үлкен зиян келтіреді және ағып кетуді немесе тіпті жарылысты кеңейтуге болады.

Сонымен қатар, аккумулятордағы электролиттік заттың батареяның қызмет ету мерзімін тездетуі оңай, сондықтан литий-ионды батареяның қызмет ету мерзімі үшін дәл тұрақты кернеу мәні маңызды. Толығырақ зарядтау үшін тұрақты кернеу мәні мен тоқтату кернеуі мәнінің дәлдігі 1% шегінде болуын қамтамасыз ету. Мысал ретінде литий-кобальтсыз ионды батареяны алсақ, 4-ке мүмкіндігінше жақын болған дұрыс.

2В, бірақ 4,2 В-тан аспайды, бұл жоғары дәлдіктегі кернеуді зарядтау әдісі кобальттың еруін азайтады, LiCoO2 қабаттық құрылымын тұрақтандырады, оны жабын өзгермейді, цикл өнімділігін жақсартады және жоғары өнімділікті сақтайды. Сонымен қатар, тіпті шамалы асқын кернеу екі құбылыс әкеледі, батареяның бастапқы сыйымдылығы азаяды және батареяның қызмет ету мерзімі қысқарады.

Көп деңгейлі иондық батарея жағдайында батареяның максималды сыйымдылығы мен қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін кейде тіпті дәлдік 0,5% -дан аз болады. Сондықтан зарядтау кернеуінің дәлдігін бақылау литий-ионды аккумулятор зарядтағыштары үшін негізгі технология болып табылады.

Қазіргі уақытта адамдарда литий-иондық аккумулятордың зарядтау кернеуі туралы осындай түсінбеушілік бар. Батареяны қорғау тақтасы бар деп есептеледі. Ол кернеу дәлдігіне мән бермейді.

Бұл орынды емес. Батареяны қорғау тақтасы ықтимал жазатайым оқиғалардан дер кезінде қорғау үшін пайдаланылғандықтан, ол өнімділік факторларын емес, көбірек қауіпсіздік факторларын қарастырады. Мысалы, мысалы, 4.

2В, қорғаныс пластинасының асқын кернеуден қорғау параметрі 4,30 В (кейбіреулері 4,4 В болуы мүмкін), егер әр уақытта толы болса, 4.

Зарядтауды тоқтату нүктесі ретінде 30 В, батарея сыйымдылығы өте жылдамырақ болады. Неліктен зарядтағыш сатушы бар, олар зарядтау құрылғысы бір күні зарядталғандықтан зарядтағыш бұзылған, аккумулятор зарядталмаған, зарядтағыш жарықты жақпайды, үнемі қызыл шам жанады деп зарядтағышты пайдаланушыға қайта-қайта тиіп қайтады. Өндіруші шын мәнінде зарядтағышты өлшегенде, оның қалыпты екенін және зауыт талаптарына сәйкес келетінін анықтайды.

Бұл қандай мәселе? Бұл өте маңызды, себебі бұл зарядтағыш батареяның ескіруін ескермейді. Егер өлімге әкелетін зарядтың тогы тым аз болса, ол ескірген аккумуляторды зарядтаудың белгіленген нүктесіне жетпейді, осылайша пайдаланушы қате бағалады және зарядтағыш нашар болды деп есептеледі. Зарядтау престерінің мақсаты литий-ионды аккумуляторлардың зақымдалуын немесе тым көп айналуын болдырмау болып табылады, зарядтаудың арнайы бөлімінде, өздігінен разрядқа байланысты, EOC күйіне кіру қиын (бағалау токынан жоғары), бір жағынан пайдаланушыға Екінші жағынан, батареяның шамадан тыс зарядталуына байланысты кеңейтілуі мүмкін.

Осы факторларға бағытталған, біркелкі емес технология (O2Micro) арқылы іске қосылған жаңа мульти-литий-ионды аккумуляторды зарядтау чипі OZ8981 қазірдің өзінде тамаша шешім болып табылады. OZ8981 - нақты кернеуі, ток шығысы және бірнеше қорғанысы бар зарядтауды басқаруға арналған біріктірілген чип және ыңғайлы жүйе дизайнымен және төмен құны бар алты сатылы зарядтауды басқару режимін қамтамасыз етеді. Бұл жеңіл электр көліктеріне, электрлік велосипедтерге және электр құралдарына арналған көп литий-ионды аккумуляторлар үшін маңызды.

Жоғары үнемді және жоғары сенімділік OZ8981 қате күшейткішінің тиімді шығысына қол жеткізетін бір чипті біріктірілген зарядтау контроллерін қамтиды. Ол 0В импульстік зарядтауды, алдын ала зарядтауды, тұрақты токпен зарядтауды, тұрақты кернеуді зарядтауды, соңғы мерзімді және автоматты қайта зарядтауды басқаруды қолдайды. Интеллектуалды зарядтауды басқару.

Алдын ала зарядталған іске қосу кернеуі, тұрақты ток заряды, тұрақты кернеуді зарядтау мәні және зарядты өшіру ток мәні үшін икемді параметрлерді қолдайды. Сонымен қатар, OZ8981 жоғары дәлдіктегі зарядтау кернеуі ("1%) және ток (" 5%) шығысы бар; сыртқы кедергіні реттеу арқылы кернеудің шығыс дәлдігі «0,5%) болуы мүмкін.

Қосарлы зарядтауға арналған баспасөзді қолдау: алдын ала зарядтау, тұрақты кернеуді зарядтау уақытылы (ең көбі 5 сағат немесе жоқ). Қос температуралық қорғанысты қолдау: ішкі температураны қорғау (115 ¡ã C), сыртқы жоғары температурадан қорғау (әдепкі: 44 ¡ã C) және төмен температурадан қорғау (әдепкі: 2 ¡ã C). Сыртқы температураны қорғау нүктесі сыртқы икемді параметрлер болуы мүмкін.

Зарядтауды шамадан тыс қысымнан қорғауды, артық токтан қорғауды, қысқа тұйықталудан қорғауды қолдау. Батареяға автоматты түрде қол жеткізуді анықтауды, зарядтау күйіне арналған тікелей жарықдиодты дисплейді қолдау. Құрылғы әмбебап SOP16 пакетін қабылдайды.

Інжір. 4 - OZ8981 литий-ионды батареяның зарядтау графигін көрсететін график. OZ8981 алдыңғы жағындағы PWM чипімен біріктіру арқылы пайдаланушыларға қауіпсіз және тиімді және арзан литий-ионды аккумуляторды зарядтау құрылғысына тез қол жеткізуге көмектеседі d.