Begrip van het oplaadproces van lithium-ionbatterijen

Het optimale laadproces voor lithium-ionbatterijen kan in vier belangrijke fasen worden onderverdeeld:druppellading,constant stroomopladen,constantspanningsopladen, enbeëindiging van de ladingElke fase speelt een belangrijke rol bij het behoud van de efficiëntie, veiligheid en levensduur van de batterij.

Fase 1: Trickle-laden

Het gebruik van de druppeloplaatsingvoorladenofherstellenWanneer de batterijspanning daalt onder ongeveer3V, begint het laadproces met een lage, constante stroom van0.1CDit zachte opladen zorgt voor de veiligheid en het herstel van de batterij voordat het naar de volgende fase gaat.

Fase 2: Constant stroomopladen

Zodra de batterijspanning boven de druppeloplaaddrempel komt, wordt de stroom verhoogd om te beginnenconstant stroom (CC) opladenIn deze fase varieert de laadstroom doorgaans tussen0.2C tot 1.0C.

• Belangrijkste opmerking:
  • De stroom hoeft niet volkomen constant te zijn; een "quasi-constante stroom" is voldoende.
  • Voor lineaire opladerontwerpen neemt de stroom vaak iets toe met stijgende batterijspanning om de warmteverlies in de transistors te minimaliseren.
  • opladen bij stromen hoger dan1Cde totale laadtijd niet verkort. Hoewel de constante stroomfase korter zal zijn,de volgende fase met constante spanning duurt langer als gevolg van verhoogde interne weerstand en elektrodeoverspanning.

Fase 3: Laden met een constante spanning

Zodra de batterijspanning bereikt4.2V, eindigt de constante stroomfase en gaat de laadmachine over naarconstantspanning (CV) opladenIn dit stadium:

• De spanning wordt stabiel gehouden op4.2Vmet een nauwkeurige tolerantie beter dan± 1%om optimale prestaties te bereiken.
• De laadstroom neemt geleidelijk af naarmate de batterij de volle capaciteit nadert.

Fase 4: Beëindiging van de lading

In tegenstelling tot nikkelbatterijen,continu laden met druppels wordt niet aanbevolenvoor lithium-ionbatterijen: langdurig druppellading kan leiden tot metalen lithiumblazing van de elektroden,waardoor de batterij onstabiel wordt en mogelijk tot plotselinge storing of snelle desintegratie leidt.

Twee gebruikelijke methoden voor het beëindigen van de ladingworden gebruikt:

1. Minimumstroommethode:
   • Het laadapparaat bewaakt de stroom tijdens de constante spanningsfase.0.02C en 0.07C.
2. Timermethode:
   • Een timer start bij het begin van de constante spanningsfase en het opladen stopt automatisch na ongeveer2 uur.
   • Deze methode kan ook worden gecombineerd met de minimale huidige methode voor meer veiligheid.

Laadduur en veiligheidsmaatregelen

Het volledige vierstappenlaadproces duurt meestal ongeveer2.5 tot 3 uurom een diep ontladen lithium-ionbatterij volledig op te laden.

Geavanceerde opladers bevatten aanvullende veiligheidsvoorzieningen, zoals:

• Het opladen onderbreken als de batterijtemperatuur een bepaald bereik overschrijdt (meestal0°C tot 45°C)).
• Monitoring van spanning, stroom en temperatuur om overlading en oververhitting te voorkomen.

Waarom het heffingsproces belangrijk is

Uit de laadcurve van een lithium-ionbatterij blijkt duidelijk dat elke fase specifieke kenmerken heeft die zijn ontworpen om:

• Maximale batterijprestaties en levensduur.
• Vermijd schade veroorzaakt door onjuiste heffingsmethoden.

Door dit gestructureerde heffingsproces te begrijpen en te volgen,U kunt ervoor zorgen dat lithium-ionbatterijen goed worden gebruikt en ze beschermen tegen mogelijke storingen of schade door overlading of overmatige stroom.