Wie entwickelt man einen Lithium-Ionen-Akku?

Ich arbeite an einem Projekt, das die Verwendung eines wiederaufladbaren Akkupacks erfordert. Das Hauptproblem, das ich habe, ist, dass der Akku so dünn wie möglich sein muss. Bisher konnte ich nur 3,7-V-Lithium-Ionen-Batterien mit einer Zelle finden. Das Projekt zieht maximal 1 A oder 500 mA Nennstrom bei einer Eingangsspannung von 9 bis 12 V (alles in diesem Bereich funktioniert.)

Meine bisherigen Designgedanken sind, dass ich drei dieser in Reihe geschalteten Batterien verwenden könnte. Zusätzlich möchte ich diesen Lade-IC verwenden .

Laut Datenblatt sieht es so aus, als ob dieser IC mehr als eine Zelle verarbeiten kann, was genau das ist, was ich brauche. Mein Plan ist, 3 der von mir aufgelisteten Zellen zu verwenden, um die erforderlichen (mindestens) 9 V zu erreichen.

Welche Vorsichtsmaßnahmen muss ich beim Entwerfen dieser Schaltung treffen, damit ich keine Explosionen habe? Ist dieses Design realisierbar und gibt es Optionen für einen schlankeren Akku?

Außerdem habe ich über die Verwendung von Aufwärts-, Abwärtswandlern usw. gelesen. Wie würde sich die Verwendung solcher Wandler auf die Batterielebensdauer auswirken?

Ich möchte einfach meine beste Option für dieses Projekt erkunden.

Stellen Sie sicher, dass Sie den Temperature Sense-Eingang richtig verwenden.
Das ist 7 mm dick; Sie können kleinere ~ 4 mm nur mit weniger Kapazität bekommen.

Antworten (2)

Viele Fragen! Anstatt Sie nur auf einen bestimmten IC oder eine bestimmte Batterie hinzuweisen, werde ich versuchen, Ihre Fragen zu beantworten, damit Sie die Konzepte verstehen und Ihre eigene Batterie auswählen oder bauen können.

  1. Welche Vorkehrungen muss ich treffen, damit es nicht zu Explosionen kommt? Mit Lithium-Ionen-Akkus ist das sicher möglich!

    A) Nicht überhitzen. Sie können Ladesysteme mit Thermistoren finden, die die Temperatur Ihrer Batterie überwachen.

    B) Nicht zu stark entladen. Lithium-Ionen sollten nicht unter 3 Volt entladen werden, aber 3,3 Volt sind ein besseres Ziel. Eine Überentladung führt eher dazu, dass die Batterie an Kapazität verliert als dass sie explodiert, aber am besten halten Sie trotzdem über 3 Volt.

    C) Nicht überladen. Sehr wichtig, nicht über 4,2 Volt zu laden.

    D) Nicht kurzschließen. Wenn der Pluspol der Batterie länger als ein paar Millisekunden mit dem Minuspol in Kontakt kommt, wird dies wahrscheinlich zu einem Brand führen. Normalerweise sind die Kurzschlüsse versehentlich und es gibt Schaltkreise, die die Batterie schützen, wenn ein Kurzschluss auftritt

    E) Entladen Sie den Akku nicht schneller, als für den Akku ausgelegt ist. Auch hier gibt es Schutzschaltungen, die davor schützen.

    F) Zellen in Reihe müssen abgeglichen werden. Das einfache Anlegen eines Stroms an den Akku kann dazu führen, dass einige der Zellen mit leicht unterschiedlichen Raten geladen werden, was zu einem Ungleichgewicht führt. Daher ist es eine sehr gute Idee, jede Zelle während des Ladevorgangs zu überwachen. Es gibt IC, die dies tun.

  2. Wie wirkt sich die Verwendung von Aufwärts- und Abwärtswandlern auf die Batterielebensdauer aus? Aufwärts- und Abwärtswandler sind ziemlich nützlich, aber Sie verlieren aufgrund von Ineffizienzen etwas Batterielebensdauer. Die meisten Aufwärts- und Abwärtswandler, die ich gesehen habe, haben einen Wirkungsgrad von etwa 85 %, obwohl ich gelegentlich einen behaupteten Wirkungsgrad von 95 % gesehen habe. Dadurch verlieren Sie 5-15% Akkulaufzeit durch ineffiziente Umwandlung.

Vergessen Sie nicht, dass ein voll aufgeladener 3-Zellen-Lithium-Ionen-Akku 12,6 Volt hat – ist das zu hoch?

Viel Glück.

Hobbyläden verkaufen Li-PO-Akkus mit bereits zusammengepackten Zellen und auch Ladegeräte dafür. So 11,1 V Durchschnitt, 12,6 V voll aufgeladen:

Batterie

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