Wie weit kann ich einen 4,35-V-LiPo überladen?

Der Lade- (Abschluss-) Spannungspegel von Lithium-Ionen-Akkus wird vom Hersteller angegeben. Die Spezifikation basiert auf einer vernünftigerweise akzeptierten Anzahl von Zyklen ("Batterielebensdauer"), die eine Batterie aushalten kann, sagen wir 500 oder 1000. Dieser Parameter hängt von der speziellen Zellchemie, dem internen Aufbau, dem Ladestrom ab und wird vom Hersteller für abgeholt den besten Marktwert.

Eine höhere Ladespannung führt zu einer leichten Erhöhung der Batteriekapazität, verkürzt jedoch die Batterielebensdauer. Die vom Hersteller empfohlene Spannung ist ein Kompromiss zwischen diesen beiden Parametern.

Im Gegensatz zu urbanen Mythen von "geschädigten" Batterien ist die Abhängigkeit der "Batterielebensdauer" von der Ladespannung eine glatte kontinuierliche Kurve. Sicherlich endet die Lebensdauerabhängigkeit irgendwann mit einem katastrophalen Ausfall, aber Befürchtungen einer 10-mV-Überladung sind maßlos übertrieben. Jedoch können 100 mV über 4,35 V (für Li-Po-Batterie) ein Problem verursachen, siehe zum Beispiel diese Veröffentlichung von Texas Instruments , Seite 3-5.

Eine Überladung von 150 mV über die nominellen 4,2 V führt also zu etwa 10% mehr Kapazität für die ersten 50-100 Zyklen, aber die Lebensdauer schrumpft von 500-1000 Zyklen auf etwa 200. Extrapoliert ergeben die weiteren 100 mV vielleicht 30 -50 Zyklen leben. Dies bedeutet, dass 50 mV über der Spezifikation die Batterie nicht töten.

Die Seite 3-7 ist auch ziemlich informativ. Es heißt, dass 70–80 % der Kapazität während der CC-Phase kommen, während das Ende (CV-Phase) nur 20–30 % der Kapazität ausmacht, sodass es keinen großen Grund gibt, auf 0,03 °C zu warten. Die meisten TI-Ladegeräte verwenden standardmäßig 256 mA, um den Ladevorgang zu beenden.

Für mehr Einblicke und die korrekte Anwendung von Ladegeräten möchte man vielleicht andere Materialien wie DIESES EINE untersuchen .

Das Laden von Li-Poly und Li-Ion ist nicht so einfach wie das Pumpen einer Spannung darüber. Es ist ein zweistufiger Betrieb, der sowohl konstanten Strom als auch konstante Spannung beinhaltet.

1. Legen Sie einen konstanten Strom von (z. B.) 1 C an (also für eine 1200-mAh-Batterie 1,2 A), bis die Spannung auf 4,35 V ansteigt
2. Schalten Sie auf konstante Spannung um und legen Sie 4,35 V an, bis der Strom abflacht (normalerweise um 0,03 C).

Hier ist die Ladekurve eines 1200-mAh-Akkus, den ich neulich mit meinem Tischnetzteil aufgeladen habe:

Wie Sie sehen können, wartet es die meiste Zeit darauf, dass der Strom abfällt. Je länger Sie mit konstanter Spannung warten, desto größer ist die Kapazität. Ich habe bis genau 0,03 °C gewartet.

Das Erhöhen der Spannung über die Ladespannung hinaus wird nicht mehr in die Zelle zwingen. Länger warten, bis die aktuelle Kurve flacher wird, interessiert Sie.

Der Betrieb eines Geräts außerhalb der veröffentlichten Spezifikationen kann zu undefinierten Ergebnissen führen. Der Betrieb von etwas so Explosionsgefährlichem wie einer Batterie außerhalb der veröffentlichten Parameter kann zu explosiven Ergebnissen führen.

Wenn es sicher wäre, mit einer Spannung über den Spezifikationen zu laden, würden die Spezifikationen dies zeigen. Meist in Form einer absoluten Maximalangabe .

Bei einer Abschaltung von 4,35 V wird die Batterie für eine gewöhnliche LiCoO2-Zelle bereits beschädigt. Sie müssen bei maximal 4,15 V oder 4,2 V abschalten.

Die Energiekapazität zwischen 4,1 und 4,2 V beträgt nur 1,2 % der Gesamtenergiekapazität. Zwischen 4,2 V und 4,3 V ist es noch weniger, wahrscheinlich 0,6 % der Gesamtkapazität. Es macht wirklich keinen Sinn, über 4,2 V zu gehen, da Sie den Energiegehalt nur um 0,6% erhöhen und die Energiekapazität der Zelle schnell und dauerhaft reduziert wird, auch wenn Sie Ihre Zelle nicht oft zyklieren.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dies ist ein einfaches Konstantstrom-Konstantspannungsdesign mit 2 LM317. Ich muss mir selbst eins bauen, weil es sehr schwer ist, ein 4,35-V-Ladegerät auf dem Markt zu kaufen. Die Schaltung ist zu stark vereinfacht, denken Sie daran, die Kappen und die Schutzdiode hinzuzufügen.

Stellen Sie den U2-Ausgang vor dem Laden mit dem Potentiometer R3 im Leerlauf auf 4,35 V ein. Bei voller Ladung werden 4,35 V nicht überschritten. Überprüfen Sie auch die Herstellerspezifikation auf der Batterie, meine erwähnt 4,35 V + - 0,03 V Ladespannung.

Konstantstromumschaltung auf Konstantspannung und dann Abschaltung bei 4,2, da Ladegeräte funktionieren, ist nicht notwendig. Wichtig ist nur, dass du nicht zu viele Ampere auf einmal steckst und nicht über oder unter Spannung gehst. Sogar die Verstärker, die Sie sicher anschließen können, können je nach Soc stark variieren. Wenn es warm wird, laden Sie es wieder ab und halten länger. Ironischerweise kann das Sprengen mit sehr hohem Strom tatsächlich Zellen heilen, wodurch die Energiedichte erhöht und gefährliche Dendriten zerstört werden. Aber das geht noch einen Schritt weiter.