Aufladen des Lithium-Ionen-Akku

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Die Lithium-Ionen-Ladegerät ist ein spannungsbegrenzende Gerät ähnlich dem Blei-Säure-Batterie-Ladegerät. Der Unterschied liegt in einer höheren Spannung pro Zelle, engere Toleranz und das Fehlen von Riesel-oder Erhaltungsladung wenn die volle Ladung erreicht ist.

Während die Blei-Säure-Batterie bietet eine gewisse Flexibilität in Bezug auf die Spannung cut-off, sind Hersteller von Lithium-Ionen-Zellen sehr streng über das Einstellen der richtigen Spannung. Wenn der Lithium-Ionen zuerst eingeführt wurde, forderten die Graphit-System eine Ladespannung Grenze 4.10V/cell. Obwohl höhere Spannungen Energiedichten, Zell-Oxidation liefern erhöht erheblich die Lebensdauer in den frühen Graphit-Zellen, die oberhalb der Schwelle 4.10V/cell geladen waren begrenzt. Dieser Effekt wurde mit chemischen Zusätzen gelöst worden. Die meisten kommerziellen Lithium-Ionen-Zellen können nun mit 4,20 V geladen werden. Die Toleranz für alle Li-Ionen-Akkus ist eine enge + / -0.05V/cell.

Industrie-und Militär-Li-Ionen-Batterien für maximale Lebensdauer ausgelegt Einsatz einer End-of-Ladespannung Schwelle von etwa 3.90V/cell. Diese Batterien sind niedriger bewertet am Wattstunden pro Kilogramm-Maßstab, aber Langlebigkeit Vorrang vor hohen Energiedichte und der geringen Größe. Die Ladezeit der Lithium-Ionen-Batterien, wenn sie bei einer ersten 1C Strom geladen, ist ca. 3 Stunden. Die Batterie bleibt kühl während der Ladung. Volle Ladung erreicht, nachdem die Spannung der oberen Spannung Schwellenwert erreicht hat, und der Strom fiel aus und um etwa 3 Prozent des nominalen Ladestrom eingeebnet.

Die Erhöhung der Ladestrom auf einen Li-Ion Ladegerät nicht verkürzen die Ladezeit viel. Obwohl die Spannung schneller erreicht mit höherem Strom wird die Auffüllladung länger dauern.

Einige Ladegeräte Anspruch auf schnelle Ladung ein Li-Ionen-Batterie in einer Stunde oder weniger. Solch ein Ladegerät eliminiert Stufe 2 und geht direkt an "bereit", sobald die Spannung Schwelle liegt am Ende der Stufe 1 erreicht. Der Ladezustand ist an dieser Stelle etwa 70 Prozent. Die Auffüllladung dauert in der Regel doppelt so lang wie die Vorlage.

Keine Erhaltungsladung angewendet wird, da die Li-ion ist keine Überladung. Erhaltungsladung könnte Beschichtung von metallischen Lithium, ein Zustand, macht die Zelle instabil. Stattdessen wird eine kurze Auffüllladung angewandt, um die kleine Menge von Selbstentladung der Batterie und deren Schutzschaltung verbrauchen zu kompensieren.

Je nach Ladegerät und die Selbstentladung der Batterie kann ein Auffüllladung einmal alle 500 Stunden oder 20 Tage durchgeführt werden. Typischerweise tritt die Ladung in die offene Klemme, wenn die Batteriespannung 4.05V/cell und erlischt, wenn es 4.20V/cell wieder erreicht.

Was passiert, wenn eine Batterie versehentlich überladen wird? Li-Ionen-Batterien sind so konzipiert, kann innerhalb ihrer normalen Betriebsspannung aber zunehmend instabil, wenn höhere Spannungen belastet. Auf einer Ladespannung über 4,30 V bewirkt die Zellen Lithium-Metallisierung auf der Anode. Darüber hinaus wird das Kathodenmaterial einem Oxidationsmittel, verliert Stabilität und Sauerstoff abgibt. Überladen bewirkt, dass die Zelle sich aufzuheizen.

Viel Aufmerksamkeit wurde auf die Sicherheit der Lithium-Ionen-Batterie gelegt. Kommerzielle Li-Ionen-Akkus enthalten eine Schutzschaltung, dass die Zellenspannung verhindert werde zu hoch während des Ladevorgangs. Die typische Sicherheit Schwelle auf 4.30V/cell gesetzt. Darüber hinaus Sensing Temperatur schaltet die Ladung, wenn die interne Temperatur nähert 90 ° C (194 ° F). Die meisten Zellen sind mit einem mechanischen Druckschalter, die dauerhaft unterbricht den aktuellen Pfad, wenn eine sichere Druck überschritten wird. Interne Spannung Regelkreise entzieht der Batterie bei tiefen und hohen Spannung Punkte.

Ausnahmen sind bei einigen Spinell (Mangan) mit einem oder zwei kleinen Zellen Packs gemacht. Am überladen, produziert diese Chemie minimal Lithium Überzug auf der Anode, weil die meisten metallisches Lithium hat von der Kathode beim normalen Ladevorgang entfernt wurden. Das Kathodenmaterial weiterhin stabil entwickelt und erzeugt keine Sauerstoff, wenn die Zelle wird extrem heiß. Wichtig: Bei Bruch, ausgelaufene Elektrolyt oder eine andere Ursache der Belastung durch den Elektrolyten, bündig mit Wasser abspülen. Wenn Augenkontakt kommen, spülen Sie mit Wasser für 15 Minuten und sofort einen Arzt aufsuchen.

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