Paso 2: Comprender las baterías de iones de litio
Iones de litio se está convirtiendo en la química de la elección para aplicaciones portátiles debido a su alto cociente de la capacidad a la medida y una característica de baja autodescarga. Utiliza un cátodo (electrodo positivo), un ánodo (electrodo negativo) y electrolito como conductor. El cátodo es de óxido de un metal y el ánodo se compone de carbono poroso. Durante la descarga, los iones fluyen del ánodo al cátodo a través de los electrolitos y el separador; carga invierte la dirección y los iones fluyen del cátodo al ánodo. La figura 1 ilustra el proceso. Cuando la célula de carga y descarga, traslados de iones entre el cátodo (electrodo positivo) y ánodo (electrodo negativo). En la descarga, el ánodo sufre oxidación, o pérdida de electrones, y el cátodo ve una reducción o ganancia de electrones. Carga invierte el movimiento.
Li-ion es un sistema limpio y toma solamente lo que puede absorber; cualquier cosa adicional causa estrés a la batería y lo degrada. Mayoría de las células de carga para 4.20V / de la célula con una tolerancia de + / – 50mV/célula. Capacidad de la batería C, expresada en horas de la mA es una medida de la duración de la batería entre cargas. Corriente de la batería tiene las unidades de C-tasa. Por ejemplo, una batería de mA-h 800 tiene una tasa de C de 800mA. La actual corresponde a 1C es 800 mA y 0.1C es de 80 mA. Una batería de Li-Ion, proceso de carga consiste en tres etapas:
• Pre-cargo lento carga: carga la etapa usando corriente de 0.1 C básicamente para rejuvenecer una célula muerta
• Carga de corriente constante (CC) cargo/Fast: etapa carga actual constante utiliza corriente de 0.2C a 1C. (Algunos cargadores rápidos poner 1,5 C o 2C corriente de carga, pero no se recomienda)
• Carga de voltaje constante (CV): después de la batería voltaje llega a 4.2V
El algoritmo básico es cargar a corriente constante (0,2 C 1 c dependiendo del fabricante y la aplicación de exigencias) hasta que el llegue batería 4.2 Vpc (volts por celda) y mantenga la tensión de 4,2 voltios hasta que la corriente de carga ha disminuido al 10% (0,1 C) de la carga inicial. Cuanto mayor sea la corriente en la cargar la batería, menor será la duración de su batería. En esta fuente de alimentación nos establecerá la carga actual en 0,5 C corriente aprox. La condición de terminación es la caída de corriente 10%(0.1C) de carga. La curva de tensión vs corriente para cargar baterías de Li-ion se da en la figura 2.
Durante la etapa de pre carga, la batería está cargada con una corriente de carga constante de 0.1 C, si el voltaje de la batería está por debajo de 2.7V (punto A). La etapa de pre carga rara vez se utiliza durante el proceso de carga de una batería de iones de litio. La carga de voltaje constante y corriente constante (CC-CV) es las etapas más importantes durante un proceso de recarga. Mayoría de las baterías de Li-Ion tiene una tensión completamente cargada de 4.1 o 4.2V. La batería es primero cargar con una corriente constante de 0,2 C a 1C hasta una tensión de batería llega a 4.1 o 4.2V (punto B). El administrador de carga IC verifica continuamente la corriente de carga y el voltaje de la batería. Cuando encuentra llega a voltaje de la batería 4.1 o 4.2V, el cargador conmutará a modo de carga de voltaje constante. A continuación es cargar la batería con una fuente de tensión constante con una tensión de batería de 4.1 o 4.2 V. Durante este proceso la corriente de carga comenzará a caer debido a la resistencia interna de la célula. Cuando la corriente de carga caiga por debajo de 0,1 C (punto C), debe detener el proceso de carga. Cuando la batería está completamente cargada, la mayor parte de la energía eléctrica se convierte en energía térmica. Sobrecarga de las baterías puede causar sobrecalentamiento, explosión debido a un burbujeo del electrolito y seriamente reducir la duración de la batería. Las baterías de Li-Ion son extremadamente sensibles a la sobrecarga y por lo tanto es fundamental controlar la tensión final hasta dentro de ±50 mV de 4.1 o 4.2V.
La curva de descarga de la batería del Li-Ion se muestra en la figura 3 que la plena capacidad de la batería se presume que cuando el voltaje de la terminal es de 4,2 voltios como máximos. Cuando está descargado y el voltaje terminal alcanza nominalmente 2.7v, la batería es considerada como el final"de la capacidad de" entonces es decir totalmente descargada. No debe descargarse más allá de este punto y el circuito de protección se debe apagar la carga conectada a la batería en este momento.
