Especificaciones de la batería de celda de moneda de litio CR2032

Hice mi tesis doctoral sobre gestión de energía en redes de sensores inalámbricas y estaba trabajando con nodos de sensores con baterías CR2032. Nosotros mismos diseñamos los nodos (mi supervisor diseñó la PCB y yo diseñamos el firmware y todas las pruebas relacionadas con la energía).

Puedo confirmar lo que dice la gente de arriba que puedes dibujar picos de 100 mA desde una nueva celda CR2032. Pero como dicen, para obtener la capacidad nominal en términos de mAh, debe descargarla a la corriente y temperatura nominales especificadas.

Los nodos del sensor en los que estaba trabajando dibujaron unos 27-35mA en la transmisión. Pero las transmisiones duraron 110-140ms a la vez, una vez por minuto. A temperatura ambiente, usando un solo CR2032 en paralelo con un supercap de 75 mF de CapXX, logramos utilizar un 87% de la capacidad nominal del CR2032 (los nodos probados funcionaron en promedio 99 días). Utilizamos un CR2032 de Renata. La misma configuración sin un supercapacitador obtendría de 10 a 15 días menos de tiempo funcional en promedio. Sin embargo, el supercap se vuelve crucial si decides bajar la temperatura de operación. (lo que hicimos en pruebas a -30 ° C)

Las consecuencias de la descarga con una corriente más alta son que logre obtener menos energía de la especificada de la batería. Los picos de corriente crean caídas de voltaje y en el momento en que la caída de voltaje cae por debajo de su voltaje de reducción de voltaje, su circuito se reinicia. No hace falta decir que en ese momento todavía queda algo de energía en la célula. Para evitar este problema, puede agregar un supercapacitador para aplanar los picos de corriente de transmisión (caídas de voltaje).

Pero:

• los supercapacitores son caros
• necesita uno con baja corriente de fuga y circuitos de balance como los de CapXX (tienen corrientes de fuga). en el rango de 1-2uA)

Un supecapacitor de alta corriente de fuga hará más daño que beneficio si el dispositivo necesita alimentación durante días o semanas.

Tampoco dude en conectar los CR2032 en paralelo si lo necesita y tiene espacio: básicamente duplica la capacidad actual.

Habiendo dicho eso, todavía hay mucho trabajo por hacer en este mundo para mejorar la gestión de la energía en tales aplicaciones.

De la hoja de datos:

  

• La capacidad nominal indica la duración hasta que el voltaje cae a 2.0V cuando se descarga a una corriente de descarga nominal a 20 grados. C
  

Entonces, si la descarga es de 0,2 mA constante, obtendrá una capacidad de 220 mAh, o 1100 horas. La descarga a una velocidad mayor reducirá la capacidad de la batería. La pulsación también afectará esto, ya que BLE pulsa a 5 mA. Un pulso de 5 mA por una fracción de segundo, mientras no haya un sorteo el resto del tiempo, podría resultar en un sorteo equivalente de 0.2 mA.

Si observa el gráfico etiquetado Descarga de pulso, muestra un pulso de 5 segundos de 300 Ω, o 10mA a 3V. Una descarga pulsada como esta reducirá la capacidad total a lo largo de la vida útil de la batería a aproximadamente 180 mAh desde 220mAh nominales.

Para responder a tus dos preguntas directas:

1. Un CR2032 típico puede generar mucha más corriente que 5 mA. Podrías extraer 100 mA de él, durante menos de una hora, con algunas advertencias sobre su alto nivel de ESR.

2. La corriente nominal es para establecer una duración de base de la batería. CR2032, y las celdas de monedas en general, están diseñadas para aplicaciones de baja duración y larga duración, como relojes en tiempo real o copias de seguridad de datos de baterías. No están diseñados para alimentar cargas pesadas.

Creo que la respuesta está en este gráfico de la hoja de datos:

Si dibuja aproximadamente 10mA (\ $ 3V \ div 300 \ Omega \ $) 5 segundos a la vez, verá que la tensión disminuye más con el tiempo y se reducirá la capacidad general de la batería.

(Esto se debe a que se quema más energía en las resistencias internas de la batería. Pero parece estar bien si estás de acuerdo con la capacidad reducida)