¿Cómo diseñar una batería de iones de litio?

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Tengo un proyecto en el que estoy trabajando que requiere el uso de una batería recargable. El principal problema que tengo es que la batería debe ser lo más delgada posible. Hasta ahora, todo lo que pude encontrar son baterías de iones de litio de celda única de 3.7V. El proyecto consume alrededor de 1A MAX o 500 mA de corriente nominal a un voltaje de entrada de 9 a 12V (cualquier cosa en ese rango funciona).

Lo que pienso del diseño hasta ahora es que podría usar tres de estas baterías conectadas en serie. Además, me gustaría usar este IC de carga .

Según la hoja de datos, parece que este IC puede manejar más de una celda, que es exactamente lo que necesito. Mi plan es utilizar 3 de las celdas que enumeré para lograr el 9V requerido (mínimo).

Mi pregunta es, ¿qué precauciones debo tomar al diseñar este circuito para que no tenga explosiones? ¿Es este diseño viable y hay opciones para un paquete de baterías más delgado?

También, he leído sobre el uso de convertidores de aumento de velocidad ... ¿Cómo afectaría el uso de dichos convertidores la duración de la batería? ...

Simplemente quiero explorar mi mejor opción para este proyecto.

    
pregunta John August

1 respuesta

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¡Muchas preguntas! En lugar de indicarle un determinado IC o batería, intentaré responder sus preguntas para que pueda comprender los conceptos y elegir o construir su propia batería.

  1. ¿Qué precauciones debo tomar para que no haya explosiones? ¡Ciertamente algo que es posible con las baterías de ión litio!

    A) No sobrecalentar. Puede encontrar sistemas de carga con termistores que controlan la temperatura de su batería.

    B) No sobre-descargar. El ión de litio no debe descargarse a menos de 3 voltios, pero 3.3 voltios es un objetivo mejor para alcanzar. La descarga excesiva es más probable que haga que la batería pierda capacidad en lugar de explotar, pero lo mejor es mantenerla a más de 3 voltios, independientemente.

    C) No sobrecargue. Es muy importante no cargar más de 4.2 voltios.

    D) No cortocircuitar. Permitir que el positivo de la batería entre en contacto con el negativo durante más de unos pocos milisegundos probablemente provocará un incendio. Por lo general, los cortocircuitos son accidentales y existen circuitos que protegerán la batería si se produce un cortocircuito.

    E) No descargue la batería a una velocidad superior a la indicada para la batería. Nuevamente, existen ciclos de protección que protegerán contra esto.

    F) Las celdas en serie deben estar equilibradas. El simple hecho de aplicar una corriente a la batería puede hacer que algunas de las celdas se carguen a velocidades ligeramente diferentes, lo que puede generar un desequilibrio. Como resultado, es una muy buena idea monitorear cada celda mientras se está cargando. Existen IC que harán esto.

  2. ¿Cómo afecta el uso de los convertidores boost y buck a la vida útil de la batería? Los convertidores Boost y Buck son bastante útiles, pero perderá algo de duración de la batería debido a ineficiencias. La mayoría de los convertidores boost y buck que he visto tienen aproximadamente un 85% de eficiencia, aunque ocasionalmente he visto un 95% de eficiencia. Por lo tanto, perderá un 5-15% de duración de la batería debido a una conversión ineficiente.

No olvide que una batería de iones de litio de 3 celdas completamente cargada es de 12.6 voltios. ¿Es esto demasiado alto?

Buena suerte.

    
respondido por el Filek

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