Vida útil prolongada de iones de litio

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Según Battery University, la carga de una celda de ion de litio a solo 3.92v es el voltaje óptimo para evitar el estrés y las placas de litio. El problema es que casi todos los cargadores de los consumidores se centran en ir a 4.2v para una mayor duración de la batería.

Al cargar, debe desconectar el cargador (del consumidor) cuando el voltaje de celda de carga alcance 3.92v o cargar hasta que la celda alcance el final de su etapa de corriente constante a 4.2v y luego se establezca a alrededor de 3.92v?

Fuentes:

Carga de baterías de Ion de litio

Cómo prolongar las baterías a base de litio

    

2 respuestas

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Entiendo tu pregunta. Hice algo similar en uno de mis proyectos hace algunos años. Quería priorizar la duración de la celda en el tiempo de ejecución, así que solo cargué la celda a 4.1V y luego desconecté el cargador. La fase de carga de voltaje constante es lo que te permite tener el tiempo de ejecución máximo, por lo que en este caso mi opinión es que puedes ir sin él.

En realidad, no sé de dónde provienen los 3.92V, pero no es raro usar celdas de ion de litio en un rango de voltaje más estrecho para mejorar la vida útil de la batería. Algunos fabricantes de EV, por ejemplo, comienzan con un rango de voltaje más estrecho que garantiza el rango declarado del vehículo. Luego, a medida que la batería envejece y pierde capacidad, el rango de voltaje se extiende progresivamente para compensar y mantener el rango original.

    
respondido por el Diego
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La pregunta es un poco desordenada.

Primero, "óptimo" podría significar cosas diferentes. Cargar Li-Ion a 3.92V probablemente producirá un 70-80% de capacidad. ¿Es óptimo? Depende del uso de la batería / patrón de descarga. Si el dispositivo está destinado a estar en "reserva caliente" como una linterna de emergencia, el 80% es óptimo. Si el dispositivo está destinado a comenzar a funcionar a plena potencia inmediatamente (como las luces LED o el quadcopter), desperdiciará un 20-30% de capacidad sin motivo.

En segundo lugar, los "cargadores de consumo" no "enfocan" la vida útil más larga de la batería cuando se carga a 4.2V. La magia "4.2V" se debe a las especificaciones de la batería. Y este nivel lo determina el fabricante de la batería, que se basa en las expectativas estándar de tener 500-1000 ciclos de carga y descarga antes de que la capacidad nominal caiga por debajo del nivel del 70%. Debido a la mejora en la tecnología y los materiales, existen celdas de Li-Ion que pueden cargarse con 4,35 V manteniendo la misma o mejor vida útil.

Tercero, si carga una celda a 4,2 V, puede tardar un tiempo antes de que se descargue a 3,92 V, lo que no tiene sentido.

En general, existe cierta relación (relación compleja) entre la tensión de flotación del cargador, la corriente de terminación, la tasa de carga, la velocidad de descarga, el tiempo de la carcasa en estado de carga completa, la hora de la carcasa en estado de descarga y el estado de SOH de salud de la batería. La colocación en un estado de carga completa reduce la vida útil del ciclo de la batería, y la colocación en estado de descarga completa tiene un efecto similar. Por lo tanto, no existe una receta universal sobre cómo gestionar la "vida útil" de una batería de Li-Ion.

EDITAR: Basado en estudios de algunas células de algún fabricante de hace 7-12 años (células basadas en manganeso para Nissan Leaf), se encontró que el nivel de carga de aproximadamente 3,92 V proporciona el mejor equilibrio entre dos mecanismos de deterioro principales: la acumulación de SEI (Interfaz de electrolito sólido, que se acelera en niveles de carga altos) y EO (Oxidación de electrolitos). De ahí es de donde vino el número mágico de 3.92 V Sin embargo, las células Li-ION están en continua mejora, con diferentes materiales de ánodo-cátodo-separador y ligeras modificaciones de la química de los electrólitos, y el espacio paramétrico para la explotación de las células es vasto, este número mágico podría no ser universal. Más aún, el uso de 3.9V conduce a aproximadamente 60-65% de capacidad utilizable.

A efectos prácticos, si alguien desea emplear un esquema de carga de 3,92 V, una desconexión simple a 3,92 daría lugar a una pérdida adicional de capacidad, ya que faltará la parte de CV. Para obtener una carga adecuada de 3.92V, los cargadores deben volver a programarse para un nuevo conjunto de parámetros. La mayoría de los IC modernos tienen la capacidad de ser controlados a través de la interfaz I2C o con sesgos de hardware externos.

    
respondido por el Ale..chenski

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