Carga de batería de litio: subtensión

Sí, cargar una celda de Li-Ion a un voltaje constante sin terminar la carga probablemente destruirá la celda.

Lo que sucederá es que su batería llegará (tal vez lentamente) a 4.0 V, y, si el voltaje permanece, la corriente de carga disminuirá gradualmente y disminuirá a cero. Esto pondrá a la celda en estado de sobrecarga, incluso si el voltaje no estuviera al máximo para la capacidad de la celda.

La mayoría de racionalización común del proceso de sobrecarga es que “el litio se acumula más rápido de lo que puede disiparse. El resultado es que las placas de litio metálicas suben sobre el ánodo. Al mismo tiempo, el cátodo se convierte en un agente oxidante y pierde estabilidad ".

En otras palabras, si la celda se somete a un CV y la corriente se detiene con el tiempo a medida que avanza, los iones de litio comenzaron a acumularse sin que la corriente los obligue a moverse. Es por eso que el proceso de carga debe detenerse en algún momento. Por lo tanto, no es el nivel de voltaje (aunque la sobretensión causa otros efectos negativos), sino el hecho de que la corriente se detiene de manera imperativa y comienza la acumulación de litio.

Como resultado de la descomposición del electrolito, puede producirse una gasificación que provoque celdas hinchadas / hinchadas / hinchadas, y la celda típicamente pierde un 50-70% de capacidad nominal debido a algunos cambios irreversibles en la microestructura de los materiales de los electrodos.

Línea inferior: no cargue las células de Li-Ion continuamente.

Para obtener una explicación más científica, consulte este artículo en "Fronteras en investigación de energía"

  

También sé que cargar una batería de iones de litio implica una corriente constante y una fase de voltaje constante.

Por lo general lo hace, pero no es necesario. Esa es la forma en que funcionan los cargadores comerciales, para obtener la carga más rápida mientras se mantiene dentro de los parámetros sin daños.

Un régimen común que usan los cargadores es cargar a 4.2v, luego apagarse hasta que el voltaje caiga a 4.1v, luego recargar a 4.2v.

Para mi dinero, 'proporcionar suficiente carga a lo largo del tiempo' para mantener la celda a 4.1v sería más amable si esa carga se entregara de manera constante y la celda nunca excediera de 4.1v, que si se proporcionara en ráfagas y la celda pasara por ciclos 4.1v y el 4.2v más dañino. La primera opción es, por supuesto, una carga continua de goteo.

Sin embargo, no soy un fabricante de baterías, y aún no he encontrado datos de ninguno de ellos que discuta la longevidad en condiciones de carga de goteo de voltaje sub-máximo. Se ha puesto una enorme cantidad de esfuerzo en caracterizar las celdas recargables para obtener las tasas de carga más rápidas y la mayor capacidad utilizable (que, seamos realistas, es donde están el volumen y el dinero), y mucho menos para usarlas con mayor suavidad.

Para sus condiciones de carga específicas de 4v 100mA. Si 100 mA es menor que la corriente de carga máxima de la batería, entonces su fase CI estará bien. Una vez que la celda llegue a 4v, la corriente de carga caerá. Espero que caiga esencialmente a nada.

Me arriesgaría a mantenerlo en CV a 4v por tiempo indefinido, tomando las precauciones adecuadas para mitigar el riesgo de incendio. Usted podría estar tentado a hacer lo mismo. No encontrará ninguna fuente confiable que le dirá que esto está bien. No seré responsable de sus células si hace esto, y encontrará que se degradan más rápidamente de lo que esperaba.

Sería interesante para alguien, tal vez usted, probar algunas celdas con diferentes regímenes de carga de goteo de voltaje más bajo e informar los resultados, tal vez trimestralmente durante un período de cinco o 10 años. Lo he considerado, pero es poco probable que lo consiga.