¿Cuánto puedo sobrecargar una LiPo de 4,35 V?

El fabricante especifica el nivel de tensión de carga (terminación) de las baterías de iones de litio. La especificación se basa en un número razonablemente aceptado de ciclos ("vida útil de la batería") que una batería puede soportar, digamos, 500 o 1000. Este parámetro depende de la química particular de la celda, la construcción interna, la corriente de carga y lo selecciona el fabricante para el mejor valor comercial.

Un voltaje de carga más alto conduce a un ligero aumento en la capacidad de la batería, pero acorta la vida útil de la batería. El voltaje recomendado por el fabricante es una compensación entre estos dos parámetros.

Contrariamente a los mitos urbanos de las baterías "dañadas", la dependencia de la "vida útil de la batería" del voltaje de carga es una curva suave y continua. Ciertamente, la dependencia de por vida termina en algún momento con una falla catastrófica, pero los temores de una sobrecarga de 10 mV son exagerados. Sin embargo, 100 mV sobre 4,35 V (para batería Li-Po) podría causar un problema; consulte, por ejemplo, esta publicación de Texas Instruments , página 3-5.

Por lo tanto, la sobrecarga de 150 mV sobre los 4,2 V nominales conduce a aproximadamente un 10 % más de capacidad durante los primeros 50 a 100 ciclos, pero la vida útil se reduce de 500 a 1000 ciclos a aproximadamente 200. Extrapolando, los otros 100 mV resultarán en quizás 30 -50 ciclos de vida. Esto significa que 50 mV por encima de la especificación no matará la batería.

La página 3-7 también es bastante informativa. Dice que el 70-80% de la capacidad llega durante la etapa CC, mientras que la cola (etapa CV) representa solo el 20-30% de la capacidad, por lo que no hay muchas razones para esperar hasta 0.03C. La mayoría de los cargadores TI tienen un valor predeterminado de 256 mA para finalizar el proceso de carga.

Para obtener más información y la aplicación correcta de los cargadores, es posible que desee examinar otros materiales como ESTE .

Cargar Li-Poly y Li-Ion no es tan simple como simplemente bombear un voltaje a través de él. Es una operación de dos etapas que involucra tanto corriente constante como voltaje constante.

1. Aplique una corriente constante de (digamos) 1C (para una batería de 1200 mAh, eso es 1,2 A) hasta que el voltaje aumente a 4,35 V
2. Cambie a voltaje constante aplicando 4,35 V hasta que la corriente se estabilice (generalmente alrededor de 0,03 C).

Aquí está la curva de carga de una batería de 1200 mAh que cargué el otro día usando la fuente de alimentación de mi banco:

Como puede ver, la mayor parte del tiempo está esperando que baje la corriente. Cuanto más espere con voltaje constante, mayor será la capacidad. Esperé hasta exactamente 0.03C.

Aumentar el voltaje por encima del voltaje de carga no forzará más la celda. Esperar más tiempo para que la curva actual se vuelva más plana es lo que le interesa.

Operar cualquier dispositivo fuera de las especificaciones publicadas puede generar resultados indefinidos. Cuando operar algo tan potencialmente explosivo como una batería fuera de los parámetros publicados puede conducir a resultados explosivos.

Si fuera seguro cargar con un voltaje por encima de las especificaciones, las especificaciones lo mostrarían. Por lo general, en forma de una especificación máxima absoluta .

Con un corte de 4,35 V, la batería ya se está dañando para una celda ordinaria de LiCoO2. Debe cortar a 4,15 V o 4,2 V como máximo.

La cantidad de capacidad de energía entre 4,1 y 4,2 V es solo el 1,2% de la capacidad de energía total. Entre 4,2 V y 4,3 V es incluso menos, probablemente el 0,6 % de la capacidad total. Realmente no tiene sentido ir por encima de 4,2 V, dado que solo aumenta el contenido de energía en un 0,6% y reducirá rápida y permanentemente la capacidad de energía de la celda, incluso si no realiza ciclos de su celda con frecuencia.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Este es un diseño de voltaje constante de corriente constante simple que utiliza 2 LM317. Tengo que construir uno yo mismo porque es muy difícil comprar un cargador de 4,35 V en el mercado. El circuito está demasiado simplificado, recuerde agregar las tapas y el diodo de protección.

Establezca la salida U2 en 4,35 V sin carga usando el potenciómetro R3 antes de cargar. A plena carga, no superará los 4,35 V. También verifique las especificaciones del fabricante en la batería, la mía menciona un voltaje de carga de 4.35V + - 0.03V.

No es necesario cambiar de corriente constante a voltaje constante y luego apagar en 4.2, ya que los cargadores funcionan. Todo lo que importa es que no pongas demasiados amperios a la vez y no pases por encima o por debajo del voltaje. Incluso los amplificadores que puede instalar de manera segura pueden variar mucho dependiendo de la soc. Si se está calentando, la carga retrocede y durará más. Irónicamente, la explosión de una corriente muy alta puede curar las células aumentando la densidad de energía y destruyendo las dendritas peligrosas. Pero eso es ir un paso más allá.