Vida útil prolongada de iones de litio

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

En realidad, no sé de dónde vienen los 3,92 V, pero no es raro usar celdas de iones de litio en un rango de voltaje más estrecho para mejorar la vida útil de la batería. Algunos fabricantes de vehículos eléctricos, por ejemplo, comienzan con un rango de voltaje más estrecho que garantiza la autonomía declarada del vehículo. Luego, a medida que la batería envejece y pierde capacidad, el rango de voltaje se amplía progresivamente para compensar y mantener el rango original.

La pregunta es un poco desordenada.

Primero, "óptimo" podría significar cosas diferentes. La carga de Li-Ion a 3,92 V probablemente producirá una capacidad del 70-80 %. ¿Es óptimo? Depende del patrón de uso/descarga de la batería. 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 de inmediato (como luces LED o cuadricóptero), entonces desperdició entre un 20 y un 30 % de su capacidad sin ningún motivo.

En segundo lugar, los "cargadores de consumo" no se "enfocan" en la mayor duración de la batería cuando se carga a 4,2 V. El mágico "4.2V" se debe a las especificaciones de la batería principal. Y este nivel lo determina el fabricante de la batería, que se basa en las expectativas estándar de tener entre 500 y 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 iones de litio que se pueden cargar con 4,35 V manteniendo el mismo o mejor ciclo de vida.

En tercer lugar, si carga una celda a 4,2 V, puede pasar un tiempo antes de que se descargue automáticamente a 3,92 V, lo que no tiene sentido.

En general, existe cierta compensación (relación compleja) entre el voltaje de flotación del cargador, la corriente de terminación, la tasa de carga, la tasa de descarga, el tiempo de carga en estado completamente cargado, el tiempo de carga en estado descargado y SOH (estado de salud de batería. La ubicación en un estado completamente cargado reduce la vida útil del ciclo de la batería, y la ubicación en un estado completamente descargado tiene un efecto similar. Por lo tanto, no existe una receta universal para administrar la "vida útil" de una batería de iones de litio.

EDITAR: Basado en estudios de algunas celdas de algún fabricante de hace 7-12 años (celdas 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 principales de deterioro: acumulación de SEI (interfaz de electrolitos sólidos, que acelera a niveles de carga altos) y EO (oxidación de electrolitos). De ahí vino el número mágico de 3,92 V. Sin embargo, las celdas de Li-ION están en constante mejora, con diferentes materiales de separador de ánodo-cátodo y ligeras modificaciones de la química de electrolitos, y el espacio paramétrico para la explotación de celdas es enorme, este número mágico puede no ser universal. Además, el uso de 3,9 V conduce a aproximadamente un 60-65 % de la capacidad utilizable.

A efectos prácticos, si alguien desea emplear un esquema de carga de 3,92 V, la simple desconexión en 3,92 conduciría a una pérdida adicional de capacidad, ya que faltará la parte CV. Para obtener una carga adecuada a 3,92 V, los cargadores deben reprogramarse para un nuevo conjunto de parámetros. La mayoría de los circuitos integrados modernos tienen la capacidad de controlarse a través de la interfaz I2C o con sesgos de hardware externo.