¿Cuál es el principio de carga y descarga de las baterías de litio?

La carga y descarga de una batería de litio implica el movimiento de iones de litio entre el electrodo negativo y el electrodo positivo. Durante la etapa de carga, la energía eléctrica se convierte en energía química. La cantidad de energía que la celda puede almacenar se llama su “potencia”. El proceso de cargar y descargar una batería de iones de litio puede ser complicado, pero generalmente es simple.

La batería de litio se carga mediante un cargador que mantiene una corriente constante. La carga es lenta y gradual, para que no cause sobrecalentamiento de la batería. La primera fase de carga se conoce como la fase de pre-carga, y el voltaje de la batería estará por debajo de tres voltios durante este período. Después, la batería comenzará a ganar energía y eventualmente alcanzará su potencial máximo.

La primera fase de carga se llama fase de voltaje constante. Esta fase implica aplicar un voltaje constante que es igual al voltaje máximo de las celdas en la serie. La carga superior es necesaria para mantener un voltaje más alto que la tasa de autodescarga de la batería. Una vez que el voltaje alcanza entre cuatro y cinco voltios, la batería está completamente cargada.

La segunda etapa se llama ciclo de descarga. Esta etapa ocurre cuando un electrodo negativo se sobrecarga. El ciclo de descarga se detiene cuando la batería está descargada. Una batería descargada no podrá almacenar energía, por lo que es importante descargarla y cargarla correctamente. Aumentar la corriente puede reducir la vida útil de una batería de iones de litio. Sin embargo, la carga de alta corriente sin restricciones puede incrustar iones en el electrodo negativo.

A medida que la batería de iones de litio se descarga completamente, los iones de litio se mueven hacia el electrodo de óxido de cobalto. Las baterías de iones de litio contienen varios tipos de materiales, por lo que su peso y contenido de energía variarán. En algunos casos, una batería de iones de litio es más pesada que las baterías de plomo-ión. Cuando está completamente descargada, la batería de iones de litio está sobrecargada.

Cuando una batería de iones de litio se está recargando, la corriente aumenta gradualmente. La corriente de carga disminuirá si la corriente es demasiado alta. Por lo tanto, una corriente de carga mayor resultará en una carga completa en menos tiempo. Durante la primera etapa, la corriente se incrementa, pero tarda más de un año en alcanzar la saturación. Para la segunda etapa, la corriente se reduce.

Las baterías de iones de litio contienen controladores electrónicos. Los cargadores ayudarán al ciclo de carga y descarga de la batería sin sobrecalentarse. Por ejemplo, la energía celular es igual al voltaje multiplicado por la carga. Esto se llama equilibrio electroquímico. La fórmula es la siguiente: Cuanto mayor sea la corriente, mayor será el voltaje. Si el voltaje es demasiado alto, la celda de litio-ion se sobrecarga.