Jaka jest zasada ładowania i rozładowywania baterii litowych?

Ładowanie i rozładowywanie baterii litowej polega na przemieszczaniu jonów litu między elektrodą ujemną a elektrodą dodatnią. Podczas ładowania energia elektryczna jest przekształcana w energię chemiczną. Ilość energii, którą może przechowywać komórka, nazywana jest jej „mocą”. Proces ładowania i rozładowywania baterii litowo-jonowej może być skomplikowany, ale jest zazwyczaj prosty.

Bateria litowa jest ładowana przez ładowarkę, która utrzymuje stały prąd. Ładowanie jest wolne i stopniowe, aby nie doprowadzić do przegrzania baterii. Pierwszy etap ładowania nazywa się fazą wstępnego ładowania, a napięcie baterii będzie poniżej trzech woltów w tym okresie. Następnie bateria zacznie gromadzić energię i ostatecznie osiągnie swoje maksymalne napięcie.

Pierwsza faza ładowania nazywa się fazą stałego napięcia. Ta faza polega na stosowaniu stałego napięcia równego maksymalnemu napięciu komórek w szeregu. Ładowanie szczytowe jest konieczne, aby utrzymać wyższe napięcie niż tempo samorozładowania baterii. Gdy napięcie osiągnie cztery do pięciu woltów, bateria jest w pełni naładowana.

Drugi etap nazywa się cyklem rozładowania. Etap ten występuje, gdy elektroda ujemna jest przeładowana. Cykliczne rozładowanie kończy się, gdy bateria jest rozładowana. Rozładowana bateria nie będzie w stanie magazynować żadnej energii, dlatego ważne jest odpowiednie rozładowanie i ładowanie. Zwiększenie prądu może skrócić żywotność baterii litowo-jonowej. Jednak nieograniczone szybkie ładowanie prądem wysokim może osadzać jony w elektrodzie ujemnej.

Ponieważ bateria litowo-jonowa jest całkowicie rozładowana, jony litu przemieszczają się do elektrody tlenku kobaltu. Baterie litowo-jonowe zawierają różne rodzaje materiałów, więc ich waga i zawartość energii będą się różnić. W niektórych przypadkach bateria litowo-jonowa jest cięższa od baterii ołowiowych. Gdy jest całkowicie rozładowana, bateria litowo-jonowa jest przeładowana.

Podczas ładowania baterii litowo-jonowej, prąd stopniowo rośnie. Prąd ładowania będzie się zmniejszał, jeśli jest zbyt wysoki. Dlatego wyższy prąd ładowania spowoduje pełne naładowanie w krótszym czasie. Podczas pierwszego etapu, prąd jest zwiększany, ale zajmuje to więcej niż rok, aby osiągnąć nasycenie. W drugim etapie, prąd jest zmniejszany.

Baterie litowo-jonowe zawierają elektroniczne regulatory. Ładowarki pomogą cykl ładowania i rozładowania baterii bez przegrzewania się. Na przykład energia komórkowa jest równa napięciu pomnożonemu przez ładunek. To nazywa się równowagą elektrochemiczną. Wzór jest następujący: Im wyższy prąd, tym wyższe napięcie. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie, komórka litowo-jonowa jest przeładowana.