В чем заключается принцип зарядки и разрядки литиевых батарей

Зарядка и разрядка литиевой батареи включает перемещение ионов лития между отрицательным электродом и положительным электродом. Во время зарядки электрическая энергия преобразуется в химическую. Количество энергии, которое может хранить ячейка, называется её «мощностью». Процесс зарядки и разрядки литий-ионной батареи может быть сложным, но обычно он прост.

Литиевая батарея заряжается зарядным устройством, которое поддерживает постоянный ток. Зарядка происходит медленно и постепенно, чтобы не вызвать перегрев батареи. Первая фаза зарядки известна как предварительная зарядка, и во время этого периода напряжение батареи будет ниже трех вольт. После этого батарея начнет накапливать энергию и в конечном итоге достигнет своего максимального потенциала.

Первая фаза зарядки называется фазой постоянного напряжения. Эта фаза включает применение постоянного напряжения, равного максимальному напряжению ячеек в серии. Быстрая зарядка необходима для поддержания более высокого напряжения, чем уровень саморазряда батареи. Как только напряжение достигает четырех-пяти вольт, батарея полностью заряжена.

Второй этап называется циклом разряда. Этот этап происходит, когда отрицательный электрод перезаряжен. Цикл разряда прекращается, когда батарея разряжена. Разряженная батарея не сможет хранить энергию, поэтому важно правильно разряжать и заряжать ее. Увеличение тока может сократить срок службы литий-ионной батареи. Однако неограниченная зарядка высоким током может внедрять ионы в отрицательный электрод.

Когда литий-ионная батарея полностью разряжена, ионы лития перемещаются к электродам оксида кобальта. Литий-ионные батареи содержат различные материалы, поэтому их вес и энергетическая емкость будут различаться. В некоторых случаях литий-ионная батарея тяжелее свинцовых батарей. При полном разряде литий-ионная батарея перезаряжается.

Когда литий-ионная батарея заряжается, ток постепенно увеличивается. Ток зарядки уменьшится, если ток будет слишком высоким. Поэтому более высокий ток зарядки приведет к полной зарядке за меньшее время. В течение первой стадии ток увеличивается, но для достижения насыщения требуется более года. Для второй стадии ток уменьшается.

Литий-ионные батареи содержат электронные контроллеры. Зарядные устройства помогают циклу зарядки и разрядки батареи без перегрева. Например, энергия мобильных устройств равна напряжению, умноженному на заряд. Это называется электрохимическим равновесием. Формула следующая: чем выше ток, тем выше напряжение. Если напряжение слишком высокое, литий-ионная ячейка перезаряжается.