نحوه شارژ باتری لیتیوم ,

شارژ باتری لیتیوم یون

باتری‌های لیتیوم یون بالاترین درجه از کارایی را دارند که برای استفاده از آن باید به نحو صحیح شارژ شوند.در صورتیکه شارژکردن باتری لیتیوم یون به درستی انجام نشود به کارکرد باتری صدمه رسیده و حتی ممکن است کاملاً خراب شود، بنابراین اینکار با دقت کافی و به درستی باید انجام شود.شارژ صحیح باتری‌های لیتیوم یون باعث کارایی بهتر و طول عمر بیشینه این نوع باتری ها می‌شود. در نتیجه، شارژ صحیح توسط سیستم مدیریت باتری (BMS) انجام میگیرد. که نحوه شارژ شدن، تخلیه شدن و سرعت شارژ و دشارژ را کنترل میکند.

اساس شارژ و دشارژ باتری لیتیوم یون

نحوه شارژ شدن باتری‌های لیتیوم یون نسبت به باتری‌های نیکل متال هایبرید و یا نیکل کادمیوم بسیار متفاوت است. شارژ کردن باتری‌های لیتیوم یون بیشتر به ولتاژ شارژ شدن حساس هستند تا جریان آن و بیشتر شبیه شارژ کردن باتری‌های سرب اسید است.

اولین تفاوت در بالاتر بودن ولتاژ هر سلول است. همچنین نیازمند ولتاژ شارژ با دامنه خطای خیلی پایین تری برای شارژ کامل هستند و نیازمند شارژ شناور نیستند. و مهمترین مسئله تشخیص زمان دقیق شارژ کامل است چراکه باتری‌های لیتیوم یون به هیچ وجه نباید بیش از اندازه شارژ شوند چرا که بسیار خطرناک است.

اکثر سلول‌های باتری لیتیوم یونی که به دست مشتریان می‌رسد تا ولتاژ4.2 ولت شارژ میشوند که ضریب خطای آن 50 میلی ولت به ازای هر سلول است، که شارژ بیشتر آن باعث وارد شدن فشار به سلول و در نتیجه اکسیداسیون و کاهش طول عمر و ظرفیت میشود، همچنین امکان انفجار سلول نیز وجود دارد.

نحوه شارژ باتری لیتیوم یون

شارژ شدن باتری لیتیوم یون اساساً دو مرحله دارد:

• شارژ با جریان ثابت: در مرحله اول شارژشدن باتری یاسلول لیتیوم یون، جریان شارژ کنترل میشود، که باید بین (0.5-1C) باشد برای مثال برای باتری 2000 میلی آمپر ساعت اگر جریان 2000 میلی آمپر باشد 1C خواهد بود. که این جریان برای باتری‌های مختلف با تولید کنندگان متفاوت از 0.5 تا 1 C متغییر است.

در این مرحله ولتاژ سلول ها به خاطرشارژ با جریان ثابت افزایش پیدا میکند، که حدود یک ساعت طول میکشد.

• شارژ اشباع کننده: پس از اینکه ولتاژسلول ها به 4.2 ولت رسید شارژ شدن به مرحله دوم خود یعنی شارژ اشباع کننده وارد میشود که در نتیجه آن ولتاژ بر روی 4.2 ولت ثابت باقی می‌ماند و جریان شروع به افت کردن میکند که این مرحله تا زمانی که جریان شارژ به 10% جریان اولیه شارژ شدن برسد ادامه دارد که بسته به نوع تولید کننده و نوع سلول ها حدود 2 ساعت طول خواهد کشید.

بازده شارژ، یعنی میزان شارژ ذخیره شده در مقابل شارژ وارد شده به باتری بیشتر باشد. عموماً بازده شارژ بین 95% تا 99% خواهد بود. که نشان دهنده افزایش نسبتاً کم دمای سلول هاست.

اقدامات احتیاطی برای شارژ کردن باتری‌های لیتیوم یون

با توجه به مقدار انرژی ذخیره شده در باتری‌های لیتیوم یون و ماهیت آنها (واکنش‌های شیمیایی که باعث ذخیره انرژی میشود) شارژ کردن صحیح آنها با استفاده از ابزار درست از اهمیت بسزایی برخوردار است.

شارژر‌های باتری لیتیوم یون و یا پک باتری لیتیوم یون از مکانیزم مقابله با خطرات و یا آسیب ها برخوردار است، که عموماً این مکانیزم ها در داخل پک باتری قرار دارند، که در نتیجه شارژر ساده تری برای شارژ کردن مورد نیاز خواهد بود.

مکانیزم‌های لازم برای شارژ و دشارژ باتری‌های لیتیوم یون:

جریان شارژ: جریان شارژ باید محدود شود که ماکسیمم جریان نباید از 1C بیشتر باشد که عموماً 0.5C توصیه میشود برای افزایش طول عمر سلول ها البته برخی سلول ها از قابلیت شارژ سریع برخوردارند که داستان متفاوتی دارد.

• دمای شارژ: دمای شارژ شدن باتری ها باید بررسی شود. سلول ها نباید در دمای کمتر از 0 درجه سانتیگراد و بیشتر از 45 درجه سانتی گراد شارژ شوند.
• جریان دشارژ: مکانیزم محافظت جریان دشارژ برای مقابله با آسیب دیدن سلول و یا انفجار آن بر اثر اتصال کوتاه بسیار ضروری است.
• ولتاژ بیش از حد: مکانیزم محافظت از ولتاژبیش از حد در هنگام شارژ شدن برای مقابله با اعمال ولتاژ بیش از حد مجاز برای شارژ کردن باتری بسیار ضروری است.
• حفاظت از شارژ شدن بیش از حد: این مکانیزم حفاظتی برای زمانی است که ولتاژ سلول ها از 4.3 ولت فراتر رود که باعث توقف پروسه شارژ شدن میشود.
• حفاظت قطب معکوس: این سیستم برای شارژ نشدن سیستم در زمانی که قطب‌های مثبت و منفی شارژر و باتری برعکس به هم متصل شده اند وجود دارد چراکه در غیر اینصورت موجب صدمه جدی و حتی انفجار سلول ها میشود.

دشارژ بیش از حد مجاز: این سیستم برای حفاظت از باتری ها برای زمانی که ولتاژ آنها از حدود 2.3 ولت (بسته به تولید کننده) پایین تر می‌آید وجود دارد که روند دشارژ را متوقف میکند.
دمای بالا: برای مقابله با افزایش دمای بیش از حد باتری، افزایش دمای بیش از 100 درجه سانتی گراد صدمات جبران ناپذیر به سلول ها وارد میکند.
زمانی که از باتری لیتیوم یون استفاده میکنید، بسیار ضروری است که از شارژر توصیه شده توسط تولید کننده باتری استفاده کنید چرا که سیستم‌های حفاظتی در تولید کنندگان مختلف متفاوت است.

خصوصیات شارژ و دشارژ لیتیوم یون

این خصوصیات نشان دهنده توانایی بالاتر این نوع باتری از دیگر انواع باتری هاست، به عنوان مثال باتری‌های لیتیوم یون پس از 1000 بار شارژ و دشارژ قابلیت نگهداری 80% ظرفیت خود را دارا میباشند، در صورتی که نیکل کادمیوم بسته به نوع استفاده تا 500 بار قابل استفاده است که با استفاده غیر صحیح ممکن است تا 50 بار نیز برسد و یا نیکل متال هایبرید از این نیز ضعیف تر است.

نحوه شارژ و دشارژ باتری‌های لیتیوم یون کلید طول عمر و بازدهی آنهاست. عموماً مکانیزم‌های محافظتی درون پک باتری نصب شده اند که باعث محافظت از سلول ها در مقابل شارژ و دشارژ غیر صحیح میشوند که در این صورت است که میشود شارژر را به باتری متصل نمود و مطمئن بود که پس از پر شدن روند متوقف می‌شود و نیازی به جدا کردن شارژر در زمان به خصوصی نیست و همچنین سیستم محافظت باتری از تخلیه بیش از حد سلول ها جلوگیری میکند و مسئله مهم اطمینان حاصل کردن از این مسئله است که سیستم مدیریت باتری مناسب پک باتری باشد.

شما می‌توانید سوالاتتان را در بخش نظرات با ما درمیان گذاشته و در اسرع وقت پاسخ موردنظرتان را دریافت نمایید.