リチウムイオン電池を充電するために必要な最小電圧はどれくらいですか？

リチウムイオン電池を適切に充電すると、電池が最高の性能を発揮し、最大の耐用年数を享受できます。したがって、リチウムイオン電池が適切に充電されているかどうかを確認するには、電池管理システムを使用して充電する必要があります。これにより、充電レベル、放電、およびそれらが発生する速度または速度が調整されます。

リチウムイオン電池は、3.92 Vを使用して電池の寿命を延ばす「長寿命」セルを除いて、セルあたり約4.2±0.05Vで充電されます。ほとんどの場合、バッテリーの電圧が4.3 Vを超えるか、温度が90°Cを超えると、保護回路が遮断されます。バッテリーが2.50 / V未満の場合、通常の充電装置を使用すると、バッテリー保護回路によってバッテリーが再充電できなくなる可能性があります。ほとんどのバッテリー回路は約2.7-3.0V /セルで停止します。

したがって、バッテリーの完全な充電状態を達成するために、通常は4.2Vを目標にする必要があります。実際には、リチウムイオンを安全かつ効果的に充電するには、いくつかの手順が必要です。これらの手順に従うと、バッテリーをより適切に充電するという目標を達成するのに役立ちます。専用の充電チップが必要になる場合もあります。また、データシートで面白そうなものがないか確認する必要がありますが、多くは4.2Vをわずかに超える電源電圧でうまく機能します。

リチウムイオン電池の充電電圧実験

ほとんどのバッテリーの充電電圧は異なります。この電圧を下回ると、化学物質を正しい方向に動かすことは不可能です。この電圧を超えると、バッテリーを完全に充電することができますが、化学電圧より高い場合は時間がかかる場合があります。

リチウムイオン（リチウムイオン、リチウムポリマー、リチウム鉄リン酸塩など）の場合、常にそうであるとは限りません。特定の電圧を下回ると、通常は何のアクションも起こらず、バッテリーの化学的性質は動きません。ただし、帯電プロセスの重要な部分は、イオンを固体化合物に出し入れすることです。これらの化合物は通常、リチウムのような小さなイオンを挿入するために、結晶面の間または結晶構造内にスペースを持っています。ただし、押し込むには力が必要であり、力が強いほど結晶の負荷力が大きくなります。結晶構造におけるこの小さな原子の負荷は、インターカレーションとして知られています。

したがって、電荷量が電圧に依存することは論理的です。しかし、これに関するデータがないので、実験が必要です。下記のとおりです;

• 60mAhの超薄型リチウムポリマー電池を使用しました。この小さな容量は、急速に充電および放電することができ、過熱することはありません。また、何か悪いことが起こった場合、それは圧力を蓄積することができず、ダメージを与えるのに十分なエネルギーを持っていません。その上、何かがうまくいかないかどうかを簡単に判断できます。これは、バッテリーが膨らみ始めるためです。しかし、そうなる可能性は低く、これらのテストでは決して起こりませんでした。

• 充電プロセスは実験用電源で実行され、使用される電圧が設定され、電流制限に関係なくバッテリーが接続されました。典型的な起動電流は、60〜100mA以上の電圧でした。

• 次に、バッテリーは、2.8ボルトの端子電圧で100mAの速度で放電されました。

マジックナンバーは3.8ボルトのようです。その電圧より下では、大きな充電はありませんが、それより上ではあります。ご存知のように、リチウムイオン電池は完全に充電されていなくてもかまいません。したがって、3.8ボルトしか存在せず、容量の損失が問題にならない場合は、3.8ボルトを使用できます。残念ながら、現代のデジタル時代では、供給電圧は約3.3ボルトであり、まったく機能しません。

寿命のサイクルが低電圧で増加することに注意することは興味深いです。方程式はおよそEf（Vch）= 2 ^ [10 *（4.2-Vch）]です。ここで、Efは改善されたライフサイクル係数です（Ef = 2は、バッテリーがEf = 1の二重充放電サイクルに耐えることを意味します。 ）。そしてVchは充電電圧です。

2.8ボルトまでの約4,800〜8,000回の充電/放電サイクルを提供できるバッテリーが必要な場合は、3.8 Vでバッテリーを充電し、公称容量の36％を使用できます。

リチウムイオン電池の充電方法

リチウムイオン電池は、充電しやすい電池です。これらのバッテリーの主な問題は、安全に充電することです。バッテリーの基本的なアルゴリズムは、リチウムイオンバッテリーがセルあたり4.2ボルト（Vpc）に達するまで定電流（0.2〜0.7 C、これはメーカーによって異なります）で充電し、その後、電圧を4.2ボルトに保持することです。充電電流は初期充電率の約10％に減少しました。終了条件は、充電電流が10％低下することです。最大充電電圧と終端電流はメーカーによって若干異なります。

ただし、安全上の理由から、充電タイマーを含める必要があります。

電圧によって充電が終了しない場合があります。セルあたり4.2ボルトで達成される容量は、充電が非常にゆっくり行われない限り、総容量の40％から70％にすぎません。このため、電力または電流が低下するまで充電を継続し、低電流で停止する必要があります。

リチウム電池のトリクル充電は許可されていないことに注意してください。ただし、フロート充電は便利なオプションです。

定電流フェーズで充電率が低い場合、定電圧降下時の充電プロセスにかかる時間は短くなります。電荷が約0.18°C未満の場合、4.2ボルトに達するとセルは満杯になります。これは、代替の充電アルゴリズムとして使用できます。バッテリーを0.18C未満で充電し、電圧がセルあたり4.2ボルトに達したらすぐに充電を停止します。