Von der Vorladung bis zur vollen Leistung: Die fünf Stufen des sicheren Lithium-Batterie-Ladens

• Die Überwachung von Fieber ist eine oberste Priorität.

• Das Laden von Lithium-Batterien erfolgt in fünf Stufen, um Sicherheit zu gewährleisten: Vorladung, Temperaturkontrolle, konstanter Strom, konstante Spannung und Überwachung des Ladeendes

1. Die zweite Schutzebene – Sicherheit zuerst

2. Vorverarbeitung

Warum erfordert das Laden einer Batterie eine Vorverarbeitungsphase?

Bevor wir die Situation erklären , müssen wir eine objektive Voraussetzung klären:

Aus Sicht des Lademanagement-Chips liegt an seinem Batterieanschluss eine sehr niedrige Spannung (ca. 2,5 V) vor, die nicht im Spannungsbereich einer normalen Batterie (3,2 V bis 4,2 V) liegt.

Dazu gibt es drei mögliche Situationen :

• Es ist keine 4,2-V-Einzellithiumbatterie angeschlossen, sondern etwas Unbekanntes.

• Die Anschlussleitung oder Batterie ist beschädigt, und die Spannung ist ungewöhnlich niedrig.

• (｡･∀･)ﾉﾞHey, dieser dumme Akku ist überentladen~

Doch als Lade-Controller konnte er sich nicht sicher sein, er konnte es nur versuchen.

Der Lade-Controller wird zunächst versuchen, einen sehr kleinen Strom (10 % des Normalstroms oder etwa 10 mA) anzulegen. Wenn eine Lithiumbatterie angeschlossen ist und sich der Batteriezustand im Normalbereich befindet, sollte die Spannung am Batterieende langsam und kontinuierlich ansteigen, bis sie die minimale Ladespannung der Batterie erreicht.

Warum müssen wir in der Vorbehandlungs-Ladephase langsam laden?

Eine einpolige Lithium-Ionen-Batterie mit extrem geringer Ladung weist einen höheren Innenwiderstand auf

Ein Widerstand bei normaler Ladung

Gemäß der Leistungsformel

P = I² × R

• P ist die Verlustleistung (Heizleistung)

• I ist der Strom, der durch den Innenwiderstand fließt

• R ist der Innenwiderstand

Dies weiß natürlich auch der Lade-Controller.

Extrem niedrigen Strom beibehalten → extrem geringe Wärmeentwicklung aufrechterhalten → Batteriesicherheit gewährleisten

Aus diesem Grund können einige Mobiltelefone nach längerer Nichtnutzung nicht sofort eingeschaltet werden oder benötigen zwei bis drei Stunden Ladezeit, um sich einzuschalten!

Langsam steigt die Batterieklemmenspannung auf eine stabile Spannung an, bevor mit dem nächsten Schritt und dem Beginn des normalen Ladevorgangs fortgefahren wird.

 

3. Temperaturregelung

Sobald die Batteriespannung den normalen Bereich erreicht hat, versucht der Controller, mit dem vorgegebenen Maximalstrom zu laden. Gemäß der Leistungsformel erfolgt die Erwärmung am Anfang sehr schnell und kann rasch sehr hohe Temperaturen erreichen.

Während dieser Zeit bewertet der Lade-Controller basierend auf der Batterietemperatur:

• Batterie überhitzt → Ladestrom reduzieren

• Die Batterietemperatur ist normal → schrittweise Erhöhung des Stromwerts → Erreichen des eingestellten Stroms

Während des Ladens nimmt der Innenwiderstand der Batterie allmählich ab.

Gemäß der Leistungsformel

P↓ = I² × R↓

Die Heizleistung nimmt ebenfalls ab, und der Strom kann sicher langsam erhöht werden, bis der Innenwiderstand vernachlässigbar ist.

 

4. Konstantstrom-Boost

Der Lithiumbatterie-Ladechip lädt gemäß dem vorgegebenen maximalen Stromwert. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Zellspannung der Batterie allmählich an, bis die Batteriespannung 4,2 V annähert.

Dieser Zustand dauert lange an, bis die Spannung 4,2 V erreicht und die nächste Phase beginnt.

 

5. Konstantspannung und Stromreduzierung

Wenn die Batteriezelle 4,2 V erreicht hat, wird der Ladestrom schrittweise reduziert, bis er 10 % erreicht.

 

6. Ladungsende

Schließlich, wenn der Ladestrom auf den Abschaltstrom abfällt, das Laden beenden. Nicht stoppen, wenn der Ladestrom 0 erreicht! Das bedeutet, dass die Batterie bereits überladen ist. Eine bewusste Unterladung ist erforderlich, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern.