מהטעינה הראשונית ועד לכוח מלא: חמשת שלבי הטעינה הבטוחה של סוללות ליתיום

• ניטור חום הוא עדיפות עליונה.

• טעינת סוללות ליתיום משתמשת בחמישה שלבים כדי להבטיח ביטחון: טעינה מוקדמת, בקרת חום, זרם קבוע, מתח קבוע, ועצירת ניטור

1. הקו השני של הגנה - ביטחון ראשית

2. עיבוד מוקדם

למה טעינת סוללה דורשת שלב עיבוד מוקדם?

לפני שנסביר את המצב , עלינו להבהיר נחתם אובייקטיבי:

מנקודת מבט של שבב ניהול הטעינה: יש מתח נמוך מאוד (בערך 2.5V) ביציאת הסוללה שלו, שלא נמצא בטווח המתח של סוללה תקנית (3.2V~4.2V).

יש שלושה מצבים בשלב זה :

• לא מחובר לסוללת ליתיום בת 4.2V חד-תאית, אלא מחובר למשהו לא ידוע.

• המעגל החיבר או הסוללה פגומים, והמתח נמוך באופן חריג.

• (｡･∀･)ﾉﾞהיי, סוללה מטופשת זו פרוקה לחלוטין~

אבל כשבב טעינה, הוא לא יכול להיות בטוח, הוא יכול רק לנסות.

שבב הטעינה ינסה ראשית להחיל זרם קטן מאוד (10% מהזרם הרגיל או בערך 10mA). אם סוללת ליתיום מחוברת והמצב תקין, המתח בקצה הסוללה אמור לעלות לאט ובאופן מתמיד עד שמגיע למתח הטעינה המינימלי של הסוללה.

למה אנחנו צריכים לטעון לאט בשלב טעינת הטיפול הראשוני?

סוללת ליתיום-יון חד-תאית עם מטען נמוך במיוחד יש לה התנגדות פנימית גדולה יותר

נגד עם טעינה תקינה

לפי נוסחת ההספק

P = I² × R

• P הוא הספק החימום

• I הוא הזרם הזורם דרך ההתנגדות הפנימית

• R היא ההתנגדות הפנימית

השבב לטעינה יודע זאת, כמובן.

שמירה על זרם נמוך ביותר → שמירה על יצור חום נמוך ביותר → הבטחת ביטחון הסוללה

זוהי גם הסיבה שלמרבה טלפונים ניידים לא ניתן להדליק לאחר כיבוי לאחר זמן ארוך ללא שימוש, או שדורש שתיים או שלוש שעות לטעינה והדלקה!

איטית, מתח הדק הסוללה עולה למתח יציב לפני המעבר לשלב הבא ותחילת טעינה רגילה.

 

3. בקרת חום

ברגע שמתח הסוללה עלה לטווח הנורמלי, השבב ינסה לטעון בזרם המרבי שהוגדר. בהתאם נוסחת ההספק, החימום הראשוני הוא מהיר מאוד ועשוי להגיע לטמפרטורות גבוהות מאוד במהירות.

במהלך הזמן הזה, השבב לטעינה יחליט על סמך טמפרטורת הסוללה:

• הסוללה חמות מדי → הפחתת זרם הטעינה

• טמפרטורת הסוללה נורמלית → הגדלת ערך הזרם בהדרגה → הגעה לערכה המוגדרת של הזרם

במהלך הטעינה, ההתנגדות הפנימית של הסוללה קטנה בהדרגה.

לפי נוסחת ההספק

P↓ = I² × R↓

הספק החימום גם כן קטן, וניתן להגביר את הזרם לאט ובבטחה עד שההתנגדות הפנימית הופכת זניחה.

 

4. הגברת זרם קבועה

שבב הטעינה של סוללת הליתיום יטעין לפי ערך הזרם המקסימלי המוגדר. בשלב זה, מתח התא של הסוללה יעלה בהדרגה עד שיגיע למתח קרוב ל-4.2V.

שלב זה יימשך זמן רב עד שמתח הסוללה יגיע ל-4.2V ויעבור לשלב הבא.

 

5. מתח קבוע והפחתת זרם

כשמתח תא הסוללה מגיע ל-4.2V, זרם הטעינה יקטן בהדרגה עד שמגיע ל-10%.

 

6. סיום הטעינה

לבסוף, כאשר זרם הטעינה יורד לזרם חיתוך, יש להפסיק את הטעינה. אין לעצור כאשר זרם הטעינה מגיע לאפס! זה אומר שהסוללה כבר טעונה יתר על המידה. נדרשת טעינה חלקית מכוונת כדי להאריך את חיי הסוללה.