プリチャージからフルパワーまで：安全なリチウム電池充電の5つの段階

• 発熱の監視が最優先事項です。

• リチウム電池の充電は安全性を確保するため、5段階のステップで行われます：プリチャージ、熱管理、定電流充電、定電圧充電、および監視停止。

1. 第二の保護ライン－安全第一

2. 前処理

なぜ電池の充電には前処理工程が必要なのでしょうか？

状況を説明する前に , 我々は客観的な前提を明確にする必要があります：

充電管理ICの観点から見ると、そのバッテリーポートには非常に低い電圧（約2.5V）があり、これは正常なバッテリーの電圧範囲（3.2V～4.2V）内ではありません。

この時点で考えられるのは以下の3つの状況です :

• 4.2Vの単セルリチウムイオン電池が接続されておらず、未知の何かが接続されている。

• 接続回路またはバッテリーが損傷しており、電圧が異常に低いです。

• (｡･∀･)ﾉﾞねえ、この馬鹿げたバッテリーは過放電になっているよ～

しかし充電チップとして、彼には確信が持てず、試してみるしかない。

充電チップはまず非常に小さな電流（通常の電流の10％または約10mA）を適用してみます。リチウム電池が接続されており、バッテリーの状態が正常であれば、バッテリー端子の電圧はゆっくりと継続的に上昇し、最低充電電圧に達するまで上がるはずです。

なぜプリチャージ処理段階でゆっくり充電する必要があるのですか？

極めて電力の低い単セルリチウムイオン電池は内部抵抗が大きくなります

通常充電時の抵抗

電力の公式によると

P = I² × R

• Pは発熱電力です

• Iは内部抵抗を流れる電流です

• Rは内部抵抗です

充電チップは当然これを認識しています

非常に低い電流を維持 → 非常に低い発熱を維持 → バッテリーの安全性を確保

これが、長期間使用しなかった後に携帯電話をオフにした後、起動できない、あるいは充電して起動するまでに2〜3時間かかる理由でもあります。

徐々にバッテリー端子電圧が次の段階に進む前に安定した電圧まで上昇し、通常の充電を開始します。

 

3. 熱管理

バッテリー電圧が正常な範囲まで上昇すると、チップは設定された最大電流で充電を試みます。電力の公式によると、初期の発熱は非常に速く、非常に短時間で高温になる可能性があります。

この間、充電チップはバッテリーの温度に基づいて判断します：

• バッテリーが過熱している → 充電電流を低下

• バッテリー温度が正常 → 電流値を徐々に増加 → 設定された電流に到達

充電が進むにつれて、バッテリーの内部抵抗は徐々に減少します。

電力の公式によると

P↓ = I² × R↓

発熱出力も低下しており、内部抵抗が無視できるようになるまで、電流を安全にゆっくりと増加させることができます。

 

4. 定電流ブースト

リチウムバッテリー充電ICは、設定された最大電流値で充電を行います。このとき、バッテリーセルの電圧は徐々に上昇し、バッテリー電圧が4.2Vに近づくまで続きます。

この段階は長時間継続し、4.2Vに達して次の段階に入るまで続きます。

 

5. 定電圧・電流減少

バッテリーセルが4.2Vに達すると、充電電流は徐々に減少し、最終的に10%まで下がります。

 

6. 充電終了

最終的に、充電電流がカットオフ電流に下がった時点で充電を停止します。充電電流が0になった時点で停止してはいけません！これはバッテリーがすでに過充電状態であることを意味します。バッテリーの寿命を延ばすためには、意図的に過充電を避けることが必要です。