Wie lade ich Lithium-Ionen-Batterien auf?

Lithium-Ionen-Batterien sind Batterien, die mit einer interkalierten Lithiumverbindung hergestellt wurden. Der Batteriearbeitsmechanismus beruht auf der Bewegung von Lithiumionen von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode. Um sich dann wieder aufzuladen, müssten sich die Lithiumionen in die entgegengesetzte Richtung bewegen, die von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode verläuft.

Die Lithium-Ionen-Batterien sind sehr vielseitig und speichern mehr Energie als andere Batterietypen. Sie haben eine der besten Energiedichten unter den wiederaufladbaren Batterien. Es gibt verschiedene Arten von Batterien auf Lithiumbasis, die von den für ihre Herstellung verwendeten Materialien abhängen, und auch ihre Ladedauer variiert.

Das ordnungsgemäße Laden von Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht eine lange Lebensdauer der Batterie und erzielt die beste Leistung der Batterie. Es ist dann wichtig, dass die Lithium-Ionen-Batterie über ein gutes Batteriemanagementsystem verfügt, um die Lade- und Entladeraten der Batterien zu steuern.

Definition der Ladeschaltung für Lithium-Ionen-Akkus

Die Lithium-Ionen-Ladeschaltung ist eine Spannungsbegrenzungsschaltung, die wie das Blei-Säure-System aussieht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Lithium-Ionen-Schaltung eine höhere Spannung pro Zelle aufweist.

Die Lithium-Ionen-Ladeschaltung dient zum Laden von lithium-batterien mit variablem Stromausgang. Die Schaltung verwendet einen Operationsverstärker, um eine strom- und spannungsbegrenzte Stromversorgung zu erzeugen. Ein Potentiometer wird verwendet, um den Strom so einzustellen, dass Batterien mit einem größeren Kapazitätsbereich aufgeladen werden.

Beim ersten Laden eines Lithium-Ionen-Akkus wird der Strom gesteuert. Dies ist die Konstantstromladung. Nach einiger Zeit erreicht die Spannung für die Zelle einen Spitzenwert von 4,2 Volt. Diese Spannung wird beibehalten, wenn der Strom abfällt. Dies ist der Sättigungsladungspunkt.

Während des Ladevorgangs fließen die Lithiumionen von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode durch den jeweils verwendeten Elektrolyten. Auch Elektronen fließen von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode, gehen aber durch den externen Stromkreis. Die Elektronen und Ionen kommen dann an der negativen Elektrode zusammen und lagern dort das Lithium ab.

Die gesamte Ladeschaltung besteht aus zwei Elektroden, einer Kathode und einer Anode. Die Kathode kann aus Kobalt, Nickel, Mangan und Aluminium bestehen, und die Anode kann aus Graphit bestehen. Dann ist ein Elektrolyt aus Lithiumsalzen für den Transport des Ions und der Elektronen verantwortlich.

Ladetipps für Lithium-Ionen-Akkus

Angesichts der in Lithium-Ionen-Batterien gespeicherten Energiemenge ist es sehr wichtig, dass die Batterien ordnungsgemäß und mit dem richtigen Ladegerät geladen werden.

Einige der im Lithiumionen-Lademechanismus zu beachtenden Tipps umfassen, sind aber nicht beschränkt auf:

-Ladetemperatur: Die Temperatur des Lithium-Ionen-Akkus während des Ladevorgangs sollte überwacht werden. Der Akku sollte nicht aufgeladen werden, wenn die Temperatur über 45 Grad oder unter 0 Grad liegt.

- Ladestrom: Der zum Laden von Lithium-Ionen-Batterien erforderliche Strom muss begrenzt werden. Der erforderliche Strom hängt von der Batteriegröße ab, aber niedrigere Werte ergeben normalerweise mehr Spielraum. Außerdem ist ein Entladestromschutz erforderlich, um Schäden durch Kurzschluss zu vermeiden.

-Lithiumionen-Überentladungsschutz: Dies ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Batteriespannung unter den vom Hersteller abhängigen erforderlichen Spannungspegel fällt.

- Verpolungsschutz: Die Verpolung der Lithiumionen wird benötigt, um sicherzustellen, dass der Akku nicht in die falsche Richtung geladen wird. Das heißt, es unter dem Deckmantel des Ladens entladen.

- Teilentladungen zulassen: Teilentladungen sind eine bessere Option, wenn die Lithium-Ionen-Batterien gegen vollständige Entladung entladen werden sollen. Durch kontinuierliche Teilentladung wird ein sogenannter digitaler Speicher erzeugt, der die Genauigkeit der Leistungsanzeige des Geräts verringert.

- Vermeiden Sie häufiges Überladen: Vermeiden Sie beim Laden Ihrer Batterien ein häufiges Überladen. Dies ist sehr schlecht für Lithium für Lithium-Ionen-Batterien, da es bei häufigem Aufladen explodieren kann.

-Verwenden Sie das entsprechende Ladegerät: Stellen Sie beim Laden von Lithium-Ionen-Ladegeräten sicher, dass die mit den Akkus gelieferten Ladegeräte verwendet werden, da diese Ladegeräte so eingestellt wurden, dass sie den richtigen Strom und die richtige Spannung für den Akku liefern. Die Verwendung eines anderen Ladegeräts kann den Akku entweder unterladen oder überladen und Schäden verursachen.

- Vermeiden Sie es, die Batterien extremen Temperaturen auszusetzen: Vermeiden Sie es beim Laden von Lithium-Ionen-Batterien, sie hohen Temperaturen auszusetzen, da dies zu einem möglichen Rückgang der Speicherkapazität führen kann. Wenn Sie die Akkulaufzeit verlängern möchten, laden Sie das Gerät bei Raumtemperatur auf.

- Vermeiden Sie eine vollständige Entladung: Lithium-Ionen-Batterien sollten vor dem Aufladen nicht vollständig entladen werden. Die Batterien sollten sofort aufgeladen werden, wenn sie einen bestimmten Prozentsatz verloren haben. Laden Sie außerdem tief entladene Lithium-Ionen-Batterien nicht auf, wenn sie über einen sehr langen Zeitraum entladen wurden.

- Verwenden Sie eine Batterie mit hoher Kapazität anstelle einer Ersatzbatterie: Die meisten Menschen haben heutzutage die Angewohnheit, eine Ersatzbatterie gegen ihre Batterie auszutauschen, wenn diese entladen ist. Das ist aber nicht die beste Option. Es ist besser, einen Akku mit hoher Kapazität zu kaufen und sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß aufgeladen ist.

- Laden Sie die Batterien mit dem richtigen Strom auf: Lithium-Ionen-Batterien sollten sehr hohen oder niedrigen Strömen ausgesetzt sein. Der für den Akku am besten geeignete Strom sollte auf dem Aufkleber des Akkus überprüft werden. Anschließend sollten Ladegeräte verwendet werden, die den Strom am besten unterstützen. Laden Sie sie stattdessen einfach mit einem Ladegerät auf und beschädigen Sie die Akkus.

-Ladezeit: Um zu wissen, wann das Aufladen Ihres Lithium-Ionen-Akkus länger als gewöhnlich dauert, müssen Sie die übliche Ladezeit Ihres Lithium-Ionen-Akkus kennen und daher versuchen, Abhilfe zu schaffen, wenn das Aufladen so lange dauert. Auch das Gegenteil ist der Fall. Wenn sich Ihr Lithium-Ionen-Akku schneller als gewöhnlich auflädt, sollten Sie auch wissen, warum und was Sie tun müssen, um das Problem zu beheben.

Der Lithium-Ionen-Akku wird beim Laden heiß

Lithiumbatterien sind sehr vielseitig und können alles von Mobiltelefonen bis hin zu Laptops mit Strom versorgen. Während des Ladens dieser Lithiumbatterien wurde berichtet, dass sie sich bei bestimmten Temperaturen erwärmt und explodiert. Dies geschieht, wenn die Temperaturänderung das Risiko eines internen Kurzschlusses und einer Beschädigung der in der Nähe befindlichen Komponenten erhöht.

Die chemische Reaktion, die beim Laden eines Lithium-Ionen-Akkus stattfindet, ist endotherm und bewirkt, dass er Wärme absorbiert. Da die meisten dieser Batterien während des Ladevorgangs verwendet werden, führt die exotherme Entladung zu einer Wärmeabgabe, und dies führt meistens dazu, dass die Batterie explodiert.

Bei neueren Batterien ist normalerweise ein Übertemperaturschutz in die Chemie der Lithium-Ionen-Batterie eingebaut, um die Überhitzung zu verhindern, die beim Laden auftritt. Bei der Entwicklung von Hochstrombatterien für die Lithiumchemie ist es unbedingt erforderlich, dass die Technologie zur Entfernung von Abwärme in das Gesamtdesign einfließt, um eine Überhitzung zu vermeiden. Parallele Säulenzellen werden verwendet, um den Strom in und aus jeder Zelle zu reduzieren, wodurch die Erwärmung in den Batterien verringert wird.

Derzeit werden neue Technologien zur Reduzierung der Wärmeentwicklung in Li-Ionen-Batterien entwickelt und eingesetzt.

Fazit

Lithium-Ionen-Batterien sind heutzutage sehr beliebt, da sie häufig in Geräten verwendet werden. Laptops, Kameras und Telefone tragen diese leistungsstarken Batterien. Die Ladeschaltung, die mehr auf Spannung als auf Strom basiert, ist effizienter als andere Batterien.

Das Laden eines li-ionen-akkus erfordert, dass die richtige Spannung und der richtige Strom angelegt werden und dass das richtige Ladegerät verwendet wird. Beim richtigen Laden des Akkus ist Vorsicht geboten, um eine Überhitzung zu vermeiden und den Akku anschließend zu beschädigen.

Es sollten geeignete Maßnahmen zur Batteriewartung getroffen werden, um die Batterien in einem guten Arbeitszustand zu halten.