22 Jahre Batterieanpassung
Aug 04, 2023 Seitenansicht：97
Definition einer Hochspannungs-Lithium-Polymer-Batterie
LiPo-Akkuzellen (Lithium-Ionen-Polymer) mit normaler Spannung können bei 4,2 V vollständig aufgeladen werden. Andererseits ist eine hohe Ladeschlussspannung von LiHv-Zellen (Lithium-Hochspannungspolymer) bei 4,45 V, 4,4 V oder 4,35 V zulässig.
Über LiHv-Batterie
Es handelt sich um einen anderen lithium-ionen-polymer-batterietyp. Hier steht „Hv“ für „Hochspannung“. Im Gegensatz zu herkömmlichen LiPo-Akkus ist er sehr energieintensiv. Es kann mit 4,35 V oder sogar mehr pro Zelle aufgeladen werden. Die Spitzenzellenspannung einer regulären LiHv-Batterie liegt bei etwa 4,2 V, während die Nennspannung bei etwa 3,65–3,7 V liegt.
Eigenschaften der Hochspannungs-Lithium-Polymer-Batterie
Lipo-Akkus werden in verschiedenen Gerätetypen eingesetzt. Dazu gehören Kameras, Mobiltelefone, schnurlose Telefone, Laptops, Kameras, elektronisches Spielzeug, Fernbedienungen, verschiedene elektronische Geräte usw. Seine unterschiedlichen Eigenschaften sind:
Hochspannung. Die Spannung einer einzelnen Zelle von 3,6 V entspricht 3 in Reihe geschalteten Ni-MH-Akkus oder Nickel-Cadmium-Akkus.
Höhere Volumen-Energie-Rate und Gewichts-Energie-Rate.
Kein Memory-Effekt. Diesem Akku fehlt der Memory-Effekt wie bei einem Lithium-Cadmium-Akku. Daher ist vor dem Laden keine Entladung zu bemerken.
Lange Haltbarkeit aufgrund der geringen Selbstentladungsrate, zweifellos ein großer Vorteil.
Wird schnell aufgeladen. Die Ladepriorität benötigt nur 0,5-1 Mal Strom, wodurch die Ladezeit auf 1-2 Stunden verkürzt wird.
Lange Lebensspanne. Die Zykluszeiten während des Ladens/Entladens unter Arbeitsbedingungen liegen über 500.
Die fortschrittlichste und fortschrittlichste „grüne“ Batterie der Welt. Es ist umweltfreundlich und enthält keine Schwermetalle wie Quecksilber, Blei oder Cadmium.
Parallel genutzt.
Hohe Kosten. Lipo-Akkus sind im Vergleich zu anderen Akkus teurer.
Interne Struktur
Oftmals werden Lipo-Batterien in rechteckige und zylindrische Formen unterteilt. Es verfügt über eine spiralförmige Innenstruktur, die hochdurchlässige und präzise Polyethylenfolien als Trennwand zwischen Anode und Kathode platziert. Die Anode besteht aus einem Li-Ionen-Kollektor aus Lithium, während der Stromkollektor und CoO2 aus einer Aluminiumfolie bestehen. Der Li-Ionen-Kollektor in der Kathode besteht aus Kohlenstoffblechmaterialien, während der Stromkollektor aus einer Bronzefolie besteht. In die Batterie ist eine organische Elektrolytlösung eingefüllt. Darüber hinaus gibt es einen PTC und ein Sicherheitsventil, um die Batterie vor Kurzschlüssen oder Störungen zu schützen. Die Einzelzellenspannung beträgt 3,6 V, was keine unendliche Kapazität darstellt. Daher ist es üblich, einzelne Li-batterien parallel oder in Reihe zu schalten, um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden.
Ladetipps für Hochspannungs-lithium-polymer-akkus
Lithium-Ionen-Batterien in Industriequalität versorgen Ihr tragbares Gerät oder Ihre Fernbedienung mit Strom. Solche Batterien bieten eine hohe Energiedichte und ein robustes Design für eine lange Lebensdauer. Es hält auch extremen Temperaturen stand. Die Langlebigkeit hängt direkt davon ab, wie der Akku geladen/entladen wird und wie hoch die Betriebstemperatur ist
Tipps zum Befolgen
Beachten Sie den CCCV-Ladevorgang im Floating-Modus. Das Laden von Lithium-Ionen-Akkus ist ein schwieriger Prozess. Dem ausgewählten Ladegerät kommt eine Schlüsselrolle zu, da die festgelegten Parameter die Batterielebensdauer beeinflussen. Verwenden Sie kein Ladegerät, das zum Laden anderer Geräte bestimmt ist. Vermeiden Sie den Anschluss an die Stromversorgung, um Sicherheitsrisiken vorzubeugen. Der Lithium-Ionen-Akku kann in zwei Schritten ordnungsgemäß aufgeladen werden. CC (Konstantstrom) gefolgt von CV (Konstantspannung). Die CC-Ladung wird angelegt, um sicherzustellen, dass die Spannung auf den Ladeschlusspegel gebracht wird. Die Zielspannung kann auch reduziert werden, um die Elektrode zu schonen. Bei Erreichen der gewünschten Spannung beginnt das CV-Laden, während der Strom abnimmt. Der Ladevorgang ist abgeschlossen, da der Strom extrem niedrig ist. Der Strom muss entfernt werden. Die Batteriekapazität basiert direkt auf der Spannung am Ende des Ladevorgangs. Daher wird die Batteriekapazität durch die Reduzierung der Spannung verringert. Um eine optimale Geräteeffizienz zu gewährleisten, ist der richtige Kompromiss zwischen erforderlicher Autonomie, Batterielebensdauer und minimaler Spannung erforderlich. Der Floating-Modus wird jedoch nicht empfohlen, da er auf lange Sicht die Batterie beschädigen kann.
Batteriesprache verstehen: In Lithium-Ionen-Batterien werden zwei Elektroden verwendet, nämlich positiv und negativ. Beim Entladen oder Laden der Batterie gelangen Elektronen über elektrischen Strom aus der Batterie, während Ionen zwischen den Elektroden fließen. Wenn die Batterie Strom abgibt, neigen Elektronen dazu, sich außerhalb der Batterie zwischen Anode und Kathode zu bewegen. Es kann ein Rückstrom angelegt werden, der ein automatisches Aufladen der Batterie ermöglicht. In einem solchen Fall kehren die Elektronen zur Anode zurück, während sich Lithiumionen in der Kathode erneut einlagern und so die Batteriekapazität wiederherstellen. Der Lade-/Entladevorgang kann als Zyklus bezeichnet werden. Die Anzahl der Zyklen, die Batterien durchführen können, hängt vom Herstellungsprozess, der tatsächlichen Nutzung und den chemischen Komponenten ab.
Senkung der Lade-C-Rate: Lithium-Ionen können sich bei niedrigen Ladegeschwindigkeiten (C/5, C/2 oder weniger) problemlos in Graphitschichten einlagern, ohne jedoch die Elektroden zu beschädigen. Mit zunehmender Ladungsrate wird die Interkalation schwieriger. Eine zu hohe Rate führt dazu, dass Lithiumionen keine Zeit haben, richtig in die Elektrode einzudringen. Es lagert sich nur an der Oberfläche ab und führt so zu einer vorzeitigen Alterung. Möglich sind 4C oder 10C Schnellladeraten. Gewünscht ist der richtige Kompromiss zwischen wesentlicher Geschwindigkeit, Ladezeit und Batteriealter. Für Elektroden kann die Laderate C/50 eine gute Wahl sein. Allerdings wird sich nicht jede Anwendung eine Ladezeit von über 50 Stunden leisten können. 30 Minuten (2C) Ladezeit sind möglich. Es beschleunigt jedoch die Batteriealterung. Daher sollte die Laderate auf den MP-Bereich von C oder weniger begrenzt werden.
BMS sorgfältig entwerfen: Unabhängig von der zu verwendenden Anwendung müssen Li-Ionen-Zellen mit der Elektronik in Verbindung gebracht werden. Eine wichtige elektronische Komponente kann als BMS (Batteriemanagementsystem) bezeichnet werden. Eine obligatorische Sicherheitsfunktion kann den Lade-/Entladevorgang unterbrechen. Ziel ist es, die Batterie vor Unter- oder Überspannung zu schützen. Das BMS prüft die Temperatur, während die Batterie abgeklemmt ist, um eine Überhitzung zu verhindern. BMS integriert Elektronik, indem es die homogene Ladung zwischen den Zellen innerhalb des Batteriepakets optimiert. Es wird als Balancieren bezeichnet. Da BMS nicht über eine Ausgleichsfunktion verfügt, altern die meisten gealterten Zellen im Paket wahrscheinlich schneller. Darüber hinaus kann ein gutes Ausgleichssystem die Lebensdauer der Batterie verlängern.
Steuerung der Ladetemperatur: Li-Ionen-Batterien verwenden meist grafisches Material innerhalb der Elektrode. Die Ablösung der Graphitschicht wird durch eine Erhöhung der Ladetemperatur hervorgerufen. Dies beschleunigt jedoch den dauerhaften Kapazitätsverlust der Batterie. Eine hohe Laderate verschlimmert das Phänomen. Der Ladestrom erhöht die Temperatur, was zu einer Beschleunigung des Peeling-Phänomens führt. Hohe Temperaturen und hohe Spannungen führen zur Gaserzeugung durch die Elektrochemie in der Zelle. Es beschleunigt nur die Alterung der Chemie. Hohe Temperaturen können aufgrund der Zellkonstruktion zu einem Anschwellen der Zellen führen und somit ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Daher kann das Befolgen der oben genannten Tipps dazu beitragen, die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien in Industriequalität zu optimieren.
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