Berapa tegangan minimum yang diperlukan untuk mengisi baterai Li-ion 3,7 V?

Saya memiliki baterai ponsel yang memiliki tulisan berikut di satu sisi:

• 3,7 V 1000mAh
• Tegangan muatan terbatas: 4.2 volt

Saya mengerti bahwa baris pertama berarti, bahwa baterai akan selalu memberikan 3.7V (setidaknya secara teori) di terminal keluarannya. Baterai juga akan bertahan selama 1 jam jika sirkuit ponsel menarik 1000mA.

Baris kedua berarti bahwa dalam keadaan apa pun saya tidak boleh menambah voltase pengisian input melebihi 4.2V, kalau tidak bisa merusak baterai.

Apakah pemahaman saya benar? Jika saya benar, saya ingin tahu untuk baterai ini berapa tegangan minimum yang diperlukan untuk pengisian?

Secara teknis jumlah minimum tegangan untuk pengisian akan menjadi apa pun di atas keadaan pengisian saat ini. Tapi itu mungkin bukan jawaban yang Anda cari, dari baterai Lithium-ion di Wikipedia:

Lithium-ion diisi sekitar 4,2 ± 0,05 V / sel kecuali untuk "umur panjang militer" yang menggunakan 3,92 V untuk memperpanjang usia baterai. Sebagian besar sirkuit proteksi terputus jika tegangan lebih dari 4,3 V atau suhu lebih dari 90 ° C tercapai. Di bawah 2,50 V / sel, sirkuit perlindungan baterai dapat membuat baterai tidak dapat diisi dengan peralatan pengisian reguler. Sebagian besar sirkuit baterai berhenti pada 2,7-3,0 V / sel.

Jadi untuk mencapai kondisi penuh yang biasanya ingin Anda tuju adalah 4.2V. Dalam praktik pengisian daya Li-Ion dengan aman dan efisien memang melibatkan beberapa langkah sehingga Anda mungkin ingin melihat chip pengisi daya khusus. Anda perlu memeriksa lembar data untuk tampilan yang menarik tetapi banyak yang akan beroperasi dengan baik dengan tegangan pasokan hanya sedikit di atas 4.2V.

3.7V di atas terdengar seperti tegangan nominal yang merupakan area di mana baterai akan menghabiskan sebagian besar waktunya selama siklus pengisian hingga pengosongan. Tetapi mereka akan mulai sekitar 4.2V dan jatuh ke tegangan di bawahnya. Membiarkan mereka jatuh tegangan terlalu jauh akan menyebabkan masalah, tetapi Anda akan mendapatkan beberapa masa manfaat di bawah 3.7V juga.

Untuk mengisi daya baterai lithium ion dengan aman, Anda harus mengikuti prosedur pengisian yang benar , yang melibatkan fase arus konstan diikuti oleh fase tegangan konstan. Jika Anda hanya menggunakan sumber tegangan konstan, Anda akan berakhir mengisi daya baterai lebih cepat daripada yang dirancang untuk mengatasinya.

Misalnya, inilah lembar data untuk satu model baterai li-ion tertentu. Untuk mengisi penuh daya baterai, Anda harus pada akhirnya mencapai 4.2V. Tetapi jika Anda hanya menerapkan 4.2V di atasnya ketika benar-benar habis, Anda akan menempatkan 4.2V-2.75V = 1.45V di impedansi 130mOhm. Itu berarti arus pengisian daya akan berada di urutan 10 amp, yang jauh lebih tinggi dari nilai baterai. Ini ditentukan dengan tingkat pengisian maksimum "1C" atau arus yang cukup untuk mengisi penuh baterai dalam satu jam, yang dalam hal ini adalah 1.1A.

Anda perlu secara aktif membatasi arus pengisian dengan mengurangi voltase, sampai baterai terisi cukup untuk membatasi diri. Jika Anda tidak dapat menemukan lembar data untuk model baterai yang tepat yang Anda gunakan, Anda harus berhati-hati dan mengisi dengan sangat lambat. Baterai lithium-ion cenderung terbakar atau meledak jika disalahgunakan.

Ini bukan area yang saya punya banyak pengalaman, tapi saya kira itu tergantung pada resistansi internal baterai.

Anda dapat mencoba menerapkan tegangan pengisian kecil ke baterai, sekecil yang Anda suka, dan kemudian mengukur berapa banyak arus yang mengalir ke baterai. Jika arus mengalir ke baterai, itu harus diisi (dikurangi beberapa arus yang terbuang sebagai panas dalam proses pengisian).

Arus yang Anda gunakan untuk mengisi baterai akan tergantung pada seberapa daya baterai sudah diisi. Yaitu jika baterai sudah terisi penuh, Anda mungkin dapat mengisinya dengan tegangan yang sangat kecil, tetapi jika hampir terisi penuh, Anda akan membutuhkan tegangan yang lebih besar. Intuisi saya memberi tahu saya bahwa Anda harus menerapkan setidaknya 3.7V jika Anda ingin mengisi penuh baterai.

Sekali lagi saya bukan ahli dalam bidang ini, jadi di atas hanya spekulasi saya. :)

Mempertimbangkan jawaban lain, saya akan membatasi diri saya hanya dengan menjawab pertanyaan OP. 1 - Ya, pengertian Anda benar.
2 - Tegangan minimum yang diperlukan untuk mengisi baterai Li-Ion 3.7v (ke 3.7v), adalah 3.7v . Tegangan yang lebih praktis adalah 4.0v (3.7 <4.0 <4.2).
Contoh yang lebih "realistis" dari bagian kedua kalimat pertama adalah 10 jam pada 100mA.

Tidak, baterai tidak terus-menerus memberikan 3.7V. Ini adalah nilai tegangan dengan kapasitas yang jauh lebih rendah. 3.7V tidak berarti banyak. Itu adalah nilai di mana baterai paling stabil, tetapi nilai sebenarnya ketika terisi penuh adalah 4.2V, sehingga pengisi daya harus memberikan lebih tinggi dari ini jika Anda ingin mengisi penuh.

Pada 3.3V sel Li-Ion standar dianggap habis karena tidak dapat lagi menyediakan arus yang cukup untuk aplikasi rata-rata yang dirancang untuknya.

Tegangan minimum untuk mengisi daya Li-Ion standar adalah 4.201V. Tetapi mempertimbangkan impedansi charger dan cell, sebagian besar charger memiliki 4,25 atau bahkan 4.3V saat kosong (tidak terhubung ke sel).

Meskipun nilai-nilai itu telah dipilih dengan cara ini, mereka tidak seperti 10 perintah. Anda dapat mengeluarkan sel di bawah 3.3V tetapi akan memberikan lebih sedikit saat ini dan Anda dapat mengisi dayanya bahkan hingga 4.3 + V dan itu akan memiliki kapasitas yang lebih tinggi, tetapi kedua praktik tersebut akan menurunkan masa pakainya.

Jadi dalam kasus darurat, beri harga terlalu tinggi untuk 4.3V dan Anda akan memiliki kapasitas ekstra untuk bekerja dengannya dan jika Anda ingin memiliki waktu yang sangat lama untuk sebuah sel, biarkan baterai diisi daya hanya hingga 4V tetapi itu hanya akan memberikan ~ 80% dari kapasitas yang disebutkan.

Kembali ke pengisi daya, saya akan merancang pengisi daya saya seperti ini:

Opsi 1: 4.0V - mode aman - untuk pengisian daya yang aman dan umur panjang serta pemulihan sel yang berlebihan / buruk.

Opsi 2: 4.21V - standar - mode pengisian normal (sel-sel buruk dengan kapasitas berkurang akan menjadi terlalu panas jika dibebankan pada tingkat standar)

Opsi 3: 4.32V - overpower - mode over-charge (usia sel lebih rendah, bahaya sangat tinggi untuk sel kapasitas berkurang)