Hvordan forlænger man batteriets levetid ved at bruge korrekte opladningsmetoder?

Lithium-ion-batterier anses for at være langt bedre end andre batterikemier, men de samme som alle andre batterier. De kan ikke undslippe det faktum, at de ikke kan blive hele dagen lang for at drive stærkt brugte gadgets eller enheder. Disse batterier vil kræve genopladning på et tidspunkt, hvilket kan være meget frustrerende for brugerne. Hvad mere hvis opladeren mangler eller er i stykker? Her vil vi give dig en guide til, hvordan du oplader et lithium-ion-batteri uden en oplader.

Så lad os ikke få dig til at vente længere! Tjek listen over alternativer, du har til at oplade et lithium-ion-batteri.

Alternativer til at oplade lithium-ion-batterier uden en oplader

1. Udnyt de elektroniske enheder med USB-porte

2. Opladning af et Li-ion-batteri med en Clip-oplader

3. Brug af forskellige opladningsenheder, der bruger forskellige energikilder

Dette er en spændingsbegrænsende enhed, der har ligheder med blysyresystemet. Forskellene med Li-ion ligger i en højere spænding pr. celle, snævrere spændingstolerancer og fravær af vedligeholdelses- eller flydeladning ved fuld opladning. Mens blysyre giver en vis fleksibilitet med hensyn til spændingsafbrydelse, er producenter af Li-ion-celler meget strenge med hensyn til den korrekte indstilling, fordi Li-ion ikke kan acceptere overladning. Den såkaldte mirakeloplader, der lover at forlænge batterilevetiden og få ekstra kapacitet med pulser og andre gimmicks, findes ikke. Li-ion er et "rent" system og tager kun det, det kan absorbere.

Den anbefalede ladehastighed for en energicelle er mellem 0,5C og 1C; den fulde opladningstid er omkring 2-3 timer. Producenter af disse celler anbefaler opladning ved 0,8C eller mindre for at forlænge batteriets levetid; dog kan de fleste Power Cells tage en højere opladning C-rate med lidt stress. Opladningseffektiviteten er omkring 99 procent, og cellen forbliver kølig under opladning.

Nogle Li-ion-pakker kan opleve en temperaturstigning på omkring 5ºC (9ºF), når de når fuld opladning. Dette kan skyldes beskyttelseskredsløbet og/eller forhøjet intern modstand. Hold op med at bruge batteriet eller opladeren, hvis temperaturen stiger mere end 10ºC (18ºF) under moderate opladningshastigheder.

Den fulde opladning sker, når batteriet når spændingstærsklen, og strømmen falder til 3 procent af mærkestrømmen. Et batteri anses også for at være fuldt opladet, hvis strømmen aftager og ikke kan falde yderligere. Forhøjet selvafladning kan være årsagen til denne tilstand.

Forøgelse af ladestrømmen fremskynder ikke fuld-opladningstilstanden meget. Selvom batteriet når spændingsspidsen hurtigere, vil mætningsopladningen tage længere tid. Med en højere strøm er trin 1 kortere, men mætningen under trin 2 vil tage længere tid. En høj strømopladning vil dog hurtigt fylde batteriet til omkring 70 procent.

Li-ion behøver ikke at være fuldt opladet, som det er tilfældet med blysyre, og det er heller ikke ønskeligt at gøre det. Faktisk er det bedre ikke at lade helt op, fordi en høj spænding belaster batteriet. At vælge en lavere spændingstærskel eller helt eliminere mætningsladningen forlænger batteriets levetid, men det reducerer driftstiden. Opladere til forbrugerprodukter går efter maksimal kapacitet og kan ikke justeres; forlænget levetid opfattes som mindre vigtig.

Nogle billigere forbrugeropladere kan bruge den forenklede "oplad-og-kør"-metode, der oplader et lithium-ion-batteri på en time eller mindre uden at gå til trin 2-mætningsopladningen. "Klar" vises, når batteriet når spændingstærsklen i trin 1. Ladningstilstand (SoC) er på dette tidspunkt omkring 85 procent, et niveau, der kan være tilstrækkeligt for mange brugere.

Visse industrielle opladere indstiller ladespændingstærsklen lavere med vilje for at forlænge batteriets levetid. Tabel 2 illustrerer de estimerede kapaciteter ved opladning til forskellige spændingstærskler med og uden mætningsladning.

Når batteriet først sættes på opladning, skyder spændingen hurtigt op. Denne adfærd kan sammenlignes med at løfte en vægt med et gummibånd, hvilket forårsager en forsinkelse. Kapaciteten vil til sidst indhente, når batteriet er næsten fuldt opladet (Figur 3). Denne ladekarakteristik er typisk for alle batterier. Jo højere ladestrømmen er, jo større bliver elastikeffekten. Kolde temperaturer eller opladning af en celle med høj intern modstand forstærker effekten.

Det er upraktisk at estimere SoC ved at aflæse spændingen på et opladningsbatteri; måling af åben kredsløbsspænding (OCV) efter at batteriet har hvilet i et par timer er en bedre indikator. Som med alle batterier, påvirker temperaturen OCV, det samme gør det aktive materiale i Li-ion. SoC for smartphones, bærbare computere og andre enheder estimeres ved coulomb-tælling.

Li-ion kan ikke absorbere overladning. Når den er fuldt opladet, skal ladestrømmen afbrydes. En kontinuerlig vedligeholdelsesladning ville forårsage plettering af metallisk lithium og kompromittere sikkerheden. For at minimere stress skal du holde lithium-ion-batteriet ved spidsgrænsen så kort som muligt.

Når opladningen er afsluttet, begynder batterispændingen at falde. Dette letter spændingsspændingen. Over tid vil tomgangsspændingen falde til mellem 3,70V og 3,90V/celle. Bemærk, at et Li-ion-batteri, der har modtaget en fuldt mættet opladning, vil holde spændingen forhøjet i længere tid end et, der ikke har modtaget en mættet opladning.

Når lithium-ion-batterier skal efterlades i opladeren for at være klar til brug, påfører nogle opladere en kort opladning for at kompensere for den lille selvafladning, som batteriet og dets beskyttelseskredsløb bruger. Opladeren kan starte, når tomgangsspændingen falder til 4,05V/celle og slukke igen ved 4,20V/celle. Opladere lavet til driftsklarhed eller standby-tilstand lader ofte batterispændingen falde til 4,00V/celle og genoplades til kun 4,05V/celle i stedet for hele 4,20V/celle. Dette reducerer spændingsrelateret stress og forlænger batteriets levetid.

Nogle bærbare enheder sidder i en opladningsholder i ON-position. Den strøm, der trækkes gennem enheden, kaldes parasitbelastningen og kan forvrænge ladecyklussen. Batteriproducenter fraråder parasitiske belastninger under opladning, fordi de inducerer minicyklusser. Dette kan ikke altid undgås, og en bærbar computer tilsluttet lysnettet er sådan et tilfælde. Batteriet kan blive opladet til 4,20V/celle og derefter afladet af enheden. Stressniveauet på batteriet er højt, fordi cyklusserne sker ved højspændingstærsklen, ofte også ved forhøjede temperaturer.

En bærbar enhed skal være slukket under opladning. Dette gør det muligt for batteriet at nå den indstillede spændingstærskel og strømmætning uhindret. En parasitisk belastning forvirrer opladeren ved at sænke batterispændingen og forhindre, at strømmen i mætningsstadiet falder lavt nok ved at trække en lækstrøm. Et batteri kan være fuldt opladet, men de fremherskende forhold vil bede om en fortsat opladning, hvilket forårsager stress.

Enkle retningslinjer for opladning Lithium-baserede batterier

• Sluk enheden, eller afbryd belastningen på opladningen for at lade strømmen falde uhindret under mætning. En parasitisk belastning forvirrer opladeren.
• Oplad ved moderat temperatur. Oplad ikke ved frysepunktet.
• Lithium-ion behøver ikke at være fuldt opladet; en delvis opladning er bedre.
• Ikke alle opladere anvender en fuld topopladning, og batteriet er muligvis ikke fuldt opladet, når "klar"-signalet vises; en 100 procent afgift på en brændstofmåler kan være løgn.
• Hold op med at bruge oplader og/eller batteri, hvis batteriet bliver for varmt.
• Påfør lidt opladning på et tomt batteri før opbevaring (40-50 procent SoC er ideelt).