Come prolungare la durata della batteria utilizzando metodi di ricarica corretti?

Le batterie agli ioni di litio sono considerate di gran lunga migliori rispetto ad altre batterie chimiche, ma uguali a qualsiasi altra batteria. Non possono sfuggire al fatto che non possono restare tutto il giorno ad alimentare gadget o dispositivi molto utilizzati. Queste batterie ad un certo punto dovranno essere ricaricate, il che può essere molto frustrante per gli utenti. Cosa succede se il caricabatterie manca o è rotto? Qui ti forniremo una guida su come caricare una batteria agli ioni di litio senza caricabatterie.

Quindi non vi facciamo aspettare ancora! Controlla l'elenco delle alternative disponibili per caricare una batteria agli ioni di litio.

Alternative per caricare le batterie agli ioni di litio senza caricabatterie

1. Sfruttare i dispositivi elettronici con porte USB

2. Caricare una batteria agli ioni di litio con un caricatore a clip

3. Utilizzo di vari dispositivi di ricarica che utilizzano diverse fonti di energia

Questo è un dispositivo limitatore di tensione che presenta somiglianze con il sistema al piombo. Le differenze con gli ioni di litio risiedono in una tensione per cella più elevata, tolleranze di tensione più strette e l'assenza di carica di mantenimento o mantenimento a piena carica. Sebbene il piombo acido offra una certa flessibilità in termini di interruzione della tensione, i produttori di celle agli ioni di litio sono molto severi sull'impostazione corretta perché gli ioni di litio non possono accettare un sovraccarico. Il cosiddetto caricabatterie miracoloso che promette di prolungare la durata della batteria e di guadagnare capacità extra con impulsi e altri espedienti non esiste. Gli ioni di litio sono un sistema “pulito” e prendono solo ciò che possono assorbire.

Il tasso di carica consigliato per una cella energetica è compreso tra 0,5°C e 1°C; il tempo di ricarica completo è di circa 2–3 ore. I produttori di queste celle consigliano di caricare a 0,8°C o meno per prolungare la durata della batteria; tuttavia, la maggior parte delle celle energetiche può sopportare un tasso C di carica più elevato con poco stress. L'efficienza di carica è di circa il 99% e la cella rimane fredda durante la carica.

Alcuni pacchi agli ioni di litio potrebbero subire un aumento di temperatura di circa 5ºC (9ºF) quando raggiungono la carica completa. Ciò potrebbe essere dovuto al circuito di protezione e/o all'elevata resistenza interna. Smettere di utilizzare la batteria o il caricabatterie se la temperatura aumenta di oltre 10ºC (18ºF) a velocità di ricarica moderate.

La carica completa avviene quando la batteria raggiunge la soglia di tensione e la corrente scende al 3% della corrente nominale. Una batteria è considerata completamente carica anche se la corrente si stabilizza e non può scendere ulteriormente. Un'elevata autoscarica potrebbe essere la causa di questa condizione.

Aumentando la corrente di carica non si accelera di molto lo stato di carica completa. Sebbene la batteria raggiunga il picco di tensione più rapidamente, la carica di saturazione richiederà di conseguenza più tempo. Con una corrente più elevata, la Fase 1 è più breve ma la saturazione durante la Fase 2 richiederà più tempo. Una carica ad alta corrente, tuttavia, riempirà rapidamente la batteria fino a circa il 70%.

Non è necessario che gli ioni di litio siano completamente caricati come nel caso del piombo acido, né è desiderabile farlo. Infatti è meglio non caricare completamente perché un voltaggio elevato stressa la batteria. Scegliendo una soglia di tensione più bassa o eliminando del tutto la carica di saturazione, si prolunga la durata della batteria, ma ciò riduce l'autonomia. I caricabatterie per i prodotti di consumo hanno la capacità massima e non possono essere regolati; la durata di servizio prolungata è percepita meno importante.

Alcuni caricabatterie consumer a basso costo possono utilizzare il metodo semplificato “carica e esegui” che carica una batteria agli ioni di litio in un’ora o meno senza passare alla carica di saturazione Stage 2. Viene visualizzato "Pronto" quando la batteria raggiunge la soglia di tensione allo Stadio 1. Lo stato di carica (SoC) a questo punto è circa l'85%, un livello che potrebbe essere sufficiente per molti utenti.

Alcuni caricabatterie industriali impostano appositamente una soglia di tensione di carica più bassa per prolungare la durata della batteria. La tabella 2 illustra le capacità stimate quando caricate a diverse soglie di tensione con e senza carica di saturazione.

Quando la batteria viene messa in carica per la prima volta, la tensione aumenta rapidamente. Questo comportamento può essere paragonato al sollevamento di un peso con un elastico, causando un ritardo. La capacità verrà recuperata quando la batteria sarà quasi completamente carica (Figura 3). Questa caratteristica di carica è tipica di tutte le batterie. Maggiore è la corrente di carica, maggiore sarà l'effetto elastico. Le temperature fredde o la ricarica di una cella con elevata resistenza interna amplificano l'effetto.

Stimare il SoC leggendo la tensione di una batteria in carica non è pratico; misurare la tensione a circuito aperto (OCV) dopo che la batteria è rimasta a riposo per alcune ore è un indicatore migliore. Come per tutte le batterie, la temperatura influisce sull'OCV, così come il materiale attivo degli ioni di litio. Il SoC di smartphone, laptop e altri dispositivi viene stimato mediante il conteggio di Coulomb.

Gli ioni di litio non possono assorbire il sovraccarico. Quando è completamente carico, la corrente di carica deve essere interrotta. Una carica di mantenimento continua causerebbe la placcatura di litio metallico e comprometterebbe la sicurezza. Per ridurre al minimo lo stress, mantenere la batteria agli ioni di litio al picco di interruzione il più breve possibile.

Una volta terminata la carica, la tensione della batteria inizia a diminuire. Ciò allevia lo stress di tensione. Con il passare del tempo, la tensione a circuito aperto si stabilizzerà tra 3,70 V e 3,90 V/cella. Si noti che una batteria agli ioni di litio che ha ricevuto una carica completamente saturata manterrà la tensione elevata per un periodo più lungo rispetto a una batteria che non ha ricevuto una carica di saturazione.

Quando le batterie agli ioni di litio devono essere lasciate nel caricabatterie per essere pronte al funzionamento, alcuni caricabatterie applicano una breve carica di rabbocco per compensare la piccola autoscarica consumata dalla batteria e dal suo circuito di protezione. Il caricabatterie potrebbe attivarsi quando la tensione a circuito aperto scende a 4,05 V/cella e spegnersi nuovamente a 4,20 V/cella. I caricabatterie realizzati per essere pronti al funzionamento, o in modalità standby, spesso lasciano scendere la tensione della batteria a 4,00 V/cella e si ricaricano solo a 4,05 V/cella anziché a 4,20 V/cella. Ciò riduce lo stress legato alla tensione e prolunga la durata della batteria.

Alcuni dispositivi portatili si trovano in una base di ricarica in posizione ON. La corrente assorbita attraverso il dispositivo è chiamata carico parassita e può distorcere il ciclo di carica. I produttori di batterie sconsigliano i carichi parassiti durante la ricarica perché inducono minicicli. Ciò non può sempre essere evitato e un laptop collegato alla rete CA è un caso del genere. La batteria potrebbe essere caricata a 4,20 V/cella e quindi scaricata dal dispositivo. Il livello di stress della batteria è elevato perché i cicli avvengono alla soglia dell'alta tensione, spesso anche a temperature elevate.

Un dispositivo portatile deve essere spento durante la ricarica. Ciò consente alla batteria di raggiungere senza ostacoli la soglia di tensione impostata e il punto di saturazione di corrente. Un carico parassita confonde il caricabatterie deprimendo la tensione della batteria e impedendo che la corrente nella fase di saturazione scenda sufficientemente bassa assorbendo una corrente di dispersione. Una batteria può essere completamente carica, ma le condizioni prevalenti richiederanno una ricarica continua, causando stress.

Semplici linee guida per la ricarica Batterie a base di litio

• Spegnere il dispositivo o scollegare il carico in carica per consentire alla corrente di scendere liberamente durante la saturazione. Un carico parassita confonde il caricabatterie.
• Caricare a temperatura moderata. Non caricare a temperatura di congelamento.
• Non è necessario che gli ioni di litio siano completamente carichi; è preferibile una carica parziale.
• Non tutti i caricabatterie applicano una carica di rabbocco completa e la batteria potrebbe non essere completamente carica quando viene visualizzato il segnale "pronto"; una carica del 100% sull'indicatore del carburante potrebbe essere una bugia.
• Smettere di utilizzare il caricabatterie e/o la batteria se la batteria si surriscalda eccessivamente.
• Applicare un po' di carica alla batteria scarica prima di riporla (l'ideale è un SoC al 40-50%).