จะยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยใช้วิธีการชาร์จที่ถูกต้องได้อย่างไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถือว่าดีกว่าแบตเตอรี่เคมีอื่นๆ มาก แต่ก็เหมือนกับแบตเตอรี่อื่นๆ พวกเขาไม่สามารถหลีกเลี่ยงความจริงที่ว่าพวกเขาไม่สามารถอยู่ได้ตลอดทั้งวันเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์หรืออุปกรณ์ที่ใช้งานหนัก แบตเตอรี่เหล่านี้จะต้องชาร์จใหม่ในบางจุดซึ่งอาจทำให้ผู้ใช้หงุดหงิดมาก จะเกิดอะไรขึ้นหากที่ชาร์จหายไปหรือชำรุด? เราจะให้คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยไม่ต้องใช้เครื่องชาร์จ

ดังนั้นอย่าให้คุณต้องรออีกต่อไป! ตรวจสอบรายการทางเลือกอื่นที่คุณต้องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ทางเลือกอื่นในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยไม่ต้องใช้เครื่องชาร์จ

1. การใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีพอร์ต USB

2. การชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion ด้วยเครื่องชาร์จแบบคลิป

3. การใช้อุปกรณ์ชาร์จต่างๆ ที่ใช้พลังงานจากแหล่งต่างๆ

เป็นอุปกรณ์จำกัดแรงดันไฟฟ้าที่มีความคล้ายคลึงกับระบบกรดตะกั่ว ความแตกต่างกับ Li-ion อยู่ที่แรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ที่สูงกว่า ความคลาดเคลื่อนของแรงดันไฟฟ้าที่เข้มงวดมากขึ้น และการไม่มีประจุหยดหรือลอยเมื่อประจุเต็ม แม้ว่ากรดตะกั่วจะให้ความยืดหยุ่นในแง่ของการตัดแรงดันไฟฟ้า แต่ผู้ผลิตเซลล์ Li-ion เข้มงวดมากในการตั้งค่าที่ถูกต้อง เนื่องจาก Li-ion ไม่สามารถยอมรับการชาร์จไฟเกินได้ เครื่องชาร์จมหัศจรรย์ที่สัญญาว่าจะยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่และเพิ่มความจุเพิ่มเติมด้วยพัลส์และลูกเล่นอื่น ๆ ไม่มีอยู่จริง Li-ion เป็นระบบ "สะอาด" และดูดซับเฉพาะส่วนที่ดูดซับได้เท่านั้น

อัตราการชาร์จที่แนะนำของเซลล์พลังงานอยู่ระหว่าง 0.5C ถึง 1C; ระยะเวลาชาร์จเต็มประมาณ 2-3 ชั่วโมง ผู้ผลิตเซลล์เหล่านี้แนะนำให้ชาร์จที่อุณหภูมิ 0.8C หรือน้อยกว่าเพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม Power Cell ส่วนใหญ่สามารถรับอัตรา C ที่สูงขึ้นได้โดยมีความเครียดเพียงเล็กน้อย ประสิทธิภาพการชาร์จอยู่ที่ประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ และเซลล์ยังคงเย็นในระหว่างการชาร์จ

แบตเตอรี่ Li-ion บางรุ่นอาจมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นประมาณ 5°C (9°F) เมื่อชาร์จจนเต็ม อาจเนื่องมาจากวงจรป้องกันและ/หรือความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้น ยุติการใช้แบตเตอรี่หรืออุปกรณ์ชาร์จหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นมากกว่า 10°C (18°F) ภายใต้ความเร็วในการชาร์จปานกลาง

การชาร์จเต็มจะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟลดลงเหลือ 3 เปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟที่กำหนด แบตเตอรี่จะถือว่าชาร์จเต็มแล้วหากระดับกระแสไฟดับและไม่สามารถลดลงได้อีก การปลดปล่อยตัวเองออกมาสูงอาจเป็นสาเหตุของภาวะนี้

การเพิ่มกระแสไฟชาร์จไม่ได้ทำให้สถานะการชาร์จเต็มเร็วขึ้นมากนัก แม้ว่าแบตเตอรี่จะถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเร็วกว่า แต่ประจุความอิ่มตัวจะใช้เวลานานกว่าตามนั้น ด้วยกระแสที่สูงขึ้น ระยะที่ 1 จะสั้นลง แต่ความอิ่มตัวของสีในช่วงระยะที่ 2 จะใช้เวลานานกว่า อย่างไรก็ตาม การชาร์จกระแสไฟสูงจะทำให้แบตเตอรี่เต็มอย่างรวดเร็วจนเหลือประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์

Li-ion ไม่จำเป็นต้องชาร์จจนเต็มเช่นเดียวกับในกรณีของกรดตะกั่ว และไม่เป็นที่พึงปรารถนาที่จะทำเช่นนั้น ที่จริงแล้ว ไม่ควรชาร์จจนเต็มจะดีกว่าเพราะไฟฟ้าแรงสูงทำให้แบตเตอรี่เกิดความเครียด การเลือกเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าหรือกำจัดประจุความอิ่มตัวออกไปโดยสิ้นเชิง จะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้น แต่จะทำให้รันไทม์ลดลง ที่ชาร์จสำหรับสินค้าอุปโภคบริโภคมีความจุสูงสุดและไม่สามารถปรับตั้งได้ อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นนั้นมีความสำคัญน้อยกว่า

ที่ชาร์จสำหรับผู้บริโภคที่มีราคาต่ำกว่าบางรุ่นอาจใช้วิธี "ชาร์จแล้วใช้งาน" แบบง่ายๆ ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในหนึ่งชั่วโมงหรือน้อยกว่านั้นโดยไม่ต้องไปที่ค่าอิ่มตัวขั้นที่ 2 “พร้อม” จะปรากฏขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ระดับ 1 สถานะการชาร์จ (SoC) ณ จุดนี้อยู่ที่ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นระดับที่อาจเพียงพอสำหรับผู้ใช้หลายคน

เครื่องชาร์จอุตสาหกรรมบางประเภทจะตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จให้ต่ำลงโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ตารางที่ 2 แสดงความจุโดยประมาณเมื่อชาร์จตามเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยมีและไม่มีประจุอิ่มตัว

เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ครั้งแรก แรงดันไฟฟ้าจะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว พฤติกรรมนี้เทียบได้กับการยกน้ำหนักด้วยหนังยางทำให้เกิดความล่าช้า ความจุจะเพิ่มขึ้นในที่สุดเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเกือบเต็ม (รูปที่ 3) คุณลักษณะการชาร์จนี้เป็นเรื่องปกติของแบตเตอรี่ทั้งหมด ยิ่งกระแสประจุสูงเท่าไร ผลกระทบของแถบยางก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิที่เย็นจัดหรือการชาร์จเซลล์ที่มีความต้านทานภายในสูงจะขยายผล

การประมาณ SoC โดยการอ่านแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ชาร์จนั้นไม่สามารถทำได้ การวัดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (OCV) หลังจากที่แบตเตอรี่ได้พักสองสามชั่วโมงจะเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีกว่า เช่นเดียวกับแบตเตอรี่อื่นๆ อุณหภูมิจะส่งผลต่อ OCV เช่นเดียวกับวัสดุแอคทีฟของ Li-ion SoC ของสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และอุปกรณ์อื่นๆ ประมาณโดยการนับคูลอมบ์

Li-ion ไม่สามารถดูดซับประจุมากเกินไปได้ เมื่อชาร์จเต็มแล้ว จะต้องตัดกระแสไฟชาร์จออก ประจุที่หยดอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดการชุบโลหะลิเธียมและทำให้ความปลอดภัยลดลง เพื่อลดความเครียด ให้เก็บแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไว้ที่จุดตัดไฟสูงสุดให้สั้นที่สุด

เมื่อการชาร์จสิ้นสุดลง แรงดันแบตเตอรี่จะเริ่มลดลง สิ่งนี้จะช่วยลดความเครียดจากแรงดันไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไป แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะคงที่ระหว่าง 3.70V ถึง 3.90V/เซลล์ โปรดทราบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ได้รับประจุอิ่มตัวจนเต็มจะคงแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นได้นานกว่าแบตเตอรี่ที่ไม่ได้รับประจุอิ่มตัว

เมื่อต้องทิ้งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไว้ในเครื่องชาร์จเพื่อให้พร้อมในการใช้งาน เครื่องชาร์จบางรุ่นจะใช้การชาร์จเพิ่มเติมสั้นๆ เพื่อชดเชยการคายประจุแบตเตอรี่เล็กน้อยและใช้วงจรป้องกัน เครื่องชาร์จอาจเริ่มทำงานเมื่อแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลดลงเหลือ 4.05V/เซลล์ และปิดอีกครั้งที่ 4.20V/เซลล์ เครื่องชาร์จที่ผลิตขึ้นเพื่อการเตรียมพร้อมในการทำงานหรือในโหมดสแตนด์บาย มักจะปล่อยให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเหลือ 4.00V/เซลล์ และชาร์จใหม่เหลือเพียง 4.05V/เซลล์ แทนที่จะเป็น 4.20V เต็ม/เซลล์ ซึ่งจะช่วยลดความเครียดที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าและยืดอายุแบตเตอรี่

อุปกรณ์พกพาบางประเภทวางอยู่บนแท่นชาร์จในตำแหน่งเปิด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์เรียกว่าโหลดปรสิตและสามารถบิดเบือนวงจรการชาร์จได้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่แนะนำไม่ให้มีโหลดปรสิตขณะชาร์จเนื่องจากจะกระตุ้นให้เกิดวงจรขนาดเล็ก สิ่งนี้ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้เสมอไป และแล็ปท็อปที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักก็เป็นเช่นนั้น แบตเตอรี่อาจถูกชาร์จที่ 4.20V/เซลล์ จากนั้นจึงคายประจุโดยอุปกรณ์ ระดับความเครียดของแบตเตอรี่อยู่ในระดับสูง เนื่องจากวงจรเกิดขึ้นที่เกณฑ์แรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งมักจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเช่นกัน

ควรปิดอุปกรณ์พกพาระหว่างการชาร์จ ซึ่งช่วยให้แบตเตอรี่ถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้และจุดอิ่มตัวของกระแสไฟฟ้าได้โดยไม่ถูกจำกัด โหลดปรสิตทำให้เครื่องชาร์จสับสนโดยการกดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ และป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าที่อยู่ในระยะอิ่มตัวลดลงต่ำเพียงพอด้วยการวาดกระแสไฟรั่ว แบตเตอรี่อาจชาร์จเต็มแล้ว แต่สภาวะที่เป็นอยู่จะทำให้ต้องชาร์จต่อ ทำให้เกิดความเครียด

คำแนะนำง่ายๆ ในการชาร์จ แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้

• ปิดอุปกรณ์หรือตัดการเชื่อมต่อโหลดที่กำลังชาร์จเพื่อให้กระแสไฟลดลงอย่างไม่จำกัดระหว่างความอิ่มตัว ภาระของปรสิตทำให้เครื่องชาร์จสับสน
• ชาร์จที่อุณหภูมิปานกลาง อย่าชาร์จที่อุณหภูมิเยือกแข็ง
• ลิเธียมไอออนไม่จำเป็นต้องชาร์จจนเต็ม การเรียกเก็บเงินบางส่วนจะดีกว่า
• ที่ชาร์จบางรุ่นอาจชาร์จเต็มไม่ได้ และแบตเตอรี่อาจชาร์จไม่เต็มเมื่อสัญญาณ "พร้อม" ปรากฏขึ้น การชาร์จเกจน้ำมันเชื้อเพลิง 100 เปอร์เซ็นต์อาจเป็นเรื่องโกหก
• ยกเลิกการใช้เครื่องชาร์จและ/หรือแบตเตอรี่หากแบตเตอรี่ร้อนเกินไป
• ชาร์จแบตเตอรี่เปล่าก่อนจัดเก็บ (SoC 40–50 เปอร์เซ็นต์เหมาะสมที่สุด)