Làm thế nào để kéo dài tuổi thọ pin bằng cách sử dụng phương pháp sạc đúng?

Pin lithium-ion được coi là tốt hơn nhiều so với các loại pin hóa học khác, nhưng cũng giống như bất kỳ loại pin nào khác. Họ không thể thoát khỏi thực tế là họ không thể ở lại cả ngày để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoặc thiết bị được sử dụng nhiều. Những loại pin này sẽ cần phải sạc lại vào một lúc nào đó, điều này có thể gây khó chịu cho người dùng. Còn nếu bộ sạc bị thiếu hoặc bị hỏng thì sao? Sau đây chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn về cách sạc pin lithium-ion mà không cần bộ sạc.

Vậy nên đừng để các bạn phải đợi lâu nữa nhé! Kiểm tra danh sách các lựa chọn thay thế bạn có để sạc pin lithium-ion.

Các lựa chọn thay thế để sạc pin Lithium-Ion mà không cần bộ sạc

1. Tận dụng các thiết bị điện tử có cổng USB

2. Sạc pin Li-ion bằng bộ sạc kẹp

3. Sử dụng nhiều thiết bị sạc sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau

Đây là thiết bị giới hạn điện áp có tính năng tương tự như hệ thống axit chì. Sự khác biệt với Li-ion nằm ở điện áp trên mỗi tế bào cao hơn, dung sai điện áp chặt chẽ hơn và không có hiện tượng sạc nhỏ giọt hoặc nổi khi sạc đầy. Trong khi axit chì cung cấp một số tính linh hoạt trong việc cắt điện áp, các nhà sản xuất pin Li-ion rất nghiêm ngặt về cài đặt chính xác vì Li-ion không thể chấp nhận quá mức. Cái gọi là bộ sạc thần kỳ hứa hẹn kéo dài tuổi thọ pin và tăng thêm dung lượng bằng xung và các mánh lới quảng cáo khác không tồn tại. Li-ion là một hệ thống “sạch” và chỉ lấy những gì nó có thể hấp thụ.

Tốc độ sạc được khuyến nghị của Pin Năng lượng là từ 0,5C đến 1C; thời gian sạc đầy là khoảng 2–3 giờ. Các nhà sản xuất loại pin này khuyến nghị sạc ở nhiệt độ 0,8C trở xuống để kéo dài tuổi thọ pin; tuy nhiên, hầu hết các Pin Năng lượng đều có thể chịu mức điện tích C cao hơn mà ít bị căng thẳng hơn. Hiệu suất sạc là khoảng 99 phần trăm và tế bào vẫn mát trong quá trình sạc.

Một số gói Li-ion có thể bị tăng nhiệt độ khoảng 5°C (9°F) khi sạc đầy. Điều này có thể là do mạch bảo vệ và/hoặc điện trở trong tăng cao. Hãy ngừng sử dụng pin hoặc bộ sạc nếu nhiệt độ tăng hơn 10°C (18°F) ở tốc độ sạc vừa phải.

Việc sạc đầy xảy ra khi pin đạt đến ngưỡng điện áp và dòng điện giảm xuống còn 3% dòng điện định mức. Pin cũng được coi là đã sạc đầy nếu mức dòng điện giảm và không thể giảm thêm. Khả năng tự phóng điện tăng cao có thể là nguyên nhân gây ra tình trạng này.

Việc tăng dòng sạc không đẩy nhanh trạng thái sạc đầy nhiều. Mặc dù pin đạt đến điện áp đỉnh nhanh hơn nhưng quá trình sạc bão hòa sẽ mất nhiều thời gian hơn. Với dòng điện cao hơn, Giai đoạn 1 sẽ ngắn hơn nhưng độ bão hòa trong Giai đoạn 2 sẽ lâu hơn. Tuy nhiên, mức sạc hiện tại cao sẽ nhanh chóng làm đầy pin đến khoảng 70%.

Li-ion không cần phải được sạc đầy như trường hợp của axit chì, và điều đó cũng không được mong muốn. Trên thực tế, tốt hơn hết là bạn không nên sạc đầy vì điện áp cao sẽ gây căng thẳng cho pin. Việc chọn ngưỡng điện áp thấp hơn hoặc loại bỏ hoàn toàn mức sạc bão hòa sẽ kéo dài tuổi thọ pin nhưng điều này làm giảm thời gian chạy. Bộ sạc dành cho sản phẩm tiêu dùng đạt công suất tối đa và không thể điều chỉnh được; tuổi thọ sử dụng kéo dài được coi là ít quan trọng hơn.

Một số bộ sạc tiêu dùng chi phí thấp hơn có thể sử dụng phương pháp “sạc và chạy” đơn giản hóa để sạc pin lithium-ion trong một giờ hoặc ít hơn mà không cần sạc bão hòa Giai đoạn 2. “Sẵn sàng” xuất hiện khi pin đạt đến ngưỡng điện áp ở Giai đoạn 1. Trạng thái sạc (SoC) tại thời điểm này là khoảng 85 phần trăm, mức có thể đủ cho nhiều người dùng.

Một số bộ sạc công nghiệp nhất định đặt ngưỡng điện áp sạc thấp hơn nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ pin. Bảng 2 minh họa công suất ước tính khi được sạc ở các ngưỡng điện áp khác nhau khi có và không có điện tích bão hòa.

Khi pin được sạc lần đầu, điện áp sẽ tăng lên nhanh chóng. Hành vi này có thể được so sánh với việc nâng một vật nặng bằng dây cao su, gây ra hiện tượng giật lag. Dung lượng cuối cùng sẽ bắt kịp khi pin gần được sạc đầy (Hình 3). Đặc tính sạc này là điển hình của tất cả các loại pin. Dòng sạc càng cao thì hiệu ứng dây cao su sẽ càng lớn. Nhiệt độ lạnh hoặc sạc pin có điện trở trong cao sẽ khuếch đại hiệu ứng.

Ước tính SoC bằng cách đọc điện áp của pin sạc là không thực tế; đo điện áp mạch hở (OCV) sau khi pin đã nghỉ vài giờ là một chỉ báo tốt hơn. Giống như tất cả các loại pin, nhiệt độ ảnh hưởng đến OCV, vật liệu hoạt động của Li-ion cũng vậy. SoC của điện thoại thông minh, máy tính xách tay và các thiết bị khác được ước tính bằng cách đếm Coulomb.

Li-ion không thể hấp thụ quá mức. Khi được sạc đầy, dòng sạc phải được cắt. Việc sạc nhỏ giọt liên tục sẽ gây ra hiện tượng mạ lithium kim loại và ảnh hưởng đến độ an toàn. Để giảm thiểu căng thẳng, hãy giữ thời lượng pin lithium-ion ở mức tối đa càng ngắn càng tốt.

Sau khi ngừng sạc, điện áp pin bắt đầu giảm. Điều này làm giảm căng thẳng điện áp. Theo thời gian, điện áp mạch hở sẽ ổn định ở mức từ 3,70V đến 3,90V/cell. Lưu ý rằng pin Li-ion đã được sạc bão hòa hoàn toàn sẽ giữ điện áp ở mức cao lâu hơn so với pin chưa được sạc bão hòa.

Khi phải để pin lithium-ion trong bộ sạc để sẵn sàng hoạt động, một số bộ sạc sẽ áp dụng một lần sạc đầy ngắn hạn để bù đắp cho lượng điện năng tự xả nhỏ của pin và mức tiêu thụ mạch bảo vệ của pin. Bộ sạc có thể khởi động khi điện áp mạch hở giảm xuống 4,05V/cell và tắt lại ở mức 4,20V/cell. Các bộ sạc được thiết kế để sẵn sàng hoạt động hoặc ở chế độ chờ, thường để điện áp pin giảm xuống 4,00V/cell và chỉ sạc lại ở mức 4,05V/cell thay vì đầy đủ 4,20V/cell. Điều này làm giảm căng thẳng liên quan đến điện áp và kéo dài tuổi thọ pin.

Một số thiết bị di động được đặt trong đế sạc ở vị trí BẬT. Dòng điện chạy qua thiết bị được gọi là tải ký sinh và có thể làm biến dạng chu kỳ sạc. Các nhà sản xuất pin khuyên không nên tải ký sinh trong khi sạc vì chúng tạo ra các chu kỳ nhỏ. Điều này không phải lúc nào cũng có thể tránh được và máy tính xách tay được kết nối với nguồn điện xoay chiều chính là một trường hợp như vậy. Pin có thể được sạc đến 4,20V/cell và sau đó được thiết bị xả điện. Mức độ căng thẳng của pin cao vì các chu kỳ xảy ra ở ngưỡng điện áp cao, thường ở nhiệt độ cao.

Thiết bị di động phải được tắt trong khi sạc. Điều này cho phép pin đạt đến ngưỡng điện áp đã đặt và điểm bão hòa hiện tại mà không bị cản trở. Tải ký sinh gây nhầm lẫn cho bộ sạc bằng cách giảm điện áp pin và ngăn dòng điện ở giai đoạn bão hòa giảm đủ thấp bằng cách tạo ra dòng điện rò rỉ. Pin có thể được sạc đầy nhưng các điều kiện hiện tại sẽ khiến pin phải sạc liên tục, gây căng thẳng.

Hướng dẫn sạc đơn giản Pin dựa trên lithium

• Tắt thiết bị hoặc ngắt kết nối tải khi sạc để dòng điện giảm không bị cản trở trong quá trình bão hòa. Tải ký sinh làm nhầm lẫn bộ sạc.
• Sạc ở nhiệt độ vừa phải. Không sạc ở nhiệt độ đóng băng.
• Lithium-ion không cần phải sạc đầy; một phần phí là tốt hơn.
• Không phải tất cả các bộ sạc đều sạc đầy và pin có thể không được sạc đầy khi tín hiệu “sẵn sàng” xuất hiện; việc sạc 100 phần trăm trên đồng hồ đo nhiên liệu có thể là dối trá.
• Ngừng sử dụng bộ sạc và/hoặc pin nếu pin quá nóng.
• Sạc một ít pin cho pin đã hết trước khi cất giữ (40–50% SoC là lý tưởng).