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Cómo utilizar una batería de iones de litio. Cómo cuidar las baterías de iones de litio

En este artículo, bajo el correcto funcionamiento de las baterías de litio- baterías de iones Entenderemos el cumplimiento de las condiciones en las que la batería de iones de litio de un dispositivo portátil puede funcionar de forma segura, durar mucho tiempo y el funcionamiento del dispositivo seguirá siendo plenamente funcional.

Pero incluso si se permitió el modo de estrés y la batería se calentó mucho, no se apresure a cargarla. Espere hasta que se enfríe y solo entonces conéctelo al cargador, entonces podrá aceptar una carga de forma normal y segura.

Durante el proceso de carga, la batería tampoco debe sobrecalentarse; si esto sucede, significa que fluye demasiada corriente a través del electrolito, y esto es perjudicial.

Los cargadores de baja calidad sufren la llamada “carga rápida”, como algunos cargadores inalámbricos inductivos. Es mejor no utilizar cargadores tan "rápidos". El caso es que es seguro. cargador debe responder a la corriente consumida por la batería durante la carga y cambiar rápidamente el voltaje suministrado, si es necesario, reducirlo, cuando sea necesario, aumentarlo.

Si el cargador es solo un transformador con un rectificador, lo más probable es que la batería se sobrecaliente debido a la sobretensión y se estropee gradualmente. No todos los cargadores rápidos son compatibles con baterías de litio.

Mayoría mejor opción- un cargador original del mismo fabricante que el dispositivo que se está cargando, idealmente el cargador incluido en el kit. Pero si no es posible utilizar un cargador original, utilice uno que proporcione una corriente más baja; esto evitará que la batería se sobrecaliente debido al suministro excesivo de energía.

Una buena alternativa al cargador original es un puerto USB de computadora. USB 2.0 proporcionará 500 mA, USB 3.0, un máximo de 900 mA. Esto es suficiente para una carga segura.

Algunos de los dispositivos "rápidos" son capaces de bombear de 3 a 4 amperios a la batería, pero esto es destructivo para las baterías de pequeña capacidad, como las baterías de los dispositivos móviles de bolsillo (ver documentación). Una pequeña corriente del USB es garantía de la seguridad de la batería de iones de litio.

Muchos dispositivos permiten extraer la batería, por lo que tener una batería de repuesto no supone ningún problema. El tiempo de funcionamiento del dispositivo se duplicará, se elimina la descarga profunda (instale una batería de respaldo con anticipación, sin esperar a que la batería principal se descargue por completo) y desaparecerá la tentación de utilizar un cargador "rápido" dañino. Una descarga del 20% de la batería principal es una señal para instalar una de respaldo.

Si la primera batería se calienta mucho por una carga intensa o por calentamiento externo (accidentalmente dejada al sol), inserta una de repuesto, y mientras la primera se enfría, seguirás usando tu dispositivo, manteniendo ambas baterías ilesas. Cuando el que se ha calentado se ha enfriado se puede recargar en el cargador original (red o coche).

Entonces, para que una batería de litio funcione durante mucho tiempo y fielmente, es necesario:

1. No permita que la batería se caliente por encima de 30°C, la mejor temperatura es 20°C.

2. Evite la sobrecarga de la batería y la sobretensión en los terminales, óptimamente 3,6 V.

3. Evite una descarga profunda de la batería; deje que el límite sea el 20%.

4. Evite cargas de alta corriente durante la carga y descarga (ver documentación), use USB.

5. Tener una batería de respaldo.

Las baterías de iones de litio no son tan delicadas como sus contrapartes de hidruro metálico de níquel, pero aun así requieren cierto cuidado. apegarse a cinco reglas simples , no sólo puedes extender ciclo vital baterías de iones de litio, pero también aumentan el tiempo de funcionamiento de los dispositivos móviles sin recargar.

No permita la descarga completa. Las baterías de iones de litio no tienen el llamado efecto memoria, por lo que pueden y, además, deben cargarse sin esperar a que se descarguen a cero. Muchos fabricantes calculan la vida útil de una batería de iones de litio por el número de ciclos de descarga completos (hasta 0%). Para baterías de calidad esto 400-600 ciclos. Para prolongar la vida útil de su batería de iones de litio, cargue su teléfono con más frecuencia. De manera óptima, tan pronto como la carga de la batería caiga por debajo del 10-20 por ciento, puede cargar el teléfono. Esto aumentará el número de ciclos de descarga para 1000-1100 .
Los expertos describen este proceso con un indicador como Profundidad de descarga. Si su teléfono está descargado al 20%, entonces la profundidad de descarga es del 80%. La siguiente tabla muestra la dependencia del número de ciclos de descarga de una batería de iones de litio de la profundidad de descarga:

Alta una vez cada 3 meses. Cargar completamente durante mucho tiempo es tan perjudicial para las baterías de iones de litio como descargarlas constantemente a cero.
Debido al proceso de carga extremadamente inestable (a menudo cargamos el teléfono según sea necesario y, siempre que sea posible, desde USB, desde un enchufe, desde una batería externa, etc.), los expertos recomiendan descargar completamente la batería una vez cada 3 meses y luego cargarla. al 100% y manteniéndolo en carga de 8 a 12 horas. Esto ayuda a restablecer los llamados indicadores de batería alta y baja. Puedes leer más sobre esto.

Tienda parcialmente cargada. La condición óptima para el almacenamiento a largo plazo de una batería de iones de litio es entre un 30 y un 50 por ciento de carga a 15°C. Si deja la batería completamente cargada, su capacidad disminuirá significativamente con el tiempo. Pero la batería, que ha estado acumulando polvo en un estante durante mucho tiempo, descargada a cero, probablemente ya no esté viva; es hora de enviarla a reciclar.
La siguiente tabla muestra cuánta capacidad queda en una batería de iones de litio según la temperatura de almacenamiento y el nivel de carga cuando se almacena durante 1 año.

Utilice el cargador original. Pocas personas saben que en la mayoría de los casos el cargador está integrado directamente en los dispositivos móviles, y el adaptador de red externo solo baja el voltaje y rectifica la corriente de la red eléctrica doméstica, es decir, no afecta directamente a la batería. Algunos dispositivos, como las cámaras digitales, no tienen un cargador incorporado y, por lo tanto, sus baterías de iones de litio se insertan en un "cargador" externo. Aquí es donde utilizar un cargador externo de dudosa calidad en lugar del original puede afectar negativamente al rendimiento de la batería.

Evite el sobrecalentamiento. Bueno, el peor enemigo de las baterías de iones de litio es la alta temperatura: no toleran en absoluto el sobrecalentamiento. Por lo tanto, no permita dispositivos móviles luz solar directa y no los deje cerca de fuentes de calor como calentadores eléctricos. Temperaturas máximas permitidas a las que se pueden utilizar baterías de iones de litio: de –40°C a +50°C

Además, puedes mirar


Rangos de temperatura permitidos para cargar y descargar baterías de iones de litio

Funciones de prueba

Las pruebas de número de ciclos se realizaron con una corriente de descarga de 1C para cada batería, se realizaron ciclos de descarga/carga hasta alcanzar el 80% de la capacidad. Este número se eligió en función del momento de la prueba y para una posible comparación de resultados más adelante. El número de ciclos equivalentes completos es de hasta 7500 en algunas pruebas.
Se llevaron a cabo pruebas de vida útil a varios niveles de carga y temperaturas, se tomaron mediciones de voltaje cada 40 a 50 días para monitorear la descarga y la duración de la prueba fue de 400 a 500 días.

La principal dificultad de los experimentos es la discrepancia entre la capacidad declarada y la real. Todas las baterías tienen una capacidad superior a la indicada, que oscila entre el 0,1% y el 5%, lo que introduce un elemento adicional de imprevisibilidad.

Las baterías NCA y NMC fueron las más utilizadas, pero también se probaron baterías de litio, cobalto y fosfato de litio.

Algunos términos:
DoD - Profundidad de descarga - profundidad de descarga.
SoC - Estado de carga - nivel de carga.

Usando baterías

Número de ciclos
Por el momento, existe la teoría de que la dependencia del número de ciclos que la batería puede soportar del grado de descarga de la batería en el ciclo tiene la siguiente forma (el azul indica ciclos de descarga, el negro indica ciclos completos equivalentes):

Esta curva se llama curva de Wöhler. La idea principal surgió de los mecánicos sobre la dependencia del número de estiramientos de un resorte del grado de estiramiento. El valor inicial de 3000 ciclos con una descarga del 100 % de la batería es un promedio ponderado con una descarga de 0,1 °C. Algunas baterías muestran mejores resultados, otras peores. A una corriente de 1C, el número de ciclos completos con una descarga del 100% cae de 3000 a 1000-1500, según el fabricante.

En general, esta relación, presentada en los gráficos, fue confirmada por los resultados de los experimentos, porque Es recomendable cargar la batería siempre que sea posible..

Cálculo de superposición de ciclos.
Al utilizar baterías, es posible operar con dos ciclos simultáneamente (por ejemplo, frenado regenerativo en un automóvil):


Esto da como resultado el siguiente ciclo combinado:


Surge la pregunta: ¿cómo afecta esto al funcionamiento de la batería? ¿Se reduce significativamente la duración de la batería?

Según los resultados de los experimentos, el ciclo combinado mostró resultados similares a la suma de ciclos completos equivalentes de dos ciclos independientes. Aquellos. La capacidad relativa de la batería en el ciclo combinado cayó según la suma de las descargas en los ciclos pequeño y grande (el gráfico linealizado se presenta a continuación).


El efecto de los grandes ciclos de descarga es más significativo, lo que significa que es mejor cargar la batería en cada oportunidad.

efecto memoria
Según los resultados experimentales, no se observó el efecto memoria de las baterías de iones de litio. En varios modos, su capacidad total no cambió posteriormente. Al mismo tiempo, existen una serie de estudios que confirman la presencia de este efecto en las baterías de fosfato de litio y titanio de litio.

Almacenamiento de batería

Temperaturas de almacenamiento
Aquí no se hicieron descubrimientos inusuales. Temperaturas 20-25°C son óptimos (en vida ordinaria) para almacenamiento de batería, si no se utiliza. Cuando se almacena una batería a una temperatura de 50°C, la degradación de la capacidad se produce casi 6 veces más rápido.
Naturalmente, las temperaturas más bajas son mejores para el almacenamiento, pero en la vida cotidiana esto significa una refrigeración especial. Dado que la temperatura del aire en el apartamento suele ser de 20-25°C, lo más probable es que el almacenamiento se realice a esta temperatura.
Nivel de carga
Como han demostrado las pruebas, cuanto menor es la carga, más lenta es la autodescarga de la batería. Se midió la capacidad de la batería, cuál sería durante su uso posterior después de un almacenamiento prolongado. Los mejores resultados los obtuvieron las baterías que se almacenaron con una carga cercana a cero.
Generalmente buenos resultados mostró baterías que fueron almacenadas con no más del 60% del nivel de carga al inicio del almacenamiento. Los números difieren de los siguientes para una carga del 100% para peor (es decir, la batería quedará inutilizable antes de lo indicado en la figura):

Figura extraída del artículo 5 consejos prácticos para utilizar baterías de iones de litio
Al mismo tiempo, las cifras para cargas pequeñas son más optimistas (94% después de un año a 40°C para almacenamiento con 40% de SOC).
Dado que una carga del 10% no es práctica, ya que el tiempo de funcionamiento a este nivel es muy corto, Es óptimo almacenar baterías a SOC 60%., lo que le permitirá utilizarlo en cualquier momento y no afectará críticamente su vida útil.

Principales problemas de los resultados experimentales.

Nadie ha realizado pruebas que puedan considerarse 100% fiables. La muestra, por regla general, no supera un par de miles de baterías entre millones producidas. La mayoría de los investigadores no pueden proporcionar información confiable. análisis comparativos por motivos de muestreo insuficiente. Además, los resultados de estos experimentos suelen ser información confidencial. Por lo que estas recomendaciones no necesariamente se aplican a tu batería, pero pueden considerarse óptimas.

Resultados de los experimentos.

Frecuencia de carga óptima, en cada oportunidad.
Las condiciones óptimas de almacenamiento son entre 20 y 25 °C con una carga de batería del 60 %.

Fuentes

1. Curso “Sistemas de almacenamiento en baterías”, RWTH Aachen, Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer

Los teléfonos móviles, portátiles y tabletas modernos utilizan baterías de iones de litio. Poco a poco sustituyeron las pilas alcalinas del mercado de la electrónica portátil. Anteriormente, todos estos dispositivos utilizaban baterías de níquel-cadmio y níquel-hidruro metálico. Pero sus días se acabaron, ya que las baterías de Li─Ion mejores caracteristicas. Es cierto que no pueden reemplazar a los alcalinos en todos los aspectos. Por ejemplo, las corrientes que pueden producir las baterías de níquel-cadmio son inalcanzables para ellos. Esto no es crítico para alimentar teléfonos inteligentes y tabletas. Sin embargo, en el campo de las herramientas eléctricas portátiles que consumen mucha corriente, las pilas alcalinas siguen siendo el camino a seguir. Sin embargo, continúa el trabajo para desarrollar baterías con altas corrientes de descarga sin cadmio. Hoy hablaremos de las baterías de iones de litio, su diseño, funcionamiento y perspectivas de desarrollo.

Las primeras celdas de batería con ánodo de litio se lanzaron en los años setenta del siglo pasado. Tenían una alta intensidad energética específica, lo que inmediatamente los hizo populares. Los expertos llevan mucho tiempo intentando desarrollar una fuente basada en un metal alcalino que tenga una alta actividad. Gracias a ello se consiguió el alto voltaje de este tipo de baterías y la densidad energética. Al mismo tiempo, el desarrollo del diseño de dichos elementos se completó con bastante rapidez, pero su uso práctico causó dificultades.


Sólo se abordaron en los años 90 del siglo pasado.

A lo largo de estos 20 años, los investigadores han llegado a la conclusión de que el principal problema es el electrodo de litio. Este metal es muy activo y durante el funcionamiento se produjeron una serie de procesos que finalmente condujeron a la ignición. Esto pasó a denominarse ventilación generadora de llamas. Debido a esto, a principios de los años 90, los fabricantes se vieron obligados a retirar del mercado baterías producidas para teléfonos móviles.

Esto sucedió después de una serie de accidentes. En el momento de la conversación, la corriente consumida de la batería alcanzó su máximo y se inició la ventilación con emisión de llamas. Como resultado, ha habido muchos casos de usuarios que han sufrido quemaduras faciales. Por lo tanto, los científicos tuvieron que perfeccionar el diseño de las baterías de iones de litio. El litio metálico es extremadamente inestable, especialmente durante la carga y descarga. Por lo tanto, los investigadores comenzaron a crear batería

tipo litio sin utilizar litio. Se empezaron a utilizar iones de este metal alcalino. De ahí viene su nombre.

Las baterías de iones de litio tienen una densidad de energía menor que las . Pero son seguros si se cumplen las normas de carga y descarga.

Un gran avance en la introducción de baterías de iones de litio en la electrónica de consumo fue el desarrollo de baterías cuyo electrodo negativo estaba hecho de material de carbono.

La red cristalina de carbono era muy adecuada como matriz para la intercalación de iones de litio. Para aumentar el voltaje de la batería, el electrodo positivo estaba hecho de óxido de cobalto. El potencial del óxido de cobalto ligero es de aproximadamente 4 voltios.

El voltaje de funcionamiento de la mayoría de las baterías de iones de litio es de 3 voltios o más. Durante el proceso de descarga en el electrodo negativo, el litio se desintercala del carbono y se intercala en óxido de cobalto del electrodo positivo. Durante el proceso de carga, los procesos ocurren a la inversa. Resulta que no hay litio metálico en el sistema, pero sus iones funcionan moviéndose de un electrodo a otro, creando una corriente eléctrica.

Reacciones en el electrodo negativo.

Todos los modelos comerciales modernos de baterías de iones de litio tienen un electrodo negativo hecho de un material que contiene carbono. El complejo proceso de intercalación de litio en carbono depende en gran medida de la naturaleza de este material, así como de la sustancia del electrolito. La matriz de carbono del ánodo tiene una estructura en capas. La estructura puede ser ordenada (grafito natural o sintético) o parcialmente ordenada (coque, hollín, etc.).

Durante la intercalación, los iones de litio separan las capas de carbono, insertándose entre ellas. Se obtienen varios intercalados. Durante la intercalación y desintercalación, el volumen específico de la matriz de carbono cambia de manera insignificante. Además del material de carbono, en el electrodo negativo se pueden utilizar plata, estaño y sus aleaciones. También se están intentando utilizar materiales compuestos con silicio, sulfuros de estaño, compuestos de cobalto, etc.

Reacciones en el electrodo positivo. En las celdas primarias de litio (baterías), la mayoría diferentes materiales

. Esto no se puede hacer con baterías y la elección del material es limitada. Por lo tanto, el electrodo positivo de una batería de Li─Ion está hecho de níquel litiado u óxido de cobalto. También se pueden utilizar espinelas de litio y manganeso. Actualmente se están realizando investigaciones sobre materiales mixtos de fosfato u óxido mixto para el cátodo. Como han demostrado los expertos, estos materiales mejoran caracteristicas electricas

Las reacciones que ocurren en una batería de iones de litio durante la carga se pueden describir mediante las siguientes ecuaciones:

electrodo positivo

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

electrodo negativo

С + xLi + + xe — → CLIx

Durante el proceso de descarga, las reacciones van en dirección opuesta.

La siguiente figura muestra esquemáticamente los procesos que ocurren en una batería de iones de litio durante la carga y descarga.


Diseño de batería de iones de litio

Según su diseño, las baterías de Li─Ion se fabrican en diseños cilíndricos y prismáticos. El diseño cilíndrico representa un rollo de electrodos con material separador para separar los electrodos. Este rollo se coloca en una carcasa de aluminio o acero. A él se conecta el electrodo negativo.

El contacto positivo sale en forma de placa de contacto en el extremo de la batería.

Las baterías de iones de litio con diseño prismático se fabrican apilando placas rectangulares una encima de otra. Estas baterías permiten hacer que el embalaje sea más denso. La dificultad radica en mantener la fuerza de compresión sobre los electrodos. Hay baterías prismáticas con un conjunto de electrodos en rollo retorcidos en espiral.

El diseño de cualquier batería de iones de litio incluye medidas para garantizar su funcionamiento seguro. Esto se refiere principalmente a la prevención del calentamiento y la ignición. Se instala un mecanismo debajo de la tapa de la batería que aumenta la resistencia de la batería a medida que aumenta el coeficiente de temperatura. Cuando la presión dentro de la batería aumenta por encima del límite permitido, el mecanismo rompe el terminal positivo y el cátodo.

Además, para aumentar la seguridad de funcionamiento, las baterías de Li-Ion deben utilizar una placa electrónica. Su finalidad es controlar los procesos de carga y descarga, para evitar sobrecalentamientos y cortocircuitos.

Actualmente se están produciendo muchas baterías prismáticas de iones de litio. Encuentran aplicación en teléfonos inteligentes y tabletas. El diseño de las baterías prismáticas muchas veces puede diferir entre distintos fabricantes, ya que no tienen una unificación única. Los electrodos de polaridad opuesta están separados por un separador. Para su elaboración se utiliza polipropileno poroso.

El diseño de las baterías de Li-Ion y otros tipos de baterías de litio siempre está sellado. Este es un requisito obligatorio, ya que no se permiten fugas de electrolito. Si gotea, la electrónica se dañará. Además, el diseño sellado evita que entre agua y oxígeno en la batería. Si entran, destruirán la batería como resultado de una reacción con el electrolito y los electrodos. Producción de componentes para baterías de litio

y su montaje se realiza en cajas secas especiales en atmósfera de argón. En este caso se utilizan técnicas complejas de soldadura, sellado, etc.

En cuanto a la cantidad de masa activa de una batería de iones de litio, los fabricantes siempre buscan un compromiso. Necesitan alcanzar la máxima capacidad y garantizar un funcionamiento seguro. Se toma como base la siguiente relación:

A o / A p = 1,1, donde

A o – masa activa del electrodo negativo;

Y n es la masa activa del electrodo positivo.

Este equilibrio evita la formación de litio (metal puro) y previene incendios.

Parámetros de las baterías de iones de litio.



Las baterías de iones de litio producidas hoy en día tienen una capacidad de energía específica y un voltaje de funcionamiento elevados. Este último se sitúa en la mayoría de los casos entre 3,5 y 3,7 voltios. La intensidad energética oscila entre 100 y 180 vatios-hora por kilogramo o entre 250 y 400 por litro. Hace algún tiempo, los fabricantes no podían producir baterías con una capacidad superior a varios amperios-hora. Ahora se han eliminado los problemas que obstaculizan el desarrollo en esta dirección. Así, comenzaron a encontrarse a la venta baterías de litio con una capacidad de varios cientos de amperios-hora. La corriente de descarga de las baterías Li─Ion modernas oscila entre 2C y 20C. Operan en el rango de temperatura

ambiente

de -20 a +60 grados centígrados. Hay modelos que funcionan a -40 grados Celsius. Pero vale la pena decir de inmediato que las series de baterías especiales funcionan a temperaturas bajo cero. Las baterías de iones de litio convencionales para teléfonos móviles dejan de funcionar a temperaturas bajo cero.

La autodescarga de este tipo de baterías es del 4-6 por ciento durante el primer mes. Luego disminuye y asciende a un porcentaje anual. Esto es significativamente menor que el de las baterías de níquel-cadmio y níquel-hidruro metálico. La vida útil es de aproximadamente 400 a 500 ciclos de carga y descarga.

Ahora hablemos de las características operativas de las baterías de iones de litio.

Funcionamiento de baterías de iones de litio. Carga de baterías Li─Ion con un valor de 0,2─1C hasta que el voltaje alcance 4,1─4,2 voltios. Y luego la carga se realiza a voltaje constante. La primera etapa dura aproximadamente una hora y la segunda unas dos. Para cargar la batería más rápido, se utiliza el modo de pulso. Inicialmente se produjeron baterías de iones de litio con grafito y se les fijó un límite de voltaje de 4,1 voltios por celda. El hecho es que a un voltaje más alto en el elemento comenzaron reacciones secundarias que acortaron la vida útil de estas baterías.

Poco a poco, estas desventajas se eliminaron dopando el grafito con diversos aditivos. Las modernas pilas de iones de litio cargan hasta 4,2 voltios sin problemas. El error es de 0,05 voltios por elemento. Existen grupos de baterías de Li─Ion para los sectores militar e industrial, donde se requiere una mayor confiabilidad y una larga vida útil. Para este tipo de baterías, el voltaje máximo por celda es de 3,90 voltios. Tienen una densidad de energía ligeramente menor, pero una mayor vida útil.

Si carga una batería de iones de litio con una corriente de 1C, el tiempo para ganar capacidad por completo será de 2 a 3 horas. La batería se considera completamente cargada cuando el voltaje aumenta al máximo y la corriente disminuye al 3 por ciento del valor al inicio del proceso de carga. Esto se puede ver en el siguiente gráfico.

El siguiente gráfico muestra las etapas de carga de una batería de Li─Ion.



El proceso de carga consta de los siguientes pasos:

  • Etapa 1. En esta etapa, la corriente de carga máxima fluye a través de la batería. Continúa hasta que se alcanza el voltaje umbral;
  • Etapa 2. A un voltaje constante en la batería, la corriente de carga disminuye gradualmente. Esta etapa se detiene cuando la corriente disminuye al 3 por ciento del valor inicial;
  • Etapa 3. Si la batería está almacenada, en esta etapa se realiza una carga periódica para compensar la autodescarga. Esto se hace aproximadamente cada 500 horas.
    Se sabe por la práctica que aumentar la corriente de carga no reduce el tiempo de carga de la batería. A medida que aumenta la corriente, el voltaje aumenta más rápido hasta el valor umbral. Pero la segunda etapa de carga dura más. Algunos cargadores (cargadores) pueden cargar una batería de Li─Ion en una hora. En estos cargadores no existe una segunda etapa, pero en realidad la batería en este punto está cargada aproximadamente en un 70 por ciento.

En cuanto a la carga por chorro, no es aplicable a las baterías de iones de litio. Esto se explica por el hecho de que este tipo de batería no puede absorber el exceso de energía durante la recarga. La carga por chorro puede provocar la transición de algunos iones de litio al estado metálico (valencia 0).

Y una carga corta compensa bien la autodescarga y la pérdida de energía eléctrica. La carga en la tercera etapa se puede realizar cada 500 horas. Como regla general, se realiza cuando el voltaje de la batería desciende a 4,05 voltios en un elemento. La carga se realiza hasta que el voltaje sube a 4,2 voltios.

Cabe destacar la escasa resistencia de las baterías de iones de litio a la sobrecarga. Como resultado del suministro de un exceso de carga a la matriz de carbono (electrodo negativo), puede comenzar la deposición de litio metálico. Tiene una actividad química muy alta e interactúa con el electrolito. Como resultado, comienza la liberación de oxígeno en el cátodo, lo que amenaza con un aumento de presión en la carcasa y una despresurización.

Por lo tanto, si carga un elemento de Li─Ion sin pasar por el controlador, no permita que el voltaje de carga aumente más de lo que recomienda el fabricante de la batería. Si recarga constantemente la batería, su vida útil se acortará. Los fabricantes prestan mucha atención a la seguridad de las baterías de iones de litio. La carga se detiene cuando el voltaje aumenta por encima del nivel permitido. También se instala un mecanismo para apagar la carga cuando la temperatura de la batería supera los 90 grados Celsius. Alguno modelos modernos

Las baterías tienen un interruptor de tipo mecánico en su diseño. Se activa cuando aumenta la presión dentro de la carcasa de la batería. El mecanismo de control de voltaje de la placa electrónica desconecta la lata del mundo exterior en función del voltaje mínimo y máximo.

Hay baterías de iones de litio sin protección. Estos son modelos que contienen manganeso. Cuando se recarga, este elemento ayuda a inhibir la metalización del litio y la liberación de oxígeno. Por lo tanto, ya no se necesita protección en este tipo de baterías.

Características de almacenamiento y descarga de baterías de iones de litio.

Por ejemplo, el voltaje durante la descarga cambia según el grado de carga, la corriente, la temperatura ambiente, etc. La vida útil de la batería está influenciada por las corrientes y los modos del ciclo de descarga-carga y la temperatura. Una de las principales desventajas de las baterías de iones de litio es su sensibilidad al modo de carga-descarga, por lo que contienen una gran cantidad de diferentes tipos protección

Los siguientes gráficos muestran las características de descarga de las baterías de iones de litio. Examinan la dependencia del voltaje de la corriente de descarga y la temperatura ambiente.



Como puede ver, a medida que aumenta la corriente de descarga, la caída de capacidad es insignificante. Pero al mismo tiempo la tensión de funcionamiento disminuye notablemente. Una imagen similar se observa a temperaturas inferiores a 10 grados centígrados. También cabe destacar la caída inicial del voltaje de la batería.

La duración de la batería se indica en el número de ciclos de carga y descarga. En la mayoría de los casos, el número de ciclos es 1000. Sin embargo, este indicador no significa que la batería se pueda cargar solo 1000 veces, ya que el ciclo de carga-descarga y el proceso de recarga de la batería no son lo mismo. Por ejemplo, si carga un teléfono inteligente u otro dispositivo hasta la mitad, esto significará dos procesos de carga y un ciclo de carga y descarga.

Cómo aumentar la vida útil de las baterías de iones de litio

No merece la pena comprar baterías de iones de litio para uso o de reserva, ya que si la batería no se utiliza durante mucho tiempo, su vida útil se reduce. Para prolongar la vida útil, es necesario crear condiciones de almacenamiento. Las baterías deben almacenarse a 5 grados centígrados con un nivel de carga del 40% y recargarse de vez en cuando.

Cómo configurar correctamente el nivel de visualización de carga de la batería

Una historia muy común es que la capacidad y la vida útil de las baterías nuevas pueden aumentar después de varios ciclos completos de carga y descarga. Esta afirmación no es del todo cierta. En este caso, la precisión de la visualización del nivel de carga de la batería aumenta, ya que después de dicho entrenamiento, el dispositivo digital y la batería parecen "rechinar" entre sí.

La calibración se realiza de la siguiente manera:

Es necesario cargar completamente la batería del dispositivo digital, luego descargarla casi por completo y volver a cargarla. En este caso, la batería no debe descargarse demasiado. Se recomienda realizar la calibración una vez al mes.

Qué tipos de baterías deben descargarse completamente y cuáles no.

Las baterías de níquel-cadmio sufren el llamado efecto memoria, por el cual la batería pierde rápidamente capacidad si no se descarga por completo.

Las baterías de iones de litio funcionan según el principio opuesto: su descarga profunda conduce, en el mejor de los casos, a una pérdida parcial de capacidad y, en el peor, a una inutilización total.

Pérdida de algo de energía de las baterías cargadas.

El indicador de batería que se muestra en una cámara digital, tableta u otro dispositivo digital cae rápidamente al 90% después de que las baterías están completamente cargadas. No es la batería la culpable de esto, sino el circuito de control del nivel de carga. Una batería de iones de litio completamente cargada es bastante vulnerable. La vida útil puede reducirse significativamente si una batería completamente contaminada continúa recibiendo energía. Por lo tanto, los circuitos de control de carga de los dispositivos modernos reducen el nivel en varios porcentajes una vez cargada la batería. Para que los propietarios de dispositivos estén seguros de que su dispositivo está completamente listo para usar, después de desconectarlo del cargador, el sistema de control muestra el nivel del 100% y solo unos minutos después muestra el nivel real, que es aproximadamente del 90 al 95%.

Método de carga de golpe

Incluso una batería de iones de litio completamente cargada se puede recargar entre un 10 y un 15 % utilizando el método de carga por impacto (traducción literal: aumentar la carga).

Encienda su teléfono inteligente, tableta u otro dispositivo que utilice baterías de iones de litio como batería y cárguelo por completo. Luego apague el cargador y vuelva a encenderlo inmediatamente. Si repite el procedimiento anterior varias veces, puede lograr un aumento en la carga de la batería. No se debe abusar de este método, ya que puede dañar las celdas de la batería.

 


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