Κύριοι τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου

Σύμφωνα με τα διαφορετικά υλικά ηλεκτρολυτών που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χωρίζονται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου υγρού (LIB), μπαταρίες ιόντων λιθίου συμπυκνωμένου και πολυμερείς μπαταρίες ιόντων λιθίου (PLB).
Υγρές μπαταρίες ιόντων λιθίου
Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μπαταρίες σε σύγχρονα ψηφιακά προϊόντα όπως κινητά τηλέφωνα και φορητοί υπολογιστές. Επομένως, υπάρχουν προστατευτικά εξαρτήματα ή κυκλώματα στην μπαταρία για την αποφυγή ακριβών ζημιών της μπαταρίας. Οι απαιτήσεις φόρτισης για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πολύ υψηλές και για να διασφαλιστεί ότι η ακρίβεια της τάσης τερματισμού είναι εντός ± 1 τοις εκατό, μεγάλοι κατασκευαστές συσκευών ημιαγωγών έχουν αναπτύξει διάφορα IC φόρτισης μπαταριών ιόντων λιθίου για να εξασφαλίσουν ασφαλή, αξιόπιστη και γρήγορη φόρτιση.
Τα κύρια κινητά τηλέφωνα είναι εξοπλισμένα με μπαταρίες ιόντων λιθίου. Η σωστή χρήση των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ζωτικής σημασίας για την παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Μπορεί να κατασκευαστεί σε επίπεδο ορθογώνιο, κυλινδρικό, ορθογώνιο και σε σχήμα κουμπιού σύμφωνα με τις απαιτήσεις διαφορετικών ηλεκτρονικών προϊόντων και έχει μια μπαταρία που αποτελείται από πολλές μπαταρίες συνδεδεμένες σε σειρά και παράλληλα. Η ονομαστική τάση των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι γενικά 3,7 V λόγω αλλαγών στα υλικά και 3,2 V για θετικά ηλεκτρόδια φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Η τάση φόρτισης τερματισμού όταν είναι πλήρως φορτισμένη είναι γενικά 4,2 V και 3,65 V για το φωσφορικό σίδηρο λιθίου. Η τάση εκφόρτισης τερματισμού των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι 2,75 V~3.{15}}V (το εργοστάσιο της μπαταρίας παρέχει ένα εύρος τάσης λειτουργίας ή τάση εκφόρτισης τερματισμού, με ελαφρώς διαφορετικές παραμέτρους, γενικά 3.{17}}V, και 2,5 V για σιδηροφωσφορικό). Η συνεχιζόμενη εκφόρτιση κάτω από 2,5 V (2.0V φωσφορικό σίδηρο λιθίου) ονομάζεται υπερφόρτιση, η οποία μπορεί να βλάψει την μπαταρία.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου με οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου ως υλικό θετικού ηλεκτροδίου δεν είναι κατάλληλες για εκφόρτιση υψηλού ρεύματος. Η υπερβολική εκφόρτιση ρεύματος μπορεί να μειώσει το χρόνο εκφόρτισης (με αποτέλεσμα υψηλή εσωτερική θερμοκρασία και απώλεια ενέργειας) και μπορεί να προκαλέσει κίνδυνο. Αλλά το υλικό καθόδου φωσφορικού σιδήρου λιθίου, οι μπαταρίες λιθίου μπορούν να φορτιστούν και να αποφορτιστούν με υψηλό ρεύμα 20C ή ακόμα μεγαλύτερο (C είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, όπως C=800mAh, ο ρυθμός φόρτισης 1C είναι ο ρεύμα φόρτισης 800mA), το οποίο είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για ηλεκτρικά οχήματα. Επομένως, το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης που παρέχεται από το εργοστάσιο παραγωγής μπαταριών θα πρέπει να είναι μικρότερο από το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης κατά τη χρήση. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν ορισμένες απαιτήσεις θερμοκρασίας και το εργοστάσιο παρέχει εύρος θερμοκρασίας φόρτισης, εύρος θερμοκρασίας εκφόρτισης και εύρος θερμοκρασίας αποθήκευσης. Η φόρτιση με υπερβολική τάση μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Το ρεύμα φόρτισης των μπαταριών ιόντων λιθίου πρέπει να βασίζεται στις συστάσεις του κατασκευαστή των μπαταριών και να απαιτεί περιορισμένο κύκλωμα ρεύματος για την αποφυγή υπερέντασης (υπερθέρμανση). Η συχνότητα φόρτισης που χρησιμοποιείται συνήθως είναι 0,25 C-1C. Κατά τη φόρτιση με υψηλό ρεύμα, είναι συχνά απαραίτητο να ανιχνεύεται η θερμοκρασία της μπαταρίας για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση, η ζημιά στην μπαταρία ή η έκρηξη.
Η φόρτιση των μπαταριών ιόντων λιθίου χωρίζεται σε δύο στάδια: φόρτιση σταθερού ρεύματος πρώτα και αλλαγή σε φόρτιση σταθερής τάσης όταν πλησιάζει η τάση τερματισμού. Για παράδειγμα, μια μπαταρία χωρητικότητας 800 mAh έχει τάση τερματισμού φόρτισης 4,2 V. Η μπαταρία φορτίζεται με σταθερό ρεύμα 800mA (ρυθμός φόρτισης 1C). Στην αρχή, η τάση της μπαταρίας αυξάνεται με μεγάλη κλίση. Όταν η τάση της μπαταρίας πλησιάζει τα 4,2 V, αλλάζει σε φόρτιση σταθερής τάσης 4,2 V και το ρεύμα μειώνεται σταδιακά με μικρή αλλαγή τάσης