TI заявляет, что вы можете заряжать элементы LiFePO4 с помощью зарядки постоянным током CC как обычно, но до более высокого, чем обычно, напряжения (например, 3,7 В, а не 3,6 В для LiFePO4), а затем переходить к более низкому напряжению с плавающей запятой без промежуточного CV NO. Режим.
Их микросхема bq25070 реализует этот метод, как описано в техническом описании bq25070 .
Это противоречит ВСЕМ другим советам, спецификациям IC и схемам зарядного устройства, которые я видел.
Делать это с Vcv <= 3,6 В достаточно хорошо - с или без стадии CV. Радует дополнительное напряжение и отсутствие режима CV. Смысл или утверждение из всех других источников заключается в том, что превышение нормального значения Vmax 3,6 В для LiFePO4 даже на небольшое количество может привести к его повреждению или смертельному исходу.
TI совершенно и безответственно сошел с ума, или это фантастический новый способ зарядки литий-феррофосфатных элементов?
источник
Ответы:
Пока что я отвечаю: я не знаю, но TI - это, как правило, очень солидные люди, которые склонны не делать микросхемы, идущие на темной стороне, поскольку это очень важно для меня, и у меня есть приложение, где оно есть. немедленной потенциальной актуальности это требует дальнейшего изучения.
Следующее - мой старт в путешествии - скорее описание проблемы и исследование параметров, чем правильный ответ. Я собирался опубликовать ВСЕ это как часть вопроса, но решил, что лучше ответить на него.
Позже я понял, что у меня есть некоторые напряжения LiFePO4 и LiIon, несколько смешанные в моих странствиях. Я вернусь и приведу в порядок это, НО я ожидаю, что это будет достаточно ясно для всех, кто может быть заинтересован.
У TI есть ряд зарядных ИС для LiIon с аналогичными характеристиками, распиновкой и целевым назначением. У них есть только несколько подходящих для LiFePO4.
Ни один из специальных зарядных устройств LiIon / LiPo не использует этот метод.
Они могут зависеть от матрицы Оливина в LiFePO4, которая придает ей прочность (и, как следствие, снижает плотность энергии), чтобы обеспечить достаточную защиту от излишеств этого метода.
Обычный способ зарядки литий-химическим методом состоит в том, чтобы заряжать при постоянном токе по постоянному току до тех пор, пока не будет достигнуто значение Vmax, а затем удерживать элемент при значении Vmax, в то время как ток постепенно снижается
под контролем химического состава элемента до некоторого целевого% возраста Imax. достигнуто
Претензии метода TI (при необходимости, с использованием измененных спецификаций LiIon)
Наносить ущерб?
См. «Предупреждения об аккумуляторах в университете» в конце.
«Претензия» TI представлена в «самой твердой» форме - не только на бумаге, но и в силиконе ИС управления батареей. BQ 25070, спецификация здесь: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
В паспорте от июля 2011 года говорится:
Алгоритм зарядки LiFePO4 устраняет управление режимом постоянного напряжения, обычно присутствующее в циклах зарядки литий-ионных аккумуляторов.
Вместо этого аккумулятор быстро заряжается до напряжения перезарядки, а затем ему позволяют расслабиться до более низкого порогового значения напряжения заряда.
Снятие контроля постоянного напряжения значительно сокращает время зарядки.
Во время цикла зарядки внутренний контур управления контролирует температуру перехода микросхемы и уменьшает ток зарядки, если превышен порог внутренней температуры.
Ступень мощности зарядного устройства и функции измерения тока зарядки полностью интегрированы. Функция зарядного устройства имеет высокоточные контуры регулирования тока и напряжения и индикацию состояния заряда.
Они сумасшедшие?
Эта таблица основана на таблице 2, полученной в университете Батареи по адресу http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
Это для LiIon, а не LiFePO4. Напряжения выше при обычном Vmax = 4,2 В по сравнению с 3,6 В для LiFePO4. Я надеюсь и ожидаю, что общие принципы достаточно схожи, чтобы сделать это полезным. Снизить до напряжений LiFePO4 со временем.
Столбцы с заголовком БУ находятся в оригинале. Столбцы с заголовком RMc были добавлены мной. Ряды для 4.3, 4.4, 4.5 V были добавлены мной.
Их таблица говорит, что
Если вы заряжаете при постоянном токе до достижения напряжения Vcv
Затем достигается% от полной емкости в колонке 2. (% cap в конце CC)
И затем, если вы удерживаете напряжение на Vcv до тех пор, пока Ibat не упадет примерно до 5%, если Icc (обычно 5%, если C / 1 = C / 20)
Тогда емкость в колонке 4 будет достигнута. (Крышка полностью сидела)
Они говорят, что общее время зарядки в минутах указано в колонке 3
Мои дополнения не являются чрезмерно глубокими и содержат несколько предположений, которые могут быть недействительными.
5 минут CC: я предполагаю, что в начальном режиме CC емкость возрастает линейно со временем. Это, вероятно, очень близко к истине для текущей мощности, и, поскольку на ранних стадиях Vcg является относительно постоянным, это, вероятно, также является адекватным предположением для энергетической емкости.
6 Время в CV = 3 - 5.
Хотя TI использует 3,7 В для Vovchg (в отличие от обычных 3,6 В) для их магического трюка, экстраполяция таблицы, по-видимому, предполагает, что для вызова LiIon потребуется около 4,5 В и, возможно, около 3,8 В для ячейки LiFePO4.
Однако может случиться так, что значительные вещи начинают происходить чуть выше 3,6 В / 4,2 В и что дополнительные 0,1 В - это все, что требуется для увеличения скорости на (100 -85) / 55 = 28% по сравнению со скоростью СС, которая заканчивается при 4.2V.
Для того, чтобы это было правдой, требуется 15% заряда, если Vbat поднимается на 0,1 В, это происходит примерно через 9 минут (60 - col5,4,2 В строки), поэтому скорость дельта-заряда составляет 15% / (9/60) ч = 15 % / 15% = 100% = C / 1 ставка - что это должно быть. [Это «совпадение» происходит из-за того, что 15% емкости осталось поставить, когда остается 15% одного часа.].
Я добавил метод определения сбоя TI в таблицу в строке 4.3V.
Лучшая таблица для подражания:
Battery University предупреждения и комментарии с указанной выше страницы:
Это нормально - вы «просто» теряете 15% емкости лицевой панели, примерно на 18% меньше, чем могли бы
Некоторые недорогие потребительские зарядные устройства могут использовать упрощенный метод «заряжай и работай», который заряжает литий-ионную батарею в течение одного часа или меньше, не переходя к заряду насыщения 2-го этапа. «Готово» появляется, когда батарея достигает порога напряжения на этапе 1. Поскольку состояние заряда (SoC) в этот момент составляет всего около 85 процентов, пользователь может жаловаться на короткое время работы, не зная, что виновато зарядное устройство , По этой причине заменяются многие гарантийные аккумуляторы, и это явление особенно распространено в сотовой промышленности.
Это вызывает больше беспокойства
Li-ion не может поглотить перезаряд, и при полной зарядке ток заряда должен быть отключен.
Непрерывный струйный заряд может привести к металлизации металлического лития, что может поставить под угрозу безопасность.
Чтобы минимизировать напряжение, держите литий-ионную батарею при пиковом напряжении 4,20 В / элемент как можно более короткое время.
TI bq25070 плавает батарею на 3,5 В - ниже диапазона «безопасного» - то есть настолько безопасного, что со временем немного теряет емкость.
Как только заряд прекращается, напряжение батареи начинает падать, и это ослабляет напряжение напряжения. Со временем напряжение холостого хода снизится до 3,60-3,90 В на элемент. Обратите внимание, что литий-ионная батарея, которая получила полностью насыщенный заряд, будет сохранять более высокое напряжение дольше, чем батарея, которая была быстро заряжена и разряжена на пороге напряжения без заряда насыщения.
Связанные с:
Техническое описание bq25070
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Датчик газа"
IC зарядного устройства Liqon bq25060
источник
Я обнаружил ряд связанных «точек данных». Никто не может с уверенностью сказать, что это универсально приемлемый метод зарядки с LiFePO4, но есть признаки того, что это, вероятно, с некоторыми "оговорками". Степень приемлемости будет зависеть от многих факторов, таких как степень перенапряжения, состояние заряда, скорость заряда, время удержания при перенапряжении, конструкция конкретной батареи и многое другое. Я добавлю к следующему, как я узнаю больше.
(1) A123 являются одними из ведущих производителей батарей LiFePO4. Их недавние серьезные финансовые проблемы были связаны не с неправильным пониманием технологии, а с техническими проблемами, которые привели к отзыву очень дорогих продуктов. Подобные вещи происходили на вершине Sony в производстве батарей LiIon, но у Sony есть «гораздо более глубокие карманы».
Нижеследующее относится конкретно к продуктам A123 и, вероятно, только к их подмножеству. Распространение этого метода на другие бренды осуществляется на риск пользователя:
Подразделение Enerland A123 выпустило раздаточный материал, озаглавленный «Правильная эксплуатация набора разработчика A123 Racing NanoPhosphate Developer». Это относится к элементам A123 26660 (диаметр 26 мм x длина 66,5 мм) LiFePO4 емкостью 2300 мАч.
Они используют зарядку CV CV для «нормальной зарядки» и бесплатную зарядку CV для быстрой зарядки.
Нормальная зарядка составляет от 3А (около 1,333C) до 3,6 В, удерживайте при 3,6 В до тех пор, пока I_bat не упадет до 0,05 IChg, а затем плавайте при 3,45 В.
Тем не менее, их метод быстрой зарядки:
Заряжайте на Imax до достижения Vmax.
Держите Vmax, пока не будет достигнут T_fast_charge.
Емкость 90> = 96% SOC.
И - барабанная дробь - Vmax = 4,2 В - вау.
Говорят, что время быстрой зарядки составляет 15 минут!
Обратите внимание, что это достигается только при Imax, которое значительно выше, чем у нормального Ichg.
Таким образом, чтобы выполнить это действие для данной ячейки, вам нужно определить более высокий, чем обычно, зарядный ток, более высокое, чем обычно, максимальное зарядное напряжение и ограничение по времени, в течение которого ячейка должна выдерживать максимальное напряжение.
Вышеупомянутое не идентично тому, что делает IC TI - главная общность, являющаяся выше чем обычное напряжение конечной точки. Для микросхемы bq25070 ток является стандартным зарядным током, Vmax увеличивается, а время удержания при Vmax равно нулю
Я еще не нашел никаких указаний на влияние на срок службы этого метода быстрой зарядки.
(2) Чтобы следовать ...
Бонус Goldmine:
Загрузки A123 - только что обнаружил.
Еще не исследовано.
Смотри, чтобы быть очень полезным.
источник