Finora, la mia risposta è che non lo so, ma di solito sono persone molto solide che tendono a non andare in giro a creare circuiti integrati che camminano sul lato oscuro - poiché questo è di significativa applicabilità per me e ho un'applicazione dove si trova di potenziale rilevanza immediata ciò richiede ulteriori approfondimenti.
Quello che segue è il mio inizio nel viaggio: più una descrizione del problema e un'indagine sui parametri che una risposta adeguata. Avrei pubblicato TUTTO questo come parte della domanda, ma ho deciso che apparteneva meglio a una risposta.
In seguito mi sono reso conto che avevo avuto delle tensioni LiFePO4 e LiIon un po 'mescolate nei miei vagabondaggi. Tornerò e riordinerò questo MA mi aspetto che sia abbastanza chiaro per chiunque sia suscettibile di essere interessato.
Riepilogo: sostengo che è possibile caricare le celle LiFePO4 caricando CC a una tensione superiore al normale (ad esempio 3,7 V anziché i soliti 3,6 V per LiFePO4) e quindi passare a una tensione a galleggiante inferiore senza modalità CV intermedia. Sembra logico che questo potrebbe applicarsi a LiIon pure ma TI offrono nessun circuiti integrati per LiIon che il lavoro in questo modo.
Questo va contro TUTTI gli altri consigli, specifiche IC e circuiti caricabatterie che ho visto.
Farlo con Vcv <= 3,6 V va abbastanza bene - con o senza uno stadio CV. È la tensione extra e nessuna modalità CV che è radicale. L'implicazione o l'affermazione di tutte le altre fonti è che il superamento del normale Vmax di 4,2 V per LiIon o 3,6 V per LiFePO4 anche di una piccola quantità può essere dannoso o fatale.
Ho un certo numero di IC caricabatterie per LiIon con specifiche simili, piedinature e usi target. Ne hanno solo alcuni che sono adatti per LiFePO4.
NESSUNO dei caricabatterie specifici LiIon / LiPo utilizza questo metodo.
Possono dipendere dalla matrice di olivina in LiFePO4 che le conferisce la sua robustezza (e riduce accidentalmente la densità di energia), per fornire una protezione sufficiente contro gli eccessi di questo metodo.
Il solito metodo di carica della chimica al litio è caricare a CC (corrente costante) fino a quando non viene raggiunto Vmax e quindi mantenere la cella a Vmax mentre la corrente si abbassa in modo non li
sotto il controllo di chimica delle cellule fino all'età target di Imax è raggiunto.
Il metodo TI afferma (usando le specifiche LiIon modificate dove necessario)
- Carica del 100% a 1 ora
- rispetto all'85% a 3,6 V
- un aumento del 15% della capacità totale della batteria
- o circa il 18% in più di capacità rispetto a 3,6 V (100/85% = ~ 1,18)
Danno?
- Produce il 100% in un'ora?
- Danneggia la batteria.
Vedi "Avvertenze sull'università delle batterie" alla fine.
La "pretesa" di TI è nella forma "più difficile" possibile - non solo sulla carta ma nel silicio di un circuito integrato di controllo della batteria. BQ 25070, scheda tecnica qui: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
Dice nella sua scheda tecnica, datata luglio 2011:
L'algoritmo di ricarica LiFePO4 rimuove il controllo della modalità di tensione costante normalmente presente nei cicli di ricarica della batteria agli ioni di litio.
Invece, la batteria viene caricata rapidamente alla tensione di sovraccarico e quindi lasciata andare a una soglia di tensione di carica del galleggiante inferiore.
La rimozione del controllo di tensione costante riduce significativamente i tempi di ricarica.
Durante il ciclo di carica, un circuito di controllo interno monitora la temperatura di giunzione IC e riduce la corrente di carica se viene superata una soglia di temperatura interna.
Lo stadio di carica del caricabatterie e le funzioni di rilevamento della corrente di carica sono completamente integrati. La funzione caricabatterie ha circuiti di regolazione di corrente e tensione ad alta precisione e display dello stato di carica.
Sono pazzi?
Questa tabella si basa sulla tabella 2 della Battery University all'indirizzo http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
Questo è per LiIon e non LiFePO4. Le tensioni sono più elevate con Vmax usuale = 4,2 V rispetto a 3,6 V per LiFePO4. Spero e mi aspetto che i principi generali siano abbastanza simili da renderlo utile. Ridimensionamento a tensioni LiFePO4 a tempo debito.
Le colonne intestate BU sono nell'originale. Le colonne intitolate RMc sono state aggiunte da me. Le righe per 4.3, 4.4, 4.5 V sono state aggiunte da me.
Il loro tavolo lo dice
Se si carica a corrente costante fino al raggiungimento della tensione Vcv
Quindi viene raggiunta la% della piena capacità nella colonna 2. (% di limite alla fine di CC)
E quindi, se si mantiene la tensione su Vcv fino a quando Ibat scende a circa il 5% se Icc (di solito 5% se C / 1 = C / 20)
Quindi verrà raggiunta la capacità nella colonna 4. (Tappo pieno sat)
Dicono che il tempo di ricarica totale in minuti sia nella colonna 3
Le mie aggiunte non sono eccessivamente profonde e fanno alcune ipotesi che potrebbero non essere valide.
5 minuti CC: suppongo che nella modalità CC iniziale la capacità aumenti linearmente con il tempo. Ciò è probabilmente molto vicino al vero per la capacità attuale e poiché nelle fasi iniziali Vcg è relativamente costante, è probabilmente un presupposto adeguato anche per la capacità energetica.
6 Tempo in CV = 3 - 5.
- Tasso medio in CV = (100 - col.2) / ((col.3 - col.5) / 60) Questo è solo per darmi un'idea di quanto velocemente debba essere compensato il saldo della modalità post CC. Se non esiste una modalità CV CC post, allora deve essere zero e in effetti è sceso al &% della frequenza CC entro il tempo Vcv = 4.2V.
Mentre io uso 3,7 V per Vovchg (rispetto a 3,6 V normali) per il loro trucco magico, l'estrapolazione del tavolo sembrerebbe suggerire che sarebbero necessari circa 4,5 V per una chiamata LiIon e forse circa 3,8 V per una cella LiFePO4.
Può essere tuttavia che cose significative inizino a succedere appena sopra 3,6 V / 4,2 V e che lo 0,1 V extra sia tutto ciò che serve per aumentare la velocità di (100-85) / 55 = 28% rispetto alla frequenza CC che termina a 4.2V.
Affinché ciò sia vero, è necessario che si verifichi una carica del 15% s Vbat aumenta di 0,1 V, ciò si verifica in circa 9 minuti (immissione riga 60 - col5,4,2 V), quindi la velocità di carica delta è del 15% / (9/60) hr = 15 % / 15% = 100% = tasso C / 1 - che dovrebbe essere. [Questa "coincidenza" si verifica perché il 15% della capacità rimane da fornire quando rimane il 15% di un'ora.].
Ho aggiunto il metodo di addebito per crash di TI alla tabella nella riga 4.3V.
Tavolo migliore da seguire:
Avvertenze e commenti di Battery University dalla pagina di cui sopra:
Va bene - perdi "appena" il 15% della capacità della piastra frontale di circa il 18% in meno di quanto potresti avere
Alcuni caricabatterie di consumo a basso costo possono utilizzare il metodo semplificato "carica e avvia" che carica una batteria agli ioni di litio in un'ora o meno senza passare alla carica di saturazione Stage 2. Viene visualizzato il messaggio "Pronto" quando la batteria raggiunge la soglia di tensione allo stadio 1. Poiché lo stato di carica (SoC) a questo punto è solo dell'85% circa, l'utente può lamentarsi di un breve periodo di funzionamento, non sapendo che la colpa è del caricatore . Molte batterie di garanzia vengono sostituite per questo motivo e questo fenomeno è particolarmente comune nell'industria cellulare.
Questo è di maggiore preoccupazione
Gli ioni di litio non possono assorbire il sovraccarico e, quando sono completamente carichi, la corrente di carica deve essere interrotta.
Una carica di mantenimento continua provocherebbe la placcatura del litio metallico e ciò potrebbe compromettere la sicurezza.
Per ridurre al minimo lo stress, mantenere la batteria agli ioni di litio alla tensione di picco di 4,20 V / cella il più breve tempo possibile.
La TI bq25070 fa galleggiare la batteria a 3,5 V - al di sotto della gamma di "sicuro" - vale a dire così molto sicura da perdere leggermente la capacità nel tempo.
Una volta terminata la carica, la tensione della batteria inizia a scendere e questo allevia lo stress di tensione. Nel tempo, la tensione a circuito aperto si assesterà tra 3,60 e 3,90 V / cella. Si noti che una batteria agli ioni di litio che ha ricevuto una carica completamente saturata manterrà la tensione più alta più a lungo di una carica veloce e terminata alla soglia di tensione senza una carica di saturazione.
Relazionato:
Scheda tecnica bq25070
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Manometro"
http://cs.utsource.net/goods_files/pdf/12/121917_TI_BQ20Z80DBTR.pdf
bq25060 IC caricabatterie LiIon
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25060.pdf