انواع اصلی باتری های لیتیوم یونی

با توجه به مواد مختلف الکترولیت مورد استفاده در باتری‌های لیتیوم یونی، باتری‌های لیتیوم یونی به باتری لیتیوم یون مایع (LIB) و باتری لیتیوم یون پلیمری (PLB) تقسیم می‌شوند.

باتری لیتیوم یونی (لی--یون)

باتری لیتیوم یونی قابل شارژ پرمصرف ترین باتری در محصولات دیجیتال مدرن مانند تلفن های همراه و رایانه های نوت بوک است، اما "ظریف" است و در هنگام استفاده نمی توان آن را بیش از حد شارژ یا تخلیه کرد (به باتری آسیب می رساند یا آن را از بین می برد). بنابراین، قطعات یا مدارهای محافظ روی باتری وجود دارد تا از آسیب گران قیمت باتری جلوگیری کند. شارژ باتری لیتیوم یون بسیار سخت است. برای اطمینان از اینکه دقت ولتاژ پایان در ± 1 درصد است، سازندگان عمده دستگاه های نیمه هادی انواع IC های شارژ باتری لیتیوم یونی را برای اطمینان از شارژ ایمن، قابل اعتماد و سریع توسعه داده اند.

اکثر تلفن های همراه از باتری های لیتیوم یونی استفاده می کنند. استفاده صحیح از باتری های لیتیوم یونی برای افزایش عمر باتری بسیار مهم است. با توجه به نیاز محصولات الکترونیکی مختلف می توان آن را به مستطیل تخت، استوانه ای، مستطیلی و دکمه ای تبدیل کرد و دارای یک بسته باتری متشکل از چندین باتری متصل به صورت سری و موازی است. ولتاژ نامی باتری لیتیوم یون به دلیل تغییر ماده به طور کلی 3.7 ولت است و ولتاژ کاتد آهن فسفات لیتیوم (که از این پس به عنوان فرو فسفات نامیده می شود) 3.2 ولت است. هنگامی که به طور کامل شارژ می شود، ولتاژ شارژ پایانی معمولاً 4.2 ولت و فرو فسفات 3.65 ولت است. ولتاژ تخلیه ترمینال باتری لیتیوم یونی 2.75 ولت ~ 3 است.{15}} ولت (کارخانه باتری محدوده ولتاژ کار یا ولتاژ تخلیه ترمینال را می دهد و پارامترها کمی متفاوت هستند، معمولاً 3.{17}} V و 2.5 ولت برای فرو فسفات). تخلیه مداوم زیر 2.5 ولت (فروفسفات 2.{23}} ولت) تخلیه بیش از حد نامیده می شود که به باتری آسیب می رساند.

باتری های لیتیوم یونی با الکترود مثبت از نوع اکسید کبالت لیتیوم برای تخلیه جریان بالا مناسب نیستند. تخلیه بیش از حد جریان زمان تخلیه را کاهش می دهد (دمای داخلی بالاتر تولید می شود و انرژی از بین می رود) و ممکن است باعث ایجاد خطر شود. با این حال، باتری لیتیومی ماده کاتد فسفات آهن لیتیوم را می توان با جریان زیاد 20c یا بیشتر شارژ و دشارژ کرد (C ظرفیت باتری است، مانند c=800mah، 1c نرخ شارژ یعنی جریان شارژ 800 میلی آمپر است که مخصوصا برای خودروهای برقی مناسب است. بنابراین، حداکثر جریان تخلیه داده شده توسط سازنده باتری باید کمتر از حداکثر جریان تخلیه در حال استفاده باشد. باتری لیتیوم یون شرایط خاصی برای دما دارد. کارخانه محدوده دمای شارژ، محدوده دمای تخلیه و محدوده دمای ذخیره سازی را ارائه کرده است. شارژ بیش از حد ولتاژ باعث آسیب دائمی به باتری لیتیوم یونی می شود. جریان شارژ باتری لیتیوم یونی باید مطابق با توصیه های سازنده باتری باشد و مدار جریان محدود باید برای جلوگیری از جریان بیش از حد (گرمای بیش از حد) مورد نیاز باشد. نرخ شارژ معمولاً 0.25c ~ 1C است. هنگام شارژ با جریان بالا، اغلب لازم است دمای باتری را تشخیص دهید تا از آسیب گرمای بیش از حد باتری یا انفجار جلوگیری شود.

شارژ باتری لیتیوم یونی به دو مرحله تقسیم می شود: ابتدا شارژ جریان ثابت و شارژ با ولتاژ ثابت زمانی که به ولتاژ پایانی نزدیک است. به عنوان مثال، یک باتری با ظرفیت 800MAH دارای ولتاژ شارژ پایانی 4.2 ولت است. باتری با جریان ثابت 800 میلی آمپر (نرخ شارژ 1c) شارژ می شود. در ابتدا، ولتاژ باتری در یک شیب زیاد افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ باتری نزدیک به 4.2 ولت است، به شارژ ولتاژ ثابت 4.2 ولت تغییر می کند. جریان به تدریج کاهش می یابد و ولتاژ کمی تغییر می کند. هنگامی که جریان شارژ به 1/{10}}c کاهش می‌یابد (مقادیر تنظیم هر کارخانه متفاوت است، که بر استفاده تأثیر نمی‌گذارد)، تقریباً پر شده است، و می‌توان شارژ را خاتمه داد (بعضی از شارژرها تایمر را با 1/10 درجه سانتیگراد شروع کنید و پس از مدت زمان مشخصی شارژ را تمام کنید).