يكشنبه ، 4 آبان ، 1399

شارژ و نگهداری باتری های لیتیوم یون


شارژ و نگهداری باتری لیتیوم یون 

باتری لیتیوم نسل جدید باتری های قابل شارژ می باشد که نسبت به سایر باتری ها مزایای زیر را دارد :
- چگالی انرژی بیشتری دارد. در حجم و وزن کمتر قدرت بیشتری ذخیره می کند.
- ولتاژ آن نسبت به سایر باتری ها بیشتر است.
- اثر حافظه که در باتری های نیکل کادمیوم مشکل ساز بود در آن وجود ندارد.
- نیاز به مراقبت ندارد.
معایب باتری های لیتیوم یون:
- نسیت به شارژ حساس یوده و نیاز به شارژر دقیق دارد.
- قیمت آن نسبت به سایر باتری ها گران تر است.
مشکل شارژ با تکنولوژی های جدید بر طرف شده و قیمت بالا با توجه به مزایای بارز آن پذیرفته شده است. لذا امروزه استفاده از باتری
های لیتیوم یون به سرعت در حال توسعه است.




مشخصات فنی باتری لیتیوم یون :
ولتاژ نرمال باتری : ولتاژ نرمال باتری 3.7V است. در موقع انبارداری بهتر است ولتاژ در حدود 3.7V باشد.
ولتاژ قطع شارژ : 4.2V است. بیش از 50mv افزایش آن به باتری صدمه می زند. یکی از دلایل نیاز به شارژر دقیق
ولتاژ قطع دشارژ : 3V است. برای حفظ طول عمر باتری لازم است باتری بیش از آن تخلیه نشود. 
ظرفیت باتری : معمولا بر حسب میلی آمپر ساعت mah بیان شده مثلا باتری با ظرفیت 2200mah با شارژ کامل در یک ساعت 2200ma و در 10 ساعت 220ma جریان دهی می کند. ظرفیت باتری C RATE نام دارد و نماد آن C است.
جریان شارژ باتری : برای ایمنی و سلامت باتری لازم است کمتر از 0.8C یا 0.8 ظرفیت باتری باشد.
جریان دشارژ باتری : برای ایمنی و حفظ سلامت باتری لازم است از 1C و یا ظرفیت باتری کمتر باشد.
خود دشارژی : باتری بلا استفاده به مرور زمان تخلیه می شود. معمولا این مقدار 2% در ماه است.
 
در جدول مقابل مشخصات معمول باتری های لیتیوم یون درج شده است. برای مشخصات دقیق یک باتری لازم است
دیتاشیت همان باتری را مطالعه کنید.  


ولتاژ نرمال   3.7V
ولتاژ قطع شارژ  4.2V+-50mv
ولتاژ قطع دشارژ  3V
حداکثر جریان شارژ 0.8C >
حداکثر جریان دشارژ  1C >
خود دشارژی  %2 Per month
محدوده دمای محیط موقع شارژ  0C.......45C
محدوده دمای محیط موفع دشارژ  -20C.........60C
مقاومت داخلی باتری  0.1OHM > 
سیکل شارژ و دشارژ کامل  800 CYCLE<

روش شارژ باتری های لیتیوم یون :
باتری لیتیوم یون شدیدا به شارژ حساس است . اگر روش شارژ صحیح نباشد و یا شارژر دقت کافی نداشته باشد
ایمنی و سلامت باتری با مشکل مواجهه خواهد شد. یکی از بهترین روش های شارژ روش CC-CV می باشد. در این
اروش ابتدا باتری با جریان ثابت کمتر از 0.8C شارژ می شود و پس از رسیدن ولتاژ به 4.2V ولت باتری با ولتاژ ثابت 4.2V 
شارژ می شود. با گذشت زمان جریان باتری کاهش پیدا می کند. زمانی که جریان باتری به 0.1 جریان شارژ اولیه
رسید. شارژ قطع می شود. در این روش ، شارژ کامل باتری تقریبا 3 ساعت طول می کشد. پیاده سازی صحیح و دقیق
این روش سلامت و ایمنی باتری را بطور کامل حفظ می کند.
دشارژ باتری : رعایت محدودیت های دشارژ باتری نیز سلامت و ایمنی آن را حفظ می کند. بهتر است جریان دشارژ
از 1C بیشتر نشود همچنین با رسیدن ولتاژ باتری به 3V دشارز متوقف شود.
در صورتی که باتری سالم بوده و موارد فوق رعایت شود. دمای باتری حداکثر 5 درجه سانتیگراد از دمای محیط بیشتر
می شود.
 
 نگهداری باتری لیتیوم یون :
- تحت ضربه و فشار و دمای بالا قرار نگیرد.
- در موقع انبارداری ولتاژ باتری در حدود 3.7V باشد.
- جریان شارژ کمتر از 0.8C و جریان دشارژ کمتر از 1C باشد.
- در ولتاژهای کمتر از 3V جریان شارژ کمتر از 0.2C باشد.
- ولتاژ شارژ باتری از 4.2V تجاوز نکند. بیش از 50mv افزایش به باتری صدمه می زند. از دلایل نیاز به شارژر با دقت بالا
- زمانی که ولتاژ باتری در حالت دشارژ به 3V رسید باتری قطع شود.
- یرای افزایش طول عمر باتری ، تخلیه کامل و شارژ کامل نشود. مثلا باتری موبایل بهتر است در %20 شارژ و در %90 قطع شود.
- هرگز باتری اتصال کوتاه نشود. حتما فیوز سر راه آن قرار گیرد. 
- برای ساختن بسته باتری از باتری های یکسان استفاده شود. باتری های نو و کار کرده با هم استفاده نشوند.
- برای اتصال سیم به باتری از پلیت استفاده شود. لحیم کاری نشود. 


 
مدیریت هوشمند شارژ و دشارژ :
در محصولات روشنایی اضطراری پایا شارژ و دشارژ بطور هوشمند کنترل می شود. برای شارژ روش CC-CV با میکرو کنترلر پیاده سازی شده و جریان شارژ در هر مرحله با توجه به ولتاژ باتری تعیین می شود. همچنین با نظارت میکرو جریان دشارژ تحت هر شرایطی از 1C کمتر است. لذا باتری بطور کامل حفاظت شده و با حداکثر طول عمر کار می کند.

 
مدیریت هوشمند شارژ و دشارژ در عمل :
بیش از 4 سال قبل تعداد 48 عدد پروژکتور شارژی پایا به یکی از مراکز نفت گاز کشور تحویل شد. بسته باتری پروژکتور شامل 15 عدد باتری Li-ion با آرایش 5P3S بود. با اینکه آنها در شرایط سخت و گرمای جنوب دایما استفاده می شوند. هنوز هیچکدام نیاز به تعوبض باتری نداشته است.
این مورد یکی از موارد اثبات کارایی شارژر و باتری محصولات روشنایی اضطراری پایا است.