TI behauptet, dass Sie LiFePO4-Zellen wie gewohnt durch CC-Aufladung (Konstantstrom) aufladen können, jedoch auf eine höhere als die übliche Spannung (z. B. 3,7 V anstelle der üblichen 3,6 V für LiFePO4) und dann schrittweise auf eine niedrigere Schwebespannung ohne Zwischen-CV übergehen Modus.
Ihr IC bq25070 implementiert diese Methode wie im Datenblatt bq25070 beschrieben .
Dies widerspricht ALLEN anderen Ratschlägen, IC-Spezifikationen und Ladeschaltungen, die ich gesehen habe.
Dies mit Vcv <= 3,6 V zu tun ist ausreichend - mit oder ohne CV-Stufe. Es ist die zusätzliche Spannung und kein CV-Modus, die radikal ist. Die Implikation oder Aussage aus allen anderen Quellen ist, dass das Überschreiten des normalen Vmax von 3,6 V für LiFePO4 um nur einen kleinen Betrag schädlich oder tödlich sein kann.
Ist TI völlig und verantwortungslos verrückt geworden oder ist dies eine fantastische neue Art, Lithium-Ferro-Phosphat-Zellen aufzuladen?
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Antworten:
Bisher lautet meine Antwort: Ich weiß es nicht, aber TI sind normalerweise sehr solide Leute, die dazu neigen, keine ICs herzustellen, die auf der dunklen Seite laufen - da dies für mich von erheblicher Anwendbarkeit ist und ich eine Anwendung habe, wo sie ist von unmittelbarer potenzieller Relevanz erfordert dies weitere Untersuchungen.
Das Folgende ist mein Start auf der Reise - eher eine Problembeschreibung und Parameteruntersuchung als eine richtige Antwort. Ich wollte ALLES als Teil der Frage posten, entschied aber, dass es besser zu einer Antwort gehört.
Spät wurde mir klar, dass ich einige LiFePO4- und LiIon-Spannungen hatte, die sich in meinen Wanderungen etwas vermischten. Ich werde zurückkommen und das aufräumen, ABER ich erwarte, dass es jedem klar genug ist, der interessiert sein könnte.
TI verfügt über eine Reihe von Lade-ICs für LiIon mit ähnlichen Spezifikationen, Pinbelegungen und Zielanwendungen. Sie haben nur wenige, die für LiFePO4 geeignet sind.
Keines der LiIon / LiPo-spezifischen Ladegeräte verwendet diese Methode.
Sie können von der Olivinmatrix in LiFePO4 abhängen, die ihm seine Robustheit verleiht (und im Übrigen die Energiedichten verringert), um einen ausreichenden Schutz gegen die Exzesse dieser Methode zu bieten.
Die übliche Lademethode für die Lithiumchemie besteht darin, bei CC (konstanter Strom) zu laden, bis Vmax erreicht ist, und dann die Zelle bei Vmax zu halten, während der Strom in einem Nicht-Li abfällt
unter zellchemischer Kontrolle bis zu einem bestimmten Zielalter von Imax nahezu nahe ansteigt ist erreicht.
Die TI-Methode behauptet (unter Verwendung geänderter LiIon-Spezifikationen, falls erforderlich)
Beschädigung?
Siehe "Warnungen der Batterieuniversität" am Ende.
Der TI "Claim" liegt in der "härtesten" Form vor - nicht nur auf Papier, sondern im Silizium eines Batteriesteuerungs-IC. Das BQ 25070, Datenblatt hier: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
In seinem Datenblatt vom Juli 2011 heißt es:
Der LiFePO4-Ladealgorithmus entfernt die Konstantspannungsmodussteuerung, die normalerweise in Li-Ionen-Batterieladezyklen vorhanden ist.
Stattdessen wird die Batterie schnell auf die Überladespannung aufgeladen und kann sich dann auf einen niedrigeren Schwellenwert für die Erhaltungsladespannung entspannen.
Das Entfernen der Konstantspannungsregelung reduziert die Ladezeit erheblich.
Während des Ladezyklus überwacht ein interner Regelkreis die IC-Sperrschichttemperatur und reduziert den Ladestrom, wenn ein interner Temperaturschwellenwert überschritten wird.
Die Funktionen für Ladestation und Ladestromerfassung sind vollständig integriert. Die Ladefunktion verfügt über hochgenaue Strom- und Spannungsregelkreise sowie eine Ladestatusanzeige.
Sind sie verrückt?
Diese Tabelle basiert auf Tabelle 2 der Batterieuniversität unter http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
Dies gilt für LiIon und nicht für LiFePO4. Die Spannungen sind bei Vmax üblich = 4,2 V höher als bei LiFePO4 mit 3,6 V. Ich hoffe und erwarte, dass die allgemeinen Prinzipien ähnlich genug sind, um dies nützlich zu machen. Zu gegebener Zeit auf LiFePO4-Spannungen verkleinern.
Spalten mit der Überschrift BU befinden sich im Original. Spalten mit der Überschrift RMc wurden von mir hinzugefügt. Zeilen für 4,3, 4,4, 4,5 V wurden von mir hinzugefügt.
Ihr Tisch sagt das
Wenn Sie mit konstantem Strom laden, bis die Spannung Vcv erreicht ist
Dann ist der Prozentsatz der vollen Kapazität in Spalte 2 erreicht. (% Obergrenze am Ende des CC)
Und dann, wenn Sie die Spannung bei Vcv halten, bis Ibat bei Icc auf etwa 5% fällt (normalerweise 5%, wenn C / 1 = C / 20)
Dann wird die Kapazität in Spalte 4 erreicht. (Kappe voll gesessen)
Sie sagen, dass die Gesamtladezeit in Minuten in Spalte 3 steht
Meine Ergänzungen sind nicht allzu tiefgreifend und machen einige Annahmen, die möglicherweise ungültig sind.
5 Minuten CC: Ich gehe davon aus, dass die Kapazität im anfänglichen CC-Modus linear mit der Zeit zunimmt. Dies ist wahrscheinlich sehr nahe an der aktuellen Kapazität und da Vcg in frühen Stadien relativ konstant ist, ist dies wahrscheinlich auch eine angemessene Annahme für die Energiekapazität.
6 Zeit im Lebenslauf = 3 - 5.
Während TI 3,7 V für Vovchg (im Gegensatz zu regulären 3,6 V) für ihren Zaubertrick verwendet, scheint eine Extrapolation der Tabelle darauf hinzudeuten, dass für einen LiIon-Anruf etwa 4,5 V und für eine LiFePO4-Zelle etwa 3,8 V erforderlich wären.
Es kann jedoch sein, dass signifikante Dinge knapp über 3,6 V / 4,2 V beginnen und dass die zusätzlichen 0,1 V alles sind, was erforderlich ist, um die Rate um (100 -85) / 55 = 28% im Vergleich zu der CC-Rate zu erhöhen, die bei endet 4,2 V.
Damit dies zutrifft, müssen 15% Ladung auftreten. S Vbat steigt um 0,1 V an. Dies erfolgt in etwa 9 Minuten (60 - Spalte 5,4,2 V Zeileneintrag), sodass die Delta-Laderate 15% / (9/60) h = 15 beträgt % / 15% = 100% = C / 1-Rate - was es sein müsste. [Dieser "Zufall" tritt auf, weil 15% der Kapazität noch zu liefern sind, wenn 15% einer Stunde verbleiben.]
Ich habe die Crash-Lademethode von TI zur Tabelle in der 4,3-V-Zeile hinzugefügt.
Bessere Tabelle zu folgen:
Warnungen und Kommentare der Battery University von der oben genannten Seite:
Dies ist in Ordnung - Sie verlieren "nur" 15% der Frontplattenkapazität, was ungefähr 18% weniger Kapazität entspricht, als Sie haben könnten
Einige kostengünstigere Verbraucherladegeräte verwenden möglicherweise die vereinfachte „Charge-and-Run“ -Methode, mit der ein Lithium-Ionen-Akku in einer Stunde oder weniger aufgeladen wird, ohne zur Sättigungsladung der Stufe 2 zu wechseln. "Bereit" wird angezeigt, wenn der Akku in Stufe 1 die Spannungsschwelle erreicht. Da der Ladezustand (SoC) zu diesem Zeitpunkt nur etwa 85 Prozent beträgt, kann der Benutzer über eine kurze Laufzeit klagen, ohne zu wissen, dass das Ladegerät schuld ist . Aus diesem Grund werden viele Garantiebatterien ausgetauscht, und dieses Phänomen tritt besonders häufig in der Mobilfunkindustrie auf.
Dies ist von größerer Bedeutung
Li-Ionen können keine Überladung absorbieren, und wenn sie vollständig aufgeladen sind, muss der Ladestrom unterbrochen werden.
Eine kontinuierliche Erhaltungsladung würde das Plattieren von metallischem Lithium verursachen, und dies könnte die Sicherheit beeinträchtigen.
Um Stress zu minimieren, halten Sie den Lithium-Ionen-Akku so kurz wie möglich auf der Spitzenspannung von 4,20 V / Zelle.
Der TI bq25070 schwimmt den Akku mit 3,5 V - unterhalb des Bereichs "sicher" - dh so sicher, dass er mit der Zeit leicht an Kapazität verliert.
Sobald der Ladevorgang beendet ist, beginnt die Batteriespannung zu fallen, was die Spannungsbelastung verringert. Mit der Zeit wird sich die Leerlaufspannung auf 3,60 bis 3,90 V / Zelle einstellen. Beachten Sie, dass ein Li-Ionen-Akku, der eine vollständig gesättigte Ladung erhalten hat, die höhere Spannung länger hält als ein Akku, der schnell geladen und ohne Sättigungsladung an der Spannungsschwelle abgeschlossen wurde.
Verbunden:
bq25070 Datenblatt
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Gasanzeige"
bq25060 LiIon Ladegerät IC
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Ich habe eine Reihe verwandter "Datenpunkte" entdeckt. Niemand zeigt mit Sicherheit, dass dies eine allgemein akzeptable Ladungsmethode mit LiFePO4 ist, aber die Anzeichen sind, dass dies wahrscheinlich mit bestimmten "Vorbehalten" der Fall ist. Der Grad der Akzeptanz hängt von vielen Faktoren ab, wie dem Grad der Überspannung, dem Ladezustand, der Laderate, der Überspannungszeit, der spezifischen Batteriekonstruktion und vielem mehr. Ich werde Folgendes hinzufügen, wenn ich mehr erfahre.
(1) A123 gehört zu den führenden Herstellern von LiFePO4-Batterien. Ihre jüngsten großen finanziellen Probleme waren nicht auf ein Missverständnis der Technologie zurückzuführen, sondern auf technische Probleme, die zu sehr teuren Produktrückrufen führten. Ähnliches geschah bei Sony bei der Herstellung von LiIon-Akkus - aber Sony hat „weitaus tiefere Taschen“.
Das Folgende bezieht sich speziell auf A123-Produkte und wahrscheinlich nur auf eine Teilmenge davon. Die Ausweitung dieser Methode auf andere Marken erfolgt auf Risiko des Benutzers:
Die Enerland-Abteilung von A123 erstellte ein Handout mit dem Titel "Ordnungsgemäßer Betrieb des A123 Racing NanoPhosphate Developer Kits". Dies bezieht sich auf eine LiFePO4 2300 mAh-Zelle A123 26660 (26 mm Durchmesser x 66,5 mm Länge).
Sie verwenden eine CC-CV-Gebühr für "normales Laden" und eine CV-freie Crash-Gebühr für schnelles Laden.
Die normale Aufladung beträgt 3A (ca. 1,333C) bis 3,6 V, halten Sie bei 3,6 V, bis I_bat auf 0,05 IChg gefallen ist, und schweben Sie dann bei 3,45 V.
Ihre Schnelllademethode ist jedoch:
Laden Sie bei Imax auf, bis Vmax erreicht ist.
Halten Sie bei Vmax, bis T_fast_charge erreicht ist.
Die Kapazität beträgt 90> = 96% SOC.
UND - Trommelwirbel - Vmax = 4,2 V - wow.
Sie sagen, dass die Schnellladezeit 15 Minuten beträgt!
Beachten Sie, dass dies nur bei Imax erreicht wird, das wesentlich höher ist als normales Ichg.
Um diese Aktion für eine bestimmte Zelle auszuführen, müssen Sie einen höheren Ladestrom als üblich, eine höhere maximale Ladespannung als üblich und ein Zeitlimit definieren, um die Zelle auf der maximalen Spannung für zu halten.
Das Obige ist nicht identisch mit dem, was der TI-IC tut - die Hauptgemeinschaft ist höher als die übliche Endpunktspannung. Für den IC bq25070 ist der Strom der Standardladestrom, Vmax wird erhöht und die Haltezeit bei Vmax ist Null
Ich habe noch keinen Hinweis auf die Auswirkung dieser Schnelllademethode auf die Lebensdauer gefunden.
(2) Zu folgen ...
Bonus Goldmine:
A123-Downloads - gerade entdeckt.
Noch nicht erforscht.
Schauen Sie wahrscheinlich sehr nützlich aus.
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