Teknisk referens --- Laddare och batterier – viktig information
Den ständigt växande marknaden för bärbar utrustning skapar en ökande efterfrågan på förbättrad batteriprestanda och livslängd. För att uppfylla dessa kriterier har kapaciteten och kapaciteten hos laddningsbara celler stadigt ökat, från introduktionen av kommersiella nickel-kadmium (NiCd) och förseglade blybatterier (SLA) på 1960-talet till den senare introduktionen av nickelmetallhydrid (NiMH) och litiumjon (Li-I, eller Li+) tekniker. Varje celltyp har sina fördelar, men beslutet om vilken som ska användas i en viss tillämpning kan mycket väl bero på ekonomiska överväganden lika mycket som teknisk önskvärdhet.
Batteriets viktigaste saker
Några drifts- och laddningsegenskaper för de vanligaste sekundära celltyperna visas i tabellen. Prestandan varierar beroende på tillverkare, så dessa data bör endast användas som vägledning. De maximalt tillåtna laddningshastigheterna varierar, men utifrån detta och cellens amperetimmarkapacitet (C) kan snabbladdningstider beräknas enligt de formler som visas. Tänk på att detta är tumregler, baserade på omfattande erfarenhet, och att den återlämnade kapaciteten är mycket beroende av cellernas ursprungliga skick och ålder.
| Karakteristisk | SLA (årsstämma) | NiCd | NiMH | Li+/Li-polymer |
| Energitäthet (Wh/kg) | 30 | 40 | 60 | 100 |
| Driftscykler (typiska) | 300 | 800 | 500 | 800 |
| Driftstemperatur (°C) | 0~35 | 0~45 | 0~40 | 0~50 |
| Max laddningsström (A) | 0,25°C | 2C | 1C | 1C |
| Laddningsmetod | Konstant spänning | Konstant ström | Konstant ström | Konstant ström/spänning |
| Snabbladdningstid (h) | C/A + 2 timmar | C/A + 20% | C/A + 20% | C/A × 2 |
Matcha laddare till batterier
Användare gillar en laddare som laddar batterierna så snabbt som möjligt. Men hastighet är inte den enda faktorn när det gäller att designa en laddare. Om laddning kan utföras över natten kan en lämplig underhållsladdare vara mycket kompakt, eftersom den inte behöver ge mycket ström. Den är sannolikt också lätt, lätt att bära och relativt billig att producera.
Förseglade blybatterier kräver strömbegränsad konstantspänningsladdning. För SLA-batterier i standby-läge är kontinuerlig laddning vid 2,25 V/cell tillräcklig. Vid denna potential kommer batteriet inte att överladdas och kan förbli anslutet i all oändlighet utan att skadas. Motsvarigheten för NiCd och NiMH är en konstantströmsladdning över natten (14 timmar) vid 0,1 °C. Medan de flesta SLA- och NiCd-celler är lämpade för långvarig underhållsladdning, måste laddningen för NiMH avslutas för att förhindra skador.
Vilka faktorer måste man dock beakta när man specificerar en snabbladdare? Mycket höga snabbladdningshastigheter kan vara skadliga för cellernas totala livslängd. Det är inte nödvändigtvis en viktig faktor för batteritillverkare att varna för minskad livslängd och realistiska laddningscykler, och om de gör det kanske detaljerna inte är så tydliga. Framgångsrik snabbladdning med hastigheter upp till 2°C kräver intelligent övervakning av batteriparametrar i alla steg i laddningscykeln. Den senaste generationen intelligenta laddare kan hantera effekterna av skyddskretsar och variationer i driftstemperatur och kontaktmotstånd. En viktig funktion hos snabbladdare är den automatiska minskningen av laddningshastigheten innan överladdning och efterföljande ökning av temperatur och tryck uppstår.
Laddningsegenskaperna hos NiCd- och NiMH-celler är likartade, även om NiMH genererar mer värme under laddning och toppspänningen är mindre uppenbar. Olika snabbladdningstermineringstekniker med konstant ström används i båda celltyperna. Dessa inkluderar dV/dt, spänningsförändringshastigheten nära toppspänningen; -dV, fallet i cellspänningen utöver toppen; och celltemperaturavkänning vid full laddning. Kretsar för att omforma och konditionera missbrukade, oformade eller gamla celler före bulkladdning är också mycket önskvärda för nickelbaserade celler. Självklart har alla dessa funktioner ett pris, men utan denna sofistikering kan allvarliga skador uppstå på cellerna, vilket begränsar både kapacitet och livslängd, samt riskerar säkerhetsproblem.
Laddning av Li-I-celler liknar SLA, båda kräver strömbegränsad konstant spänning. För Li-I är det dock viktigt att laddaren har en slutströmsavstängning och en felsäker timer för övergripande skydd. På grund av de specifika kraven för enskilda applikationer bör Li-I-laddningssystem integreras med batteripaketets design så snart som möjligt i designprocessen. Den nya generationen av Lawtronics intelligenta Li-I-laddare uppfyller de kriterier som fastställts av celltillverkarna och kan konfigureras för att passa de flesta OEM-krav.
Batteritekniken fortsätter sakta men säkert att utvecklas, och intelligent laddardesign kan säkerställa att användaren får maximal nytta.