סוגים עיקריים של סוללות ליתיום יון

על פי חומרי האלקטרוליט השונים המשמשים בסוללות ליתיום-יון, סוללות ליתיום-יון מחולקות לסוללת ליתיום-יון נוזלית (LIB) וסוללת ליתיום-יון פולימר (PLB).

סוללת ליתיום יון (לי--יון)

סוללת ליתיום-יון נטענת היא הסוללה הנפוצה ביותר במוצרים דיגיטליים מודרניים כמו טלפונים ניידים ומחשבים ניידים, אך היא "עדינה" ולא ניתן להטעין אותה או לפרוק אותה בשימוש (היא תפגע בסוללה או תגרוט אותה). לכן, ישנם רכיבי הגנה או מעגלים על הסוללה כדי למנוע נזק יקר לסוללה. טעינת סוללת ליתיום יון היא תובענית מאוד. כדי להבטיח שדיוק מתח הסיום הוא בטווח של ± 1 אחוז, יצרניות מכשירי מוליכים למחצה הגדולות פיתחו מגוון IC טעינת סוללות ליתיום-יון כדי להבטיח טעינה בטוחה, אמינה ומהירה.

רוב הטלפונים הניידים משתמשים בסוללות ליתיום-יון. שימוש נכון בסוללות ליתיום-יון חשוב מאוד להארכת חיי הסוללה. ניתן להפוך אותו למלבן שטוח, צילינדר, מלבן וכפתור בהתאם לדרישות של מוצרים אלקטרוניים שונים, ויש לו מארז סוללות המורכב ממספר סוללות המחוברות בטור ובמקביל. המתח המדורג של סוללת ליתיום-יון הוא בדרך כלל 3.7V עקב שינוי החומר, וזה של קתודה ליתיום ברזל פוספט (להלן פרופוספט) הוא 3.2V. בטעינה מלאה, מתח הטעינה הסיום הוא בדרך כלל 4.2V ו-ferrophosphate 3.65V. מתח פריקת המסוף של סוללת ליתיום-יון הוא 2.75V ~ 3.0V (מפעל הסוללה נותן את טווח מתח העבודה או את מתח פריקת המסוף, והפרמטרים מעט שונים, בדרך כלל 3.0 V ו-2.5V עבור פרופוספט). פריקה רציפה מתחת ל-2.5V (ferrophosphate 2.0V) נקראת פריקה יתר, שתגרום נזק לסוללה.

סוללות ליתיום יון עם אלקטרודה חיובית של חומר מסוג ליתיום קובלט אוקסיד אינן מתאימות לפריקת זרם גבוהה. פריקת זרם מוגזמת תפחית את זמן הפריקה (תיווצר טמפרטורה פנימית גבוהה יותר ואנרגיה תאבד), ועלולה לגרום לסכנה; עם זאת, ניתן לטעון ולפרוק ליתיום חומר קתודית ברזל פוספט סוללת ליתיום עם זרם גדול של 20c או יותר (C היא הקיבולת של הסוללה, כגון c=800mah, 1c קצב טעינה , כלומר זרם הטעינה הוא 800mA), המתאים במיוחד לרכבים חשמליים. לפיכך, זרם הפריקה המקסימלי שניתן על ידי יצרן הסוללה יהיה קטן מזרם הפריקה המרבי בשימוש. לסוללת הליתיום-יון יש דרישות מסוימות לטמפרטורה. המפעל נתן את טווח טמפרטורת הטעינה, טווח טמפרטורת הפריקה וטווח טמפרטורת האחסון. טעינת מתח יתר תגרום לנזק קבוע לסוללת הליתיום-יון. זרם הטעינה של סוללת ליתיום-יון יהיה בהתאם להמלצות יצרן הסוללות, ומעגל הזרם המוגבל יידרש כדי למנוע זרם יתר (התחממות יתר). קצב הטעינה הנפוץ הוא 0.25c ~ 1C. בעת טעינה בזרם גבוה, לעתים קרובות יש צורך לזהות את טמפרטורת הסוללה כדי למנוע נזק להתחממות יתר לסוללה או פיצוץ.

טעינת סוללת ליתיום יון מתחלקת לשני שלבים: טעינת זרם קבוע תחילה, וטעינת מתח קבוע כשהיא קרובה למתח הסיום. לדוגמה, לסוללה בקיבולת 800MAH יש מתח טעינת סיום של 4.2V. הסוללה נטענת בזרם קבוע של 800mA (קצב טעינה של 1c). בהתחלה, מתח הסוללה מוגבר בשיפוע גדול. כאשר מתח הסוללה קרוב ל-4.2V, הוא משתנה לטעינת מתח קבוע של 4.2V. הזרם יורד בהדרגה, והמתח משתנה מעט. כאשר זרם הטעינה יורד ל-1/10-50c (ערכי ההגדרות של כל מפעל שונים, מה שלא משפיע על השימוש), נחשב שהוא כמעט מלא, וניתן להפסיק את הטעינה (חלק מהמטענים להפעיל את הטיימר ב-1/10c, ולסיים את הטעינה לאחר זמן מסוים).