Laddningsteknologi för batterier

[Hobbyisten]

Hej ! En grundläggande pusselbit fattas i mitt elektronikkunnande. Såhär mycket tror jag mig veta :
Laddningskurvan för ett ackumulatorbatteri planar ut. Snabbladdning av batterier fungerar bäst när laddningen av aktuellt batteri är låg. Snabbladdning innebär att man ökar spänning och ström utöver det normala. Kan man öka dessa till ett godtyckligt högt värde ? Och VARFÖR planar laddningskurvan ut vid normal laddning ? Blir det "moteffekt" ? Och om det blir "moteffekt" så skulle ju en höjning av spänning och ström övervinna den moteffekten bättre ?! På Kjell finns att läsa att det är viktigt att snabbladdning avbryts i tid, så jag kanske tänker rätt

[adent]

Det är stor skillnad på hur man laddar olika typer av batterier. Tänker du på NiMH, NiCd, Li-jon, Li-jon-polymer, blybatterier eller någon annan sort, eller verkligen generellt?

MVH: Mikael

[danei]

Jag skulle nog vilja påstå att det finns stora likheter i laddningen.

Om man ska generalisera så lägger man open spänning som motsvarar den spänning man vill ladda till. Sedan tar batteriet den ström det klarar av att ta till sig. Det är en extrem förenkling. Vilken kemi är det du tänker på mer explicit?

[Icecap]

GENERELLT är det så att den kemiska process som en uppladdning medför tar slut på något tidpunkt. Energin sparas ju kemisk och om inte kemin är oändlig stor i mängd kan den ju bara ta emot en viss mängd energi innan allt är omvandlat/lagt i rätt energinivå.

Resten av energin man pytsar in blir värme.

Sedan finns det vissa gränser som kan förstöra kemin, kommer man över en viss spänning för en given typ kemi (varierar med kemin) kan laddningen ändras till att istället få cellen att sönderfalla.

Om en cell t.ex. kommer över ung. 2,6V på en bly-ackumulator börjar vattnet spjälkas i väte och syre ("kokar") och kommer en Li-Ion över 4,4V (vet inte exakt värde men...) sker det ett genombrott internt och det brinner utav bara helvete.

NiCa och NiMH kan man ladda konstant med 0,1C, den värme som det blir till "tål" de och kan de oftast släppa av med - och kemin är rimligt stryktålig.

Jag så ett batteri där energin sparades i en flytande lösning. Därmed fanns det ett par kärl och en pump och det kunde hålla STORA mängder energi - just då det var stora mängder kemi. Elektroderna var i den sammanhang små men fullt tillräckliga.

[Hobbyisten]

Fick mycket bra svar medans jag skrev, så redigerar nu. Jag tänkte nog mest på Li-Jon batterier som används i mobiler där man tydligen kan "skrämma upp" laddningen till 20 V 5A

[Platis]

Ja fast batteriet laddas inte med högre spänning för det. Anledningen med högre spänning är att man kan överföra större effekter med bibehållen ledningsarea och kontakter!
5V*2A=10W
20V*2A=40W
I telefonen sen så tas spänningen ner till den nivån batteriet ska laddas med, skillnaden är att du kan ladda med mycket högre ström=snabbare laddning!
Räkneexempel
40W/4.2V≈9A

[Hobbyisten]

Med ledning av Icecaps svar skulle alltså om man laddar ett batteri utan "logik" emellan batteriet och strömkällan batteriet bli varmt sedan det laddats klart. Men HUR varmt ? skulle det explodera ? (Man får vara där och använda "handsensorn" )

Mer på samma tema : Jag har en - ej namngiven - apparat som byggdes för att ladda NiCd, och jag pytsade in 6 NiMh-batterier i serie istället. Laddningsteknologin för dessa två batterityper är så pass lika att det fungerar. Icecap sa att de tål att göra av med 0.1 Coulomb genom värme, min apparat skulle då alltså vara riskfri om jag skruvar upp den och mäter 0.6 A som laddström ? (6 x 0.1). Jag har hitintills kört "i blindo" och laddat tills att den fungerar bara. Dessa NiMh är 12 år gamla men har en kapacitet på 2300 mAh styck om jag minns rätt. Känns justare att göra ett nytt batteripack så att jag kan uppskatta tiden jag kan ladda det, apparaten saknar nämligen laddningsregulator

[Platis]

En safe faktor och tumregel på dom flesta batterier är att inte ladda mer än en 1/10 del av batteriets kapacitet per timme, tex dina NiMH 2300/10=230mAh, om man inte har tillgång till mer avancerade laddare.
Tror laddspänning NiHM brukar ligga på 1.45V per cell, har du seriekopplat flera multiplicera med antal så får du lämplig total laddspänning. Du behöver en strömkälla med inbyggd strömbegränsning!

Bly, Nicd och NiHM är inte så superkänsliga på 100% exakt spänningsnivå.
Men Li-JON är väldigt känsliga på exakt spänningsnivå, inom 50mV eller så, om inte livslängd eller brandrisk ska äventyras! För att krångla till det så finns det olika typer Li-JON med olika krav, det gäller att ha koll!

[Icecap]

nybörjarnörd: "Icecap sa att de tål att göra av med 0.1 Coulomb genom värme".

Nej! I ackumulatortermer är C kapaciteten som i Ah. Men då bara i A.
Så om en ackumulator har en C(apacity) på 2Ah är C 2A och 0,1C är då 200mA.

[Platis]

Med ledning av Icecaps svar skulle alltså om man laddar ett batteri utan "logik" emellan batteriet och strömkällan batteriet bli varmt sedan det laddats klart. Men HUR varmt ? skulle det explodera ? (Man får vara där och använda "handsensorn" )

Man behöver inte logik dvs avancerade ladd-algoritmer för att ladda ett Li-JON för hemmabruk, men väl en strömkälla inställd på rätt spänning och med strömbegränsning. Laddar du inte med mer än 1/10 del av kapaciteten så är du rätt safe ur brandsynpunkt, men för säkerhets skull är det inte fel att ha batteriet på brandsäkert underlag ifall du lämnar det utan tillsyn. Gamla Li-JON är inte att lita på, hade en nokia som nästan brann i näven på mej!

[hawkan]

Göra av med 0.1C i värme klarar NiCd och NiMH.
För Pb, LiIon och LiPo måste man begränsa spänningen.
Oftast begränsar man strömmnen också.
Man får då en CC-CV (Constant Current - Constant Voltage) laddprofil.
Laddningen sker med max tillåten ström tills max spänning är uppnådd.
Då sänks gradvis strömmen så att max spänning inte överskrids och till
slut tar inte batteriet emot mer laddning. Ett batteri (ackumulator)
kan ligga på max spänning en längre tid. Det är dock inte optimalt
ur livslängdssynpunkt.

[danei]

Frågan utgick alltså från en telefonladdare, som inte är någon laddare utan bara en strömförsörjare till telefonens interna laddare.

Laddar man i serie kan man INTE addera strömmarna. Det blir samma ström men högre spänning.

[hawkan]

Nix pix. Det var en generell frågeställning.

[Hobbyisten]

Exakt.

[Hobbyisten]

Laddar man i serie kan man INTE addera strömmarna. Det blir samma ström men högre spänning.

En större laddström, eller en laddström överhuvudtaget, måste väl ändå fördelas mellan batterierna om man seriekopplar 6 st ?! Vare sig man uttrycker det så att varje batteri får en sjättedel av hela laddströmmen eller att man "adderar" strömmarna ?! Om en NiMh-cell klarar att avge 0.1 C som värme så klarar 6 celler att avge 0.6 C (=1.2 A) som värme ?
Ponera att jag köper 6 st NiMh-celler, vardera med en kapacitet på 2000 mAh. Seriekopplar. Om jag ska ladda dem med en tiondel av av dess kapacitet per timme ger det 6*2000/10=1.2 Ah per timme vilket ger en laddström på 1.2 A
Alltså är 1.2 A en safe laddström ??