Come calcolare le impostazioni del caricabatterie

Per calcolare i parametri del caricabatterie per una particolare batteria, è necessario innanzitutto tenere conto del tipo e dei parametri della batteria che si intende caricare con questo dispositivo. Le caratteristiche più importanti di una batteria ricaricabile sono: capacità, tensione di carica completa, corrente di carica massima consentita, nonché una gamma di temperature di funzionamento consentite.

A seconda del tipo di batteria, del tipo di materiale utilizzato, i parametri del caricabatterie devono essere selezionati individualmente. Qui esaminiamo le batterie al piombo e agli ioni di litio, o piuttosto le caratteristiche della loro ricarica.

La verità è che se la batteria viene sempre caricata correttamente, in conformità con i valori ottimali di tensione e corrente, manterrà la sua capacità per molti cicli di carica-scarica. Naturalmente, purché sia ​​anche scaricato, soggetto a restrizioni, senza sovraccarichi, senza surriscaldamento. Quindi, come calcolare i parametri del caricabatterie per la batteria?

Batteria agli ioni di litio

La principale particella carica responsabile della formazione di corrente con batteria agli ioni di litio, è uno ione di litio caricato positivamente. È in grado di penetrare nel reticolo cristallino del materiale sull'anodo, ad esempio in carbonio sotto forma di grafite, e anche formare sali o ossidi metallici (ad esempio con manganese, cobalto o con ferro e fosforo).

A causa di una tale composizione chimica, la massima tensione di carica finale tra gli elettrodi di una batteria agli ioni di litio non deve superare 4,2 volt, o meglio, 4,1 volt, ciò prolungherà la sua durata di servizio e rallenterà i cambiamenti irreversibili.

È necessario caricare una batteria agli ioni di litio con una tensione di 5 volt, in modo da non attendere indefinitamente. In questo caso, la corrente di carica ottimale dovrebbe essere compresa tra il 50 e il 100% del valore della capacità, ovvero una batteria da 2400 mAh si ricaricherà in modo ottimale con una corrente da 2,4 A a 1,2 A.

Per evitare il sovraccarico, caricabatterie di alta qualità caricano tali batterie in 2 fasi: al primo stadio, vengono forniti agli elettrodi 5 volt e la carica va con la massima corrente consentita per un po 'fino a quando la tensione di soglia viene raggiunta nella regione di 4,1 volt, quindi inizia il secondo stadio - con un livello inferiore corrente quando la tensione viene portata ai 4,1-4,2 volt finali.

Pertanto, la potenza del caricabatterie per una batteria agli ioni di litio (per 1 cella) viene calcolata come segue: moltiplicare la tensione massima per la corrente massima, ad esempio 5 V * 2,4 A = 1,2 W - per il nostro esempio.

Batteria al piombo acido

La batteria al piombo acido funziona a causa delle reazioni chimiche del piombo e del biossido di piombo in una soluzione acquosa di acido solforico. Qualsiasi batteria per auto classica è progettata in questo modo. Durante la carica, il solfato di piombo si decompone in ioni (SO4 caricato negativamente e H caricato positivamente), il biossido di piombo si forma sul catodo e il piombo puro si forma sull'anodo. In una scarica, il piombo metallico viene ossidato in solfato di piombo, il biossido di piombo viene ridotto al catodo e il piombo viene ossidato all'anodo.

Se la batteria viene ricaricata (continuando a caricarsi eccessivamente a lungo), il solfato di piombo finirà, rimarrà solo acqua e inizierà la sua elettrolisi: l'ossigeno verrà rilasciato sull'anodo e l'idrogeno verrà generato sul catodo (elettrodo negativo) - si vedrà nell'elettrolita liquido bolle.

A causa di una tale composizione chimica, la tensione della carica massima di una cella di una batteria al piombo-acido è di 2,17 volt. In una batteria da 12 volt, ci sono 6 sezioni collegate in serie, e in una batteria da 6 volt ci sono 3 sezioni collegate in serie.Pertanto, la tensione di carica massima di una batteria da 12 volt è di 13,02 volt. Per 6 volt - 6,51 volt.

Pertanto, il caricabatterie nel processo di carica deve fornire una tensione costante agli elettrodi in base ad almeno 2,45 volt per cella (in modo che la carica non vada avanti indefinitamente) - per 12 volt questo è 14,7 volt e per 6 volt risulta 7, 35 volt. La corrente di carica iniziale viene presa in modo ottimale come 30% della capacità.

Di conseguenza, la massima potenza di lavoro del caricatore dovrebbe essere calcolata come la massima tensione moltiplicata per la corrente massima, diciamo 14,7 V * 30 A = 441 W - per una batteria al piombo con una tensione nominale di 12 volt, capacità di 100 Ah.

Comments

[#1 Stanislas]

5 V * 2,4 A = 1,2 W ???
5 V * 2,4 A = 12 W o qualcosa che non capisco ???

[#2 Vlad]

Inoltre non ho capito perché improvvisamente ci sia 1,2 W. Penso un refuso.