Hoe de instellingen van de batterijlader te berekenen

Om de parameters van de lader voor een bepaalde batterij te berekenen, moet u eerst rekening houden met het type en de parameters van de batterij die u met dit apparaat gaat opladen. De belangrijkste kenmerken van een oplaadbare batterij zijn: capaciteit, volledige laadspanning, maximaal toegestane laadstroom, evenals een bereik van toegestane bedrijfstemperaturen.

Afhankelijk van wat voor soort batterij het is, wat voor soort materialen het gebruikt - de parameters van de lader moeten individueel worden gekozen. Hier kijken we naar loodzuur- en lithium-ionbatterijen, of liever de kenmerken van hun lading.

De waarheid is dat als de batterij altijd correct wordt opgeladen, in overeenstemming met de optimale waarden van spanning en stroom, deze zijn capaciteit voor vele laad-ontlaadcycli zal behouden. Natuurlijk, op voorwaarde dat het ook wordt gelost, onder voorbehoud van beperkingen, zonder overbelasting, zonder oververhitting. Dus, hoe bereken je de parameters van de lader voor de batterij?

Lithium-ionbatterij

Het belangrijkste geladen deeltje dat verantwoordelijk is voor de vorming van stroom in lithium-ionbatterij, is een positief geladen lithiumion. Het kan doordringen in het kristalrooster van het materiaal bij de anode, bijvoorbeeld in koolstof in de vorm van grafiet, en ook zouten of metaaloxiden vormen (bijvoorbeeld met mangaan, kobalt of met ijzer en fosfor).

Vanwege een dergelijke chemische samenstelling, mag de maximale eindlaadspanning tussen de elektroden van een lithium-ionbatterij niet hoger zijn dan 4,2 volt, of beter, 4,1 volt, dit zal de levensduur verlengen en onomkeerbare veranderingen vertragen.

Het is noodzakelijk om een ​​lithium-ionbatterij op te laden met een spanning van 5 volt, om niet voor onbepaalde tijd te wachten. In dit geval moet de optimale laadstroom 50 tot 100% van de capaciteitswaarde zijn, dat wil zeggen dat een 2400 mAh-batterij optimaal wordt opgeladen met een stroomsterkte van 2,4 A tot 1,2 A.

Om overladen te voorkomen, laden hoogwaardige laders dergelijke batterijen in 2 fasen op: in de eerste fase worden 5 volt aan de elektroden geleverd en de lading gaat een tijdje met de maximaal toegestane stroom totdat de drempelspanning wordt bereikt in het gebied van 4,1 volt, en dan begint de tweede fase - met een lagere stroom wanneer de spanning op de laatste 4.1-4.2 volt wordt gebracht.

Daarom wordt het vermogen van de lader voor een lithium-ionbatterij (voor 1 cel) als volgt berekend: vermenigvuldig de maximale spanning met de maximale stroom, zeg 5V * 2.4A = 1.2W - voor ons voorbeeld.

Loodaccu

Een loodzuurbatterij werkt door chemische reacties van lood en looddioxide in een waterige oplossing van zwavelzuur. Elke klassieke autobatterij is op die manier ontworpen. Tijdens het laadproces ontleedt loodsulfaat in ionen (negatief geladen SO4 en positief geladen H), wordt looddioxide gevormd bij de kathode en wordt zuiver lood gevormd bij de anode. In een ontlading wordt metallisch lood tot loodsulfaat geoxideerd, wordt looddioxide aan de kathode gereduceerd en wordt lood aan de anode geoxideerd.

Als de batterij wordt opgeladen (te lang wordt opgeladen), houdt loodsulfaat op, blijft er alleen water achter en begint de elektrolyse: zuurstof komt vrij op de anode en waterstof wordt gegenereerd op de kathode (negatieve elektrode) - het wordt gezien in de vloeibare elektrolyt bubbels.

Vanwege een dergelijke chemische samenstelling is de spanning van de maximale lading van één cel van een loodzuuraccu 2,17 volt. In een 12-volt batterij zijn er 6 dergelijke in serie geschakelde secties en in een 6-volt batterij zijn er 3 in serie geschakelde secties.Daarom is de maximale laadspanning van een 12 volt batterij 13,02 volt. Voor 6 volt - 6,51 volt.

Daarom moet de lader tijdens het laden een constante spanning leveren aan de elektroden op basis van ten minste 2,45 volt per cel (zodat het opladen niet voor onbepaalde tijd doorgaat) - voor 12 volt is dit 14,7 volt en voor 6 volt is dit 7, 35 volt. De initiële laadstroom wordt optimaal genomen als 30% van de capaciteit.

Als gevolg hiervan moet het maximale werkvermogen van de lader worden berekend als de maximale spanning vermenigvuldigd met de maximale stroom, zeg 14.7V * 30A = 441W - voor een loodzuuraccu met een nominale spanning van 12 volt, 100Ah capaciteit.