¿Cuál es el voltaje mínimo requerido para cargar una batería de Li-ion de 3.7 V?

Question

Tengo una batería de teléfono celular que tiene lo siguiente escrito en un lado:

• 3,7 V 1000mAh
• Voltaje de carga limitado: 4,2 voltios

Entiendo que la primera línea significa que la batería siempre dará 3,7V (al menos en teoría) en su terminal de salida. Además, la batería durará 1 hora si el circuito del móvil consume 1000mA.

La segunda línea significa que en ningún caso debo aumentar el voltaje de carga de entrada más allá de 4,2V, de lo contrario podría dañar la batería.

¿Es correcta mi comprensión? Si es correcta, me gustaría saber cuál es el voltaje mínimo requerido para cargar esta batería.

Answer 1

Técnicamente, la cantidad mínima de voltaje para la carga será todo lo que esté por encima del estado actual de carga. Pero eso probablemente no sea la respuesta que estás buscando, desde Batería de iones de litio en Wikipedia:

El litio-ion se carga a aproximadamente 4,2 ± 0,05 V/celda, excepto para "vida útil militar" que utiliza 3,92 V para extender la vida de la batería. La mayoría de los circuitos de protección se desconectan si el voltaje es mayor a 4,3 V o si la temperatura supera los 90 °C. Por debajo de 2,50 V/celda, el circuito de protección de la batería puede hacer que la batería sea imposible de cargar con equipo de carga regular. La mayoría de los circuitos de la batería se detienen en 2,7-3,0 V/celda.

Por lo tanto, para lograr un estado de carga completo, normalmente querrías apuntar a 4,2 V. En la práctica, cargar Li-Ion de manera segura y eficiente implica varios pasos, por lo que puede que quieras buscar un chip cargador dedicado. Deberías revisar las hojas de datos de aquellos que te interesen, pero muchos funcionarán correctamente con un voltaje de suministro solo un poco por encima de 4,2 V.

El 3,7 V mencionado suena como el voltaje nominal que es el rango en el que la batería pasará la mayor parte de su tiempo durante el ciclo de carga a descarga. Pero comenzarán alrededor de 4,2 V y disminuirán a un voltaje inferior a eso. Permitir que caigan demasiado en voltaje causará problemas, pero aún obtendrás algo de vida útil útil por debajo de 3,7 V también.

Answer 2

Para cargar de forma segura una batería de ion de litio, necesitas seguir el procedimiento de carga correcto, que implica una fase de corriente constante seguida por una fase de voltaje constante. Si solo utilizas una fuente de voltaje constante, terminarás cargando la batería más rápido de lo que está diseñada para manejar.

Por ejemplo, aquí tienes una hoja de datos de un modelo particular de batería de ion de litio. Para cargar completamente la batería, eventualmente necesitas llevarla hasta 4.2V. Pero si aplicas directamente 4.2V cuando está completamente descargada, estarás poniendo 4.2V-2.75V=1.45V a través de una impedancia de 130mOhm. Eso significa que la corriente de carga será del orden de los 10 amperios, que es mucho más alto de lo que la batería está diseñada para soportar. Está especificada con una tasa de carga máxima de "1C" o la suficiente corriente para cargar completamente la batería en una hora, que en este caso es de 1.1A.

Necesitas limitar activamente la corriente de carga reduciendo el voltaje, hasta que la batería esté suficientemente cargada para autorregularse. Si no puedes encontrar una hoja de datos para el modelo exacto de batería que estás utilizando, debes pecar de precavido y cargarla muy lentamente. Las baterías de ion de litio son propensas a incendiarse o explotar si se abusan.

Answer 3

Mi cargador de batería solo ha podido funcionar y cargar @ 4.12v. Asegúrate de que el cargador que estás usando no supere los 4.2v.

Answer 4

Esta no es un área en la que tenga mucha experiencia, pero supongo que depende de la resistencia interna de la batería.

Puedes intentar aplicar un voltaje de carga pequeño a la batería, tan pequeño como desees, y luego medir cuánta corriente fluye hacia la batería. Si está fluyendo corriente hacia la batería, debería estar cargándose (menos algo de corriente que se desperdicia como calor en el proceso de carga).

La corriente con la que puedes cargar la batería dependerá de cuánto esté cargada la batería. Es decir, si la batería está completamente descargada, probablemente puedas cargarla con un voltaje muy bajo, pero si está casi completamente cargada, necesitarás un voltaje más alto. Mi intuición me dice que tendrás que aplicar al menos 3.7V si quieres cargar completamente la batería.

Nuevamente, no soy un experto en esta área, ¡así que lo anterior es solo una especulación! :)

Answer 5

Teniendo en cuenta las otras respuestas, me limitaré a responder solo las preguntas del OP. 1 - Sí, tu entendimiento es correcto.
2 - El mínimo voltaje requerido para cargar una batería de iones de litio de 3.7v (a 3.7v), es 3.7v. Un voltaje más práctico sería, 4.0v (3.7 < 4.0 < 4.2).
Un ejemplo más "realista" de la segunda parte de la primera oración sería 10 horas a 100mA.