Litium batareyaların ən yaxşı yüklənmə cərəyanı nə qədərdir və litium batareyanın doldurulma müddətini necə hesablamaq olar?

İnsanlar tez-tez soruşurlar, mənim batareyalarım üçün ən yaxşı doldurma cərəyanı nədir?  Batareyanı tam doldurmaq üçün nə qədər vaxt lazımdır? İndi biz bu  məsələni ətraflı müzakirə edəcəyik . 

Birincisi, litium batareyanı doldurarkən cərəyanı necə təyin etmək olar?

Bu batareyanın tutumuna əsaslanmalıdır. Litium batareyanın struktur xüsusiyyətlərinə görə, yüklənmə cərəyanı və yüklənmə (doldurma) gərginliyi dinamik olaraq dəyişdirilir. Maksimum doldurma son gərginliyi 4,2V olmalıdır. Həddindən artıq doldurmayın, əks halda batareya zədələnəcək və nəticədə ciddi təhlükə  yarana  bilər. Beləliklə , damlama (qabaqcadan doldurma) – sabit cərəyan-sabit gərginlik doldurma metodundan istifadə edən peşəkar yükləmə cihazından  istifadə etmək daha mükəmməldir . Adətən əl ilə seçdiyimiz yükləmə cərəyanı əslində sabit cərəyan doldurma mərhələsindəki doldurma cərəyanıdır.

Litium batareyaları üçün optimal doldurma cərəyanı əslində üç faza bölünür:

1. Damlama bərpası (Trickle Recover) : litium batareyanın ilkin ( yüksüz) gərginliyi ilkin doldurma gərginliyindən aşağı olduqda, batareyanın fəaliyyəti zəifləyir. Əvvəlcədən doldurma mərhələsinin qurulması , avtomobilin birinci sürət qutusu kimi batareyanın ömrünü uzatmaq üçün faydalıdır.  Tək bir litium-ion batareya üçün bu gərginlik ümumiyyətlə 3.0V-dir və doldurma cərəyanı təxminən 100mA və ya sabit cərəyan  doldurma cərəyanının 10%-nə təyin edilə bilər . (Batareya gərginliyi 3.0V-dən yüksəkdirsə, damlama ilə bərpa  mərhələsi yoxdur.)

2. Ani cərəyan C yüklənməsi (Constant Current Charging) : Sabit cərəyan (Constant Current) şiddəti deyilən cərəyanın sabit olduğunu və gərginliyin tədricən artdığını bildirir. İndi sürətli doldurma mərhələsinə keçir.  Sabit cərəyanla doldurma cərəyanlarının əksəriyyəti 0,2C ilə 1C arasında müəyyən edilir. Burada ümumiyyətlə 0,5C seçilir . 0.5C-nin seçilməsinin səbəbi, bu cərəyanın doldurulma vaxtı və yükləmə təhlükəsizliyi arasında yaxşı bir tarazlıq olmasıdır. Bu litium batareyaları üçün ümumiyyətlə uyğundur.

Burada C, 3000mAh batareyanın tutumuna ifadə edir,burada 0.2C 600mA, 1C 3A kimidir . Adi yükləmə cərəyanı batareyanın tutumundan təxminən 0,5 dəfə çox seçilə bilər və 2 saat ərzində 75-85%-ə qədər doldurula bilər. Sabit gərginlikli doldurma vaxtını əlavə etməklə, bütün doldurma müddəti təxminən 2,5 ilə 3 saat arasındadır.

Belə ki:

Ümumi Panasonic tipli akkumulyator 18650 3500 mAh və 0,2C-0,5C-də doldurula bilər, yəni doldurma cərəyanı 700mA-1,75A-dır.

Güc növü Samsung 30Q, 18650 3000mAh 0,5C-1C-də doldurula bilər, yəni şarj cərəyanı 1,5A-3A-dır.

Yeni batareya üçün ən yüksək  dəyəri seçilə bilər və köhnə batareya aşağı olanı seçilməlidir.

3. Daimi V gərginliyi C yüklənməsi( Constant Voltage Charging): Tək hüceyrəli litium-ion batareya üçün, batareya müəyyən bir gərginlik dəyərinə çatdıqda, sabit gərginlik doldurma mərhələsinə daxil olur .  Gərginlik dəyəri ümumiyyətlə 4.0-4.2V-dir. Bu mərhələdə batareyanın gərginliyi tədricən 4,2V-ə yaxınlaşır, yükləmə cihazı ilə batareya arasındakı gərginlik fərqi daha kiçik olur və cərəyan tədricən azalır. Yükləmə cihazı tərəfindən təyin edilmiş kəsmə cərəyanına çatdıqda, yükləmə cihazı daxili olaraq ayrılır və doldurma tamamlanır və cərəyan 0 A təşkil edir .

Hazırda bəzi ağıllı yükləmə cihazları  akkumulyatorun vəziyyətini ağıllı şəkildə aşkarlaya bilir və  avtomatik olaraq ən uyğun doldurma cərəyanını seçə bilir və artıq cərəyanı əl ilə tənzimləməyə ehtiyac olmur.

İkincisi, litium batareyanın doldurulma müddətini necə hesablamaq olar?

Litium  batareyanın doldurulma cərəyanı  adətən yükləmə cihazında qeyd olunur. Doldurma vaxtını hesablamaq istəyirsinizsə, batareyanın tutumunu doldurma cərəyanına bölün və sonunda 0,5-1 saat əlavə edin . Niyə 0,5-1 saat əlavə edin? Çünki yükləmə cihazı yükləmə cihazının limit gərginliyinə çatdıqda  , sabit gərginlik doldurulması yerinə yetiriləcək, bu zaman doldurma cərəyanı kiçilir və doldurulma yavaşlayır, beləliklə yükləmə müddətinə təxminən 1 saat əlavə ediləcəkdir.

18650 batareyanın doldurulma müddəti =  nominal tutum / yükləmə cərəyanı + 1 saat. Bununla belə, bu nəzəri dəyərdir, faktiki dəyər aşağıdakı üç faktora görə fərqlidir: 

A.  müxtəlif istehsalçıların yükləmə cihazlarının parametrləri  fərqlidir;

B.  litium batareya parametrlərinin doğru olub-olmaması ;

C. batareya köhnə və ya yenidir.