Spécifications de la pile bouton au lithium CR2032

J'utilise un module de batterie CR2032 pour faire fonctionner un module BLE 4.1. La radio BLE pour la communication prend environ 3,5 à 5 mA de courant. Mais quand je regarde la fiche technique de la batterie ( https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf ), elle montre que le courant de décharge nominal est de 0,2mA.

Ma question est: pendant la communication BLE, lorsque le courant est d'environ 5mA, cette batterie sera-t-elle capable de fournir ce courant? Dans quel but également les valeurs nominales du courant de décharge sont-elles affichées?

J'ai fait ma thèse de doctorat sur la gestion de l'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil et je travaillais avec des nœuds de capteurs utilisant des piles CR2032. Nous avons conçu les nœuds nous-mêmes (mon superviseur a conçu le PCB et j'ai conçu le firmware et tous les tests liés à l'énergie).

Je peux confirmer ce que les gens ci-dessus disent que vous pouvez tirer des pics de 100 mA à partir d'une nouvelle cellule CR2032. Mais comme on dit, pour obtenir la capacité nominale en termes de mAh, vous devez la décharger au courant et à la température nominale spécifiés.

Les nœuds de capteur sur lesquels je travaillais consommaient 27 à 35 mA lors de la transmission. Mais les transmissions ont duré de 110 à 140 ms à la fois, une fois par minute. À température ambiante en utilisant un seul CR2032 en parallèle avec un supercap 75mF de CapXX, nous avons réussi à utiliser environ 87% de la capacité nominale du CR2032 (les nœuds testés fonctionnaient en moyenne 99 jours). Nous avons utilisé un CR2032 de Renata. La même configuration sans supercondensateur obtiendrait en moyenne 10 à 15 jours de temps de fonctionnement en moins. Cependant, le supercap devient crucial si vous décidez de baisser la température de fonctionnement !!! (ce que nous avons fait dans des tests à -30 ° C)

Les conséquences d'une décharge avec un courant plus élevé sont que vous parvenez à obtenir moins d'énergie que celle spécifiée par la batterie. Les pics de courant créent des chutes de tension et au moment où cette chute de tension descend en dessous de votre tension de coupure - votre circuit se réinitialise. Inutile de dire qu'à ce stade, il reste encore de l'énergie dans la cellule. Pour atténuer ce problème, vous pouvez ajouter un supercondensateur pour aplanir les pics de courant de transmission (chutes de tension).

Mais:

• les supercondensateurs sont chers
• vous en avez besoin d'un à faible courant de fuite et d'un circuit d'équilibrage tel que CapXX (ils ont des courants de fuite dans la plage de 1 à 2 uA)

Un super-condensateur à courant de fuite élevé fera plus de mal que de bien si l'appareil doit être alimenté pendant des jours ou des semaines.

N'hésitez pas non plus à connecter des CR2032 en parallèle si vous en avez besoin et que vous avez de l'espace - vous doublez pratiquement la capacité actuelle.

Cela dit - il y a encore une tonne de travail à faire dans ce monde pour améliorer la gestion de l'énergie dans de telles applications.

De la fiche technique:

• La capacité nominale indique la durée jusqu'à ce que la tension tombe à 2,0 V lorsqu'elle est déchargée à un courant de décharge nominal à 20 degrés. C

Donc, si vous déchargez à 0,2 mA, vous obtiendrez une capacité de 220 mAh, soit 1100 heures. La décharge à un taux plus élevé réduira la capacité de la batterie. Les pulsations affecteront également cela, car le BLE pulsera jusqu'à 5mA. Une impulsion de 5mA pendant une fraction de seconde alors qu'il n'y a pas de tirage le reste du temps, pourrait entraîner un tirage équivalent de 0,2mA.

Si vous regardez le graphique intitulé Pulse Discharge, il montre une impulsion de 5 secondes de 300 Ω, ou 10mA @ 3V. Une décharge pulsée comme celle-ci réduira la capacité totale pendant la durée de vie de la batterie à environ 180 mAh par rapport aux 220 mAh nominaux.

Pour répondre à vos deux questions directes:

1. Un CR2032 typique peut générer beaucoup plus de courant que 5 mA. Vous pouvez en tirer 100mA, pendant moins d'une heure, avec quelques mises en garde concernant son ESR élevé.

2. Le courant nominal doit établir une durée de vie de base de la batterie. Le CR2032, et les piles bouton en général, sont destinés aux applications à faible courant et à longue durée de vie, comme les horloges en temps réel ou les sauvegardes sur batterie des données. Ils ne sont pas destinés à alimenter de lourdes charges.

Je pense que la réponse est dans ce graphique de la fiche technique:

$3V \div 300\Omega$

(Cela est dû à plus d'énergie consommée dans les résistances internes de la batterie. Mais cela semble très bien si vous êtes d'accord avec la capacité réduite)