Quelle est la tension minimale requise pour charger une batterie Li-ion 3,7 V?

J'ai une batterie de téléphone portable qui a écrit ce qui suit sur un côté:

• 3.7 V 1000mAh
• Tension de charge limitée: 4,2 volts

Je comprends que la première ligne signifie que la batterie donnera toujours 3,7 V (au moins en théorie) à sa borne de sortie. De plus, la batterie durera 1 heure si les circuits mobiles consomment 1000mA.

La deuxième ligne signifie qu'en aucun cas je ne devrais augmenter la tension de charge d'entrée au-delà de 4,2 V, sinon cela pourrait endommager la batterie.

Ma compréhension est-elle correcte? Si j'ai raison, je voudrais savoir pour cette batterie quelle est la tension minimale requise pour la charge?

Techniquement, la quantité minimale de tension pour la charge sera supérieure à l'état de charge actuel. Mais ce n'est probablement pas la réponse que vous cherchez, de la batterie lithium-ion sur Wikipedia:

Le lithium-ion est chargé à environ 4,2 ± 0,05 V / cellule, à l'exception de la "longue durée de vie militaire" qui utilise 3,92 V pour prolonger la durée de vie de la batterie. La plupart des circuits de protection sont coupés si une tension supérieure à 4,3 V ou une température supérieure à 90 ° C est atteinte. En dessous de 2,50 V / élément, le circuit de protection de la batterie peut rendre la batterie non rechargeable avec un équipement de charge normal. La plupart des circuits de batterie s'arrêtent à 2,7–3,0 V / cellule.

Donc, pour atteindre un état de charge complet, vous voudriez normalement viser 4,2 V. Dans la pratique, charger Li-Ion en toute sécurité et efficacement implique plusieurs étapes, vous pouvez donc envisager une puce de chargeur dédiée. Vous auriez besoin de vérifier les fiches techniques pour tout aspect intéressant, mais beaucoup fonctionneront correctement avec une tension d'alimentation légèrement supérieure à 4,2 V.

Le 3.7V ci-dessus sonne comme la tension nominale qui est la zone où la batterie passera la plupart de son temps pendant le cycle de charge à décharge. Mais ils commenceront à environ 4,2 V et tomberont à une tension inférieure à celle-ci. Les laisser tomber trop loin dans la tension entraînera des problèmes, mais vous obtiendrez également une durée de vie utile inférieure à 3,7 V.

Pour charger une batterie au lithium-ion en toute sécurité, vous devez suivre la procédure de charge correcte , qui implique une phase à courant constant suivie d'une phase à tension constante. Si vous utilisez simplement une source à tension constante, vous finirez par charger la batterie plus rapidement qu'elle n'est conçue pour y faire face.

Par exemple, voici une fiche technique pour un modèle particulier de batterie Li-ion. Pour charger complètement la batterie, vous devez éventuellement la porter à 4,2 V. Mais si vous appliquez simplement un 4.2V à travers quand il est complètement déchargé, vous mettrez 4.2V-2.75V = 1.45V à travers une impédance de 130mOhm. Cela signifie que le courant de charge sera de l'ordre de 10 ampères, ce qui est beaucoup plus élevé que celui pour lequel la batterie est conçue. Il est spécifié avec un taux de charge maximum de "1C" ou suffisamment de courant pour charger complètement la batterie en une heure, qui dans ce cas est de 1,1A.

Vous devez limiter activement le courant de charge en réduisant la tension, jusqu'à ce que la batterie soit suffisamment chargée pour s'auto-limiter. Si vous ne trouvez pas de fiche technique pour le modèle exact de batterie que vous utilisez, vous devez faire preuve de prudence et la charger très lentement. Les batteries au lithium-ion sont susceptibles de prendre feu ou d'exploser si elles sont mal utilisées.

Ce n'est pas un domaine dans lequel j'ai beaucoup d'expérience, mais je suppose que cela dépend de la résistance interne de la batterie.

Vous pouvez essayer d'appliquer une petite tension de charge à la batterie, aussi petite que vous le souhaitez, puis mesurer la quantité de courant circulant dans la batterie. Si du courant circule dans la batterie, elle doit être en charge (moins un courant qui est gaspillé en chaleur dans le processus de charge).

Le courant avec lequel vous pouvez charger la batterie dépendra du niveau de charge de la batterie. C'est-à-dire que si la batterie est complètement déchargée, vous pouvez probablement la charger avec une très petite tension, mais si elle est presque entièrement chargée, vous aurez besoin d'une tension plus élevée. Mon intuition me dit que vous devrez appliquer au moins 3,7 V si vous souhaitez charger complètement la batterie.

Encore une fois, je ne suis pas un expert dans ce domaine, donc ci-dessus est juste ma spéculation. :)

Compte tenu des autres réponses, je me limiterai à répondre aux questions du PO. 1 - Oui, votre compréhension est correcte.
2 - Le minimum de tension nécessaire pour charger une batterie 3.7V Li-Ion (à 3.7V), est 3.7V . Une tension plus pratique serait de 4,0 V (3,7 <4,0 <4,2).
Un exemple plus "réaliste" de la deuxième partie de la première phrase serait de 10 heures à 100mA.

Non, la batterie ne donne pas constamment 3,7V. Il s'agit de la valeur de tension à une capacité bien inférieure. 3.7V ne signifie pas grand-chose. C'est la valeur à laquelle la batterie est la plus stable, mais la valeur réelle lorsqu'elle est complètement chargée est de 4,2 V, donc un chargeur devra fournir une valeur supérieure à celle-ci si vous souhaitez la charger complètement.

À 3,3 V, les cellules Li-Ion standard sont considérées comme déchargées car elles ne peuvent plus fournir suffisamment de courant soutenu pour les applications moyennes pour lesquelles elles ont été conçues.

La tension minimale pour charger un Li-Ion standard est de 4,201 V. Mais compte tenu des impédances du chargeur et de la cellule, la plupart des chargeurs ont 4,25 ou même 4,3 V lorsqu'ils fonctionnent à blanc (non connectés à une cellule).

Bien que ces valeurs aient été choisies de cette façon, elles ne sont pas comme les 10 commandements. Vous pouvez décharger une cellule sous 3,3 V, mais elle fournira moins de courant et vous pouvez la charger même jusqu'à 4,3 + V et sa capacité sera plus élevée, mais les deux pratiques réduiront sa durée de vie.

Donc, dans les cas d'urgence, surchargez-les à 4,3 V et vous aurez une capacité supplémentaire pour travailler avec et si vous voulez avoir un temps très long pour une cellule, laissez-la charger uniquement jusqu'à 4 V, mais cela ne fournira que ~ 80% de la capacité déclarée.

Pour en revenir aux chargeurs, je concevrais mon chargeur comme ceci:

Option 1: 4,0 V - mode sans échec - pour une charge en toute sécurité et une longue durée de vie et une récupération des cellules surchargée / mauvaise.

Option 2: 4,21 V - standard - mode de charge normal (les cellules défectueuses avec une capacité réduite surchaufferont si elles sont chargées au niveau standard)

Option 3: 4,32 V - surpuissance - mode de surcharge (durée de vie des cellules réduite, danger très élevé pour les cellules de capacité réduite)