Charge des batteries Li-ion

Le chargeur de batteries Li-ion est un appareil limiteur de tension et il est semblable au chargeur de batteries au plomb-acide. Les principales différences du chargeur Li-ion incluent une tension plus élevée par élément, une tolérance plus rigoureuse du niveau de tension, et l'absence de charge d'entretien ou de charge lente pour les batteries chargées.
Alors que les batteries au plomb-acide à régulateur à clapet (VRLA - Valve Regulated Lead-Acid) offrent une certaine flexibilité en termes de chute de tension, les fabricants d'éléments Li-ion sont très sévères concernant le choix de la tension. Lorsque le système au graphite a été lancé sur le marché pour la première fois, sa limite de tension de charge était de 4,10 volts par élément. Bien que les tensions plus élevées génèrent une densité d'énergie supérieure, l'oxydation des éléments limite énormément la durée de vie des premiers éléments au graphite s'ils sont chargés au-dessus du seuil de 4,10 V/élément. Cet effet a maintenant été résolu en utilisant des additifs chimiques, et la plupart des nouveaux éléments Li-ion sont maintenant ajustées à 4,20 V. La tolérance applicable à toutes les batteries Li-ion est exactement de +/- 0.05 volt par élément.
Le temps de charge de toutes les batteries Li-ion est d'environ 3 heures à un courant de charge initial de 1 C. La batterie reste froide pendant la charge. La pleine charge est obtenue lorsque la tension atteint le seuil supérieur de tension, et lorsque l'intensité du courant diminue et se stabilise à environ 3 % de sa capacité nominale, ou environ 0.03 C.
En augmentant l'intensité du courant de charge du chargeur Li-ion, on ne raccourcit pas beaucoup le temps de charge. Bien que la tension maximale soit atteinte plus rapidement en utilisant une plus grande intensité de courant, il faudra plus de temps pour atteindre la charge maximale. La Figure 3 illustre les signatures de tension et de courant d'un chargeur lorsque l'élément Li-ion passe de la première par la deuxième à la troisième étape.
En prétendant pouvoir charger une batterie Li-ion sur une période d'une heure ou moins, on obtient habituellement des niveaux de charge inférieurs. Un tel chargeur élimine simplement l'étape deux et passe directement à l'état " prêt " lorsqu'il atteint le seuil de tension à la fin de la première étape. Le niveau de charge à ce point est d'environ 70 %. On nécessite typiquement deux fois plus de temps pour obtenir la charge maximale comparativement à la charge initiale.
Aucune charge d'entretien n'est appliquée puisque la Li-ion ne peut pas absorber de surcharge. La charge d'entretien pourrait causer le placage du lithium métallique, une condition qui rend l'élément instable. Au lieu de cela, une brève charge maximale est appliquée pour compenser pour la petite quantité d'autodécharge occasionnée par la batterie et par son circuit de protection.
Selon le chargeur et l'autodécharge de la batterie, une charge maximale peut être appliquée à toutes les 500 heures ou à tous les 20 jours. Typiquement, la charge est amorcée lorsque la tension en circuit ouvert mesurée aux bornes diminue à 4,05 volts par élément et elle cesse lorsque la tension atteint 4,20 V/élément.