מהם הסיווגים העיקריים של סוללות ליתיום-יון?

על פי חומרי האלקטרוליטים השונים המשמשים בסוללות ליתיום-יון, סוללות ליתיום-יון מחולקות לסוללות ליתיום-יון נוזליות (סוללת ליתיום-יון נוזלית, המכונה LIB) וסוללות ליתיום-יון פולימריות (בקיצור PLB).

סוללת ליתיום יון (Li-ion)

סוללת ליתיום-יון נטענת היא הסוללה הנפוצה ביותר במוצרים דיגיטליים מודרניים כגון טלפונים ניידים ומחשבים ניידים, אך היא "חורקת" יותר ולא ניתן להטעין אותה או לפרוק אותה יתר על המידה במהלך השימוש (היא תפגע בסוללה או תגרום לה לגרוטאות). לכן, ישנם רכיבי הגנה או מעגלי הגנה על הסוללה כדי למנוע נזק יקר לסוללה. דרישות הטעינה של סוללת ליתיום-יון גבוהות מאוד. כדי להבטיח שדיוק מתח הסיום הוא בטווח של ±1 אחוז, יצרניות מכשירי מוליכים למחצה הגדולות פיתחו מגוון IC טעינת סוללות ליתיום-יון כדי להבטיח טעינה בטוחה, אמינה ומהירה.

טלפונים ניידים משתמשים בעצם בסוללות ליתיום-יון. שימוש נכון בסוללות ליתיום-יון חשוב מאוד להארכת חיי הסוללה. ניתן להפוך אותו למלבני שטוח, גלילי, מלבני וכפתור בהתאם לדרישות של מוצרים אלקטרוניים שונים, ויש לו מארז סוללות המורכב ממספר סוללות המחוברות בסדרה ובמקביל. המתח הנקוב של סוללות ליתיום-יון הוא בדרך כלל 3.7V עקב שינויים בחומרים, ו-3.2V עבור קתודות ליתיום ברזל פוספט. מתח הטעינה הסופי בטעינה מלאה הוא בדרך כלל 4.2V, ופוספט ליתיום ברזל 3.65V. מתח הפריקה הסופי של סוללות ליתיום-יון הוא 2.75V-3.0V (מפעל הסוללות נותן את טווח מתח העבודה או את מתח הפריקה הסופי, הפרמטרים מעט שונים, בדרך כלל 3.{{ 17}}V, 2.5V עבור פרופוספור). המשך לפרוק מתחת ל-2.5V (ליתיום ברזל פוספט 2.0V) נקרא פריקת יתר, ופריקת יתר תפגע בסוללה.

סוללות ליתיום יון עם תחמוצת ליתיום קובלט כאלקטרודה חיובית אינן מתאימות לפריקה בזרם גבוה. פריקת זרם מוגזמת תפחית את זמן הפריקה (הטמפרטורה הפנימית תיצור טמפרטורה גבוהה יותר ותאבד אנרגיה) ועלולה להיות מסוכנת; אבל ליתיום ברזל פוספט ניתן לטעון ולפרוק את חומר האלקטרודה החיובי סוללת ליתיום בזרם גדול של 20C או יותר (C היא הקיבולת של הסוללה, כגון C=800mAh, 1C טעינה קצב, כלומר, זרם הטעינה הוא 800mA), המתאים במיוחד לרכבים חשמליים. לכן, מפעל ייצור הסוללות נותן את זרם הפריקה המקסימלי, שאמור להיות פחות מזרם הפריקה המרבי במהלך השימוש. לסוללות ליתיום-יון יש דרישות מסוימות לטמפרטורה. המפעל מספק את טווח טמפרטורת הטעינה, טווח טמפרטורת הפריקה וטווח טמפרטורת האחסון. טעינת מתח יתר תגרום לנזק קבוע לסוללת הליתיום-יון. זרם הטעינה של סוללות ליתיום-יון צריך להתבסס על המלצות יצרן הסוללות, ויש לדרוש מעגל מגביל זרם כדי למנוע זרם יתר (התחממות יתר). בדרך כלל, קצב הטעינה הוא 0.25C-1C. לעתים קרובות יש צורך לזהות את טמפרטורת הסוללה במהלך טעינת זרם גבוה כדי למנוע התחממות יתר מפגיעה בסוללה או גרימת פיצוץ.

טעינת סוללת ליתיום-יון מחולקת לשני שלבים: ראשית טעינת זרם קבוע, ומעבר לטעינת מתח קבוע כשהיא קרובה למתח הסיום. לדוגמה, סוללה בקיבולת של 800 mAh, מתח הטעינה הסופי הוא 4.2V. הסוללה נטענת בזרם קבוע של 800mA (קצב טעינה של 1C). בהתחלה, מתח הסוללה מוגבר עם שיפוע גדול יותר. כאשר מתח הסוללה קרוב ל-4.2V, הוא משתנה לטעינת מתח קבוע של 4.2V, הזרם יורד בהדרגה והמתח משתנה מעט. כאשר זרם הטעינה יורד ל-1/10-50C (הגדרות יצרן שונות, זה לא משפיע על השימוש), זה נחשב שהוא כמעט מלא וניתן לסיים את הטעינה (חלק מהמטענים מפעילים את הטיימר לאחר 1/ 10C, ולאחר פרק זמן מסוים סוף הטעינה).