Перейти к содержанию

Можно ли заряжать LiFePO4 зарядником для Li-ion?

Обновлено Редакция GAW

LiFePO4 (литий-железо-фосфатный аккумулятор) — тоже литиевый, но с другим напряжением. TI в заметке SLUAAR1 сравнивает его с обычным Li-ion:

ПараметрLi-ionLiFePO4
Номинальное напряжение элемента3,6 В3,2 В
Напряжение заряда3,9–4,2 В3,5–3,65 В
Порог предзаряда3,0 В2,0 В
MCP73831 держит в конце заряда4,20 В (или 4,35–4,50 В)те же 4,20 В — выше нормы

Наш расчёт: даже в самом мягком варианте MCP73831 с 4,20 В превышение над верхней границей заряда LiFePO4 — 4,2 − 3,65 = 0,55 В. Зарядник Li-ion не остановится на 3,65 В: в фазе постоянного напряжения он будет держать свои 4,2 В, пока ток не упадёт до порога окончания.

Чем заряжать

  • Специализированная микросхема. bq25070 рассчитан именно на LiFePO4: кратковременно поднимает элемент до порога 3,62–3,78 В и отключает быстрый заряд, после чего поддерживает 3,465–3,535 В. Фазы постоянного напряжения, как у заряда CC/CV для Li-ion, в нём нет — TI объясняет это ускорением заряда.
  • Зарядник с настраиваемым напряжением — контроллер, у которого напряжение окончания задают резисторами, выставленный примерно на 3,6 В в пределах 3,5–3,65 В. Точность выставления важна: TI отмечает, что из-за пологой характеристики LiFePO4 небольшая ошибка напряжения стоит заметной доли ёмкости.

И отдельно от зарядника — плата защиты с порогами для LiFePO4, а не для Li-ion.

Обратная ситуация

Обратная замена — элемент Li-ion на заряднике для LiFePO4 — безопасна, но недозаряжает: 3,6 В далеко от 4,2 В полного заряда.

Время и ток заряда можно оценить в калькуляторе заряда аккумулятора, про химии и защиту — в статье «Батарейки и аккумуляторы для электроники», параметры зарядника Li-ion — на странице MCP73831.

Похожие вопросы

А если зарядить LiFePO4 зарядником Li-ion лишь немного и отключить?

Зарядник не знает химию элемента и с первой секунды ведёт напряжение к своим 4,2 В, а следить за ним вручную и вовремя отключать ненадёжно. Наш вывод: так делать не стоит — предел 3,5–3,65 В должна держать сама схема заряда.

Подойдёт ли MCP73831 с вариантом напряжения пониже?

Нет: у MCP73831 самое низкое напряжение окончания заряда — 4,20 В, остальные варианты — 4,35, 4,40 и 4,50 В. Для LiFePO4 нужно около 3,6 В, такого исполнения у этой микросхемы нет.

Почему по напряжению трудно понять степень заряда LiFePO4?

У LiFePO4 напряжение почти не меняется в средней части заряда — TI называет эту зависимость пологой. Поэтому оценивать остаток по напряжению, как у Li-ion, получается плохо, и для точной оценки считают заряд, прошедший через элемент.

Источники

  1. Texas Instruments. LiFePO4 Design Considerations (SLUAAR1, July 2023) — табл. 1-1 — номинальное напряжение элемента 3,6 В у Li-ion и 3,2 В у LiFePO4, напряжение заряда 3,9–4,2 В и 3,5–3,65 В; разд. 2 — порог предзаряда 3,0 В у Li-ion и 2,0 В у LiFePO4; пологая зависимость напряжения от степени заряда у LiFePO4
  2. Microchip. MCP73831/2 Miniature Single-Cell, Fully Integrated Li-Ion, Li-Polymer Charge Management Controllers (DS20001984H) — с. 1 и табл. DC Characteristics — варианты напряжения окончания заряда VREG 4,20, 4,35, 4,40 и 4,50 В (4,168–4,232 В для варианта 4,20 В); порог предзаряда — 66,5 или 71,5 % от VREG
  3. Texas Instruments. bq25070 1A, Single-Input, Single-Cell LiFePO4 Linear Battery Charger (SLUSA66, July 2011) — с. 1 и разд. Charging Operation — алгоритм для LiFePO4 без фазы постоянного напряжения: быстрый заряд до напряжения перезаряда (3,62–3,7–3,78 В), затем поддержание 3,465–3,5–3,535 В; порог предзаряда 2,4–2,6 В

Нашли ошибку?

Смотрите также