Bagaimana Cara Mengisi Baterai Li-Ion?

Baterai Li-ion banyak digunakan dalam elektronik portabel, peralatan medis, perangkat industri, pelacak GPS, perangkat yang dapat dikenakan, dan peralatan bertenaga baterai. Namun, baterai tersebut harus diisi dengan peralatan dan pengaturan yang sesuai dengan kimia, voltase, kapasitas, dan sistem perlindungan baterai.

Metode pengisian daya yang benar bukan sekadar soal menyambungkan catu daya ke terminal positif dan negatif. Pengisi daya yang sesuai harus mengontrol voltase dan arus pengisian, mengikuti profil pengisian daya yang sesuai, dan menghentikan atau mengurangi pengisian daya saat baterai mencapai batas yang disetujui.

Panduan ini menjelaskan cara mengisi daya baterai Li-ion dengan aman, peralatan apa saja yang diperlukan, cara kerja proses pengisian daya, dan tanda peringatan apa yang harus menghentikan proses pengisian daya.

Jawaban Singkat: Bagaimana Cara Mengisi Baterai Li-Ion?

Untuk mengisi baterai Li-ion dengan aman:

1. Periksa kimia baterai, voltase, kapasitas dan persyaratan pengisian.

2. Gunakan pengisi daya yang dirancang untuk jenis baterai litium tertentu.

3. Pastikan voltase pengisi daya sesuai dengan konfigurasi baterai.

4. Pastikan arus pengisian berada dalam batas baterai dan BMS.

5. Periksa baterai apakah ada pembengkakan, retak, bocor, atau kerusakan lainnya.

6. Hubungkan pengisi daya dengan polaritas dan konektor yang benar.

7. Biarkan pengisi daya mengikuti profil pengisian daya arus/tegangan konstan.

8. Pantau baterai terhadap panas yang tidak normal, bau, perubahan bentuk, atau tanda peringatan lainnya.

9. Cabut baterai setelah siklus pengisian daya selesai jika sistem tidak mengatur pengisian daya secara otomatis.

Jangan gunakan catu daya yang tidak diatur atau pengisi daya yang tidak kompatibel hanya karena konektornya cocok dengan baterai.

Apa yang Anda Butuhkan untuk Mengisi Baterai Li-Ion?

Pengaturan pengisian daya yang aman biasanya mencakup:

• Baterai Li-ion yang kompatibel

• Pengisi daya baterai lithium atau sirkuit pengisian daya yang disetujui

• Sumber listrik yang sesuai

• Konektor yang benar

• Sistem manajemen baterai atau sirkuit perlindungan jika diperlukan

• Lokasi pengisian daya yang stabil dan tidak mudah terbakar

Pengisi daya harus sesuai dengan konfigurasi baterai sebenarnya. Pengisi daya untuk sel litium-ion tunggal mungkin tidak cocok untuk paket baterai multisel. Demikian pula, pengisi daya untuk satu bahan kimia litium mungkin tidak cocok untuk bahan kimia litium lainnya.

Sebelum mengisi daya, konfirmasikan:

• Kimia baterai

• Tegangan nominal

• Tegangan pengisian maksimum

• Arus pengisian yang disarankan

• Kapasitas baterai

• Jumlah sel dan konfigurasi seri/paralel

• Polaritas konektor

• Persyaratan PASI atau papan pelindung

• Suhu pengisian yang diizinkan

Untuk paket baterai khusus, persyaratan ini harus dikonfirmasi sebagai bagian dari spesifikasi baterai dan bukan hanya ditebak dari tampilan fisik baterai.

Apa yang Harus Anda Periksa Sebelum Mengisi Daya?

Periksa Kondisi Baterai

Jangan mengisi daya baterai yang menunjukkan:

• Pembengkakan

• Retak

• tusukan

• Kebocoran elektrolit

• Penyok parah

• Bekas luka bakar

• Kabel rusak

• Terminal longgar

• Bau yang tidak biasa

• Panas yang tidak normal

Baterai yang rusak secara fisik mungkin memiliki masalah internal yang tidak terlihat dari luar. Jangan menusuk, membuka, mengompres, atau mencoba memperbaiki baterai yang bengkak.

Periksa Label Baterai

Label baterai atau lembar data dapat memberikan informasi tentang:

• Tegangan nominal

• Tegangan pengisian maksimum

• Kapasitas

• Arus pengisian yang disarankan

• Konfigurasi sel

• Polaritas

• Nomor model

• Persyaratan perlindungan

Jangan gunakan volume nominaltage sebagai satu-satunya referensi pengisian daya. Baterai yang digambarkan sebagai baterai Li-ion 3,7 V mungkin memerlukan voltase pengisian yang lebih tinggitage berdasarkan profil pengisian daya yang disetujui.

Periksa Pengisi Daya

Pengisi daya harus ditujukan untuk kimia baterai dan konfigurasi voltase.

Memeriksa:

• Tegangan keluaran pengisi daya

• Arus keluaran maksimum

• Profil pengisian daya

• Jenis konektor

• Polaritas

• Metode penghentian biaya

• Kompatibilitas dengan BMS baterai

Konektor yang kompatibel secara fisik tidak membuktikan kompatibilitas listrik.

Bagaimana Cara Kerja Metode Pengisian CC/CV?

Kebanyakan baterai Li-ion yang dapat diisi ulang menggunakan proses pengisian berdasarkan dua tahap utama:

• Arus Konstan

• Tegangan Konstan

Tahap Arus Konstan

Selama tahap arus konstan, pengisi daya menyuplai arus terkendali ke baterai. Tegangan baterai meningkat secara bertahap saat baterai menerima daya.

Tahap ini biasanya menyediakan sebagian besar energi pengisian. Arus pengisian tetap relatif stabil sementara tegangan baterai mendekati batas atasnya.

Tahap Tegangan Konstan

Ketika baterai mencapai batas voltase yang ditentukan, pengisi daya menahan voltase mendekati level tersebut. Arus pengisian daya secara bertahap berkurang saat baterai mendekati daya terisi penuh.

Inilah sebabnya mengapa bagian terakhir dari pengisian seringkali membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan bagian pertama.

Penghentian Biaya

Pengisian daya berakhir ketika arus turun di bawah ambang batas penghentian pengisi daya atau ketika sistem manajemen baterai menghentikan siklus pengisian daya.

Tegangan dan kondisi terminasi yang tepat bergantung pada:

• Kimia baterai

• Desain sel

• Jumlah sel

• Desain pengisi daya

• Pengaturan BMS

• Persyaratan pabrikan

Detailnya Proses pengisian CC/CV harus dikonfirmasi dari spesifikasi produsen baterai.

Bagaimana Anda Mengisi Satu Sel Li-Ion?

Untuk mengisi daya satu sel Li-ion:

1. Konfirmasikan kimia sel dan tegangan pengisian maksimum.

2. Konfirmasikan arus pengisian yang disarankan.

3. Gunakan pengisi daya yang dirancang khusus untuk jenis sel tersebut.

4. Periksa sel sebelum memasukkannya ke dalam pengisi daya.

5. Pasang sel dengan polaritas yang benar.

6. Mulai siklus pengisian daya.

7. Pantau pengisi daya dan kondisi sel.

8. Izinkan pengisi daya menyelesaikan proses penghentian normalnya.

9. Lepaskan sel jika pengisi daya tidak menyediakan manajemen pengisian daya otomatis.

Sel silinder tunggal, seperti baterai 18650, harus diisi dengan pengisi daya yang dirancang untuk bahan kimia litium-ion dan konfigurasi sel yang benar.

Jangan letakkan sel litium kosong di dudukan darurat yang tersambung langsung ke adaptor daya. Pengisi daya harus mengatur tegangan dan arus serta harus mampu mengatur siklus pengisian daya.

Bagaimana Cara Mengisi Baterai Li-Ion?

Satu unit baterai mungkin berisi beberapa sel yang dihubungkan secara seri, paralel, atau kombinasi keduanya.

Sebelum mengisi daya paket, konfirmasikan:

• Jumlah sel total

• Konfigurasi seri dan paralel

• Kemas tegangan nominal

• Tegangan pengisian paket maksimum

• Arus pengisian yang disarankan

• Konfigurasi BMS atau PCM

• Konektor pengisian daya

• Persyaratan pengisian saldo

Untuk paket dengan sel yang dihubungkan secara seri, pengisi daya harus mendukung tegangan paket total. Tegangan pengisian tidak boleh dipilih hanya dari tegangan satu sel.

Paket multi-sel mungkin juga memerlukan:

• Pemantauan sel individu

• Penyeimbangan sel

• Perlindungan harga yang berlebihan

• Perlindungan pelepasan berlebih

• Perlindungan arus berlebih

• Penginderaan suhu

• Komunikasi antara paket dan pengisi daya

Konektor pengisi daya mungkin mencakup kontak daya dan sinyal. Jangan berasumsi bahwa setiap pin dimaksudkan untuk pengisian langsung.

Untuk peralatan OEM, solusi paket baterai litium harus ditentukan bersama dengan pengisi daya, BMS, konektor, dan perangkat host.

Bagaimana Seharusnya Anda Menghubungkan Pengisi Daya?

Urutan sambungan bergantung pada pengisi daya dan desain baterai, namun pemeriksaan berikut penting:

• Konfirmasikan polaritas positif dan negatif.

• Pastikan konektor sudah terpasang dengan benar.

• Periksa apakah kabel tidak rusak.

• Jaga konektor tetap kering dan bersih.

• Cegah benda konduktif menyentuh terminal.

• Jangan memaksa konektor masuk ke soket yang salah.

• Jaga kestabilan baterai selama pengisian daya.

Jika baterai dipasang di dalam perangkat, gunakan port pengisian daya atau sistem pengisian daya yang disetujui oleh perangkat tersebut. Jangan mengabaikan sirkuit pengisian daya internal perangkat kecuali baterai dan sistem dirancang khusus untuk pengisian daya eksternal.

Jika unit baterai memiliki konektor pengisian dan pengosongan terpisah, gunakan antarmuka yang benar untuk setiap fungsi.

Berapa Lama Waktu yang Dibutuhkan untuk Mengisi Baterai Li-Ion?

Perkiraan waktu pengisian dasar dapat dihitung dengan:

Waktu Pengisian Ideal = Kapasitas Baterai − Arus Pengisian

Misalnya, baterai 2.000 mAh yang diisi pada 1.000 mA memiliki waktu pengisian ideal:

2.000 mAh 1.000 mA = 2 jam

Waktu pengisian sebenarnya mungkin lebih lama karena:

• Arus berkurang selama tahap tegangan konstan.

• BMS mungkin membatasi arus pengisian.

• Baterai mungkin mulai mengisi daya dalam kondisi terisi sebagian.

• Pengisi daya dapat mengurangi arus karena suhu.

• Perangkat mungkin mengonsumsi daya saat mengisi daya.

• Baterai mungkin sudah tua atau resistansi internalnya meningkat.

Untuk pengisian sebagian, hitung hanya kapasitas yang perlu diisi ulang. Mengisi daya baterai dari 30% hingga 80% membutuhkan waktu yang lebih singkat dibandingkan mengisi daya dari 0% hingga 100%.

Oleh karena itu, waktu pengisian daya harus dijelaskan bersama dengan:

• Status awal biaya

• Status biaya sasaran

• Pengisian arus

• Kapasitas baterai

• Model pengisi daya

• Suhu pengisian daya

• Kondisi pengoperasian perangkat

Bisakah Anda Mengisi Baterai Li-Ion Saat Ada di Perangkat?

Banyak perangkat dirancang untuk mengisi daya baterai saat dipasang. Dalam produk ini, perangkat biasanya berisi IC pengisian daya, sistem proteksi, atau sirkuit manajemen daya.

Sistem pengisian daya dapat mengatur:

• Tegangan baterai

• Pengisian arus

• Suhu

• Pengakhiran tagihan

• Distribusi daya antara baterai dan perangkat

• Mengisi daya saat perangkat beroperasi

Namun, tidak semua perangkat mendukung pengisian daya dan pengoperasian secara bersamaan.

Mengoperasikan perangkat saat mengisi daya dapat:

• Tingkatkan waktu pengisian daya

• Tingkatkan suhu baterai

• Kurangi arus yang tersedia untuk pengisian daya

• Buat persyaratan manajemen daya tambahan

• Mempengaruhi waktu kerja baterai yang dapat digunakan

Untuk produk OEM, pengisian daya harus diuji dengan baterai akhir, pengisi daya, dan perangkat secara bersamaan.

Apa Perbedaan Antara Pengisi Daya dan Catu Daya?

Catu daya menyediakan keluaran listrik. Pengisi daya baterai dirancang untuk mengatur proses pengisian daya.

Pengisi daya baterai litium yang sesuai biasanya mengontrol:

• Tegangan pengisian

• Pengisian arus

• Tahapan pengisian daya

• Pengakhiran tagihan

• Interaksi perlindungan baterai

• Respon suhu jika memungkinkan

Catu daya umum mungkin tidak menyediakan profil pengisian daya atau fungsi perlindungan yang diperlukan. Meskipun voltasenya tampak sesuai, baterai mungkin tidak dapat diisi dengan aman.

Hal ini sangat penting untuk:

• Sel kosong

• Paket multi-sel

• Baterai tanpa pengisian elektronik terintegrasi

• Paket baterai berkapasitas tinggi

• Sistem baterai khusus

• Perangkat dengan antarmuka pengisian dan pengosongan terpisah

Pengisi daya harus dipilih sesuai dengan sistem baterai lengkap, tidak hanya label keluaran adaptor.

Bisakah Baterai Li-Ion Diisi dengan Port USB Apa Pun?

Port USB dapat berfungsi sebagai sumber daya untuk sirkuit pengisian daya yang dirancang dengan baik, namun port USB dengan sendirinya tidak secara otomatis merupakan pengisi daya baterai Li-ion.

Sistem pengisian daya USB yang aman mungkin mencakup:

• masukan USB

• IC pengisian baterai litium

• Pengaturan tegangan

• Kontrol saat ini

• Pengakhiran tagihan

• Sirkuit perlindungan

• Konektor baterai yang benar

Sumber daya USB dan sirkuit pengisian baterai menjalankan fungsi yang berbeda.

Jangan sambungkan sel Li-ion kosong langsung ke kabel USB. Output USB mungkin tidak menyediakan kontrol tegangan, kontrol arus, atau perilaku penghentian yang diperlukan oleh baterai.

Pertanyaan spesifik tentang penggunaan USB dengan baterai 18650 harus ditangani secara terpisah karena jawabannya bergantung pada apakah koneksi USB memberikan modul pengisian daya 18650 yang tepat atau terhubung langsung ke sel.

Berapa Suhu Pengisian yang Cocok?

Suhu pengisian harus mengikuti spesifikasi pabrikan baterai.

Hindari mengisi daya saat baterai:

• Beku atau sangat dingin

• Panas karena penggunaan beban tinggi baru-baru ini

• Terkena sinar matahari langsung

• Di dalam kandang yang berventilasi buruk

• Dekat komponen penghasil panas

Pengisi daya dapat mengurangi atau menghentikan arus pengisian daya ketika suhu berada di luar kisaran yang diizinkan.

Untuk perangkat OEM, evaluasi:

• Suhu pengisian normal

• Suhu pengisian maksimum

• Suhu pengisian minimum

• Panas yang dihasilkan oleh pengisi daya

• Panas yang dihasilkan oleh perangkat elektronik di dekatnya

• Ventilasi kandang

• Kondisi termal kompartemen baterai

Suhu pengisian daya dan suhu pengoperasian tidak selalu sama. Baterai mungkin memiliki satu rentang yang diizinkan untuk diisi dan satu lagi untuk dikosongkan.

Apa Aturan Utama Keamanan Pengisian Baterai Li-Ion?

Ikuti tindakan pencegahan dasar berikut:

• Gunakan pengisi daya baterai litium yang kompatibel.

• Jangan melebihi volume pengisian yang ditentukantage.

• Jangan melebihi arus pengisian yang disarankan.

• Konfirmasikan polaritas sebelum menghubungkan.

• Jangan mengisi daya baterai yang bengkak atau rusak.

• Jauhkan baterai dari bahan yang mudah terbakar.

• Jangan tutupi pengisi daya atau baterai selama pengisian daya.

• Jaga agar area pengisian daya tetap kering dan berventilasi.

• Hentikan pengisian daya jika baterai menjadi sangat panas.

• Hentikan pengisian daya jika terdapat asap, bau, bengkak, atau suara bising yang tidak biasa.

• Jangan memodifikasi baterai atau mengabaikan sistem perlindungannya.

• Jangan tinggalkan pengisian baterai yang tidak diketahui atau rusak tanpa pengawasan.

Keamanan baterai litium-ion harus diperlakukan sebagai persyaratan sistem. Sel baterai, BMS, pengisi daya, konektor, penutup, dan perangkat semuanya berkontribusi pada perilaku pengisian akhir.

Bagaimana Seharusnya Tim OEM Memvalidasi Pengisian Baterai Li-Ion?

Untuk produk OEM, pengisian daya harus divalidasi menggunakan konfigurasi baterai yang telah selesai.

Proses validasi dapat mencakup:

Pemeriksaan Kelistrikan

• Tegangan pengisian

• Pengisian arus

• Durasi pengisian daya

• Pengakhiran tagihan

• Tegangan baterai

• Polaritas paket

• Arus di sisi baterai

• Respon perlindungan BMS

Pemeriksaan Termal

• Suhu baterai

• suhu BMS

• Suhu konektor

• Suhu kabel

• Suhu pengisi daya

• Suhu di dalam kandang

Pemeriksaan Tingkat Perangkat

• Mengisi daya dengan perangkat dimatikan

• Mengisi daya dalam mode siaga

• Mengisi daya selama pengoperasian normal

• Mengisi daya selama beban puncak

• Memulai perangkat saat mengisi daya

• Mematikan perangkat setelah mengisi daya

• Waktu pengoperasian setelah siklus pengisian daya selesai

Pemeriksaan Mekanis

• Konektor pas

• Perutean kabel

• Retensi baterai

• Izin kandang

• Tekanan pada baterai

• Akses untuk servis dan penggantian

Waktu pengisian akhir harus diukur dengan baterai, pengisi daya, dan perangkat tujuan produksi. Perkiraan laboratorium yang hanya didasarkan pada kapasitas nominal mungkin tidak mewakili kinerja lapangan sebenarnya.

Kesalahan Umum Pengisian Li-Ion

Menggunakan Charger Saja Karena Stekernya Cocok

Bentuk konektor tidak memastikan voltase, polaritas, atau kompatibilitas profil pengisian daya.

Menghubungkan Baterai Langsung ke Adaptor Daya

Adaptor daya mungkin tidak mengontrol tahap pengisian daya atau berhenti mengisi daya dengan benar.

Mengisi Baterai yang Rusak

Pembengkakan, tusukan, kebocoran, dan penyok parah dapat mengindikasikan kerusakan internal. Baterai seperti itu tidak boleh diisi.

Dengan Asumsi Semua Baterai Lithium Menggunakan Pengaturan yang Sama

Kimia dan konfigurasi yang berbeda mungkin memerlukan batas voltase dan arus pengisian yang berbeda.

Mengabaikan BMS

BMS mungkin membatasi arus, menghentikan pengisian daya, atau memerlukan koneksi sinyal tertentu.

Mengisi Daya di Lokasi yang Panas atau Tertutup

Panas dapat meningkatkan tekanan pengisian daya dan dapat menyebabkan pengisi daya mengurangi arus atau berhenti.

Mengharapkan Arus Maksimum Pengisi Daya Setiap Saat

Baterai, perangkat, atau BMS dapat mengurangi arus, terutama saat baterai hampir terisi penuh atau saat suhu naik.

Pertanyaan Umum

Apa cara paling aman untuk mengisi baterai Li-Ion?

Gunakan pengisi daya yang dirancang untuk kimia, voltase, dan konfigurasi baterai. Konfirmasikan polaritasnya, periksa baterai sebelum mengisi daya dan ikuti persyaratan voltase, arus, dan suhu dari pabrikan.

Bisakah saya mengisi baterai Li-Ion dengan catu daya biasa?

Belum tentu. Catu daya biasa mungkin tidak menyediakan profil pengisian daya arus konstan/tegangan konstan atau kontrol penghentian pengisian daya. Gunakan pengisi daya baterai lithium atau sirkuit pengisian daya yang disetujui.

Haruskah saya mengisi baterai Li-Ion hingga 100% setiap saat?

Tingkat biaya yang diperlukan tergantung pada aplikasi. Pengisian daya hingga penuh mungkin diperlukan agar waktu pengoperasian maksimum, sementara beberapa produk menggunakan tingkat target yang lebih rendah untuk mengelola panas atau mengurangi tekanan baterai. Ikuti spesifikasi produk atau baterai.

Mengapa baterai Li-Ion saya menjadi hangat saat mengisi daya?

Beberapa peningkatan suhu mungkin terjadi selama pengisian daya, namun panas yang tidak normal atau meningkat dengan cepat merupakan tanda peringatan. Hentikan pengisian daya dan periksa baterai, pengisi daya, dan sambungannya jika baterai menjadi terlalu panas.

Bisakah saya mengisi baterai Li-Ion saat menggunakan perangkat?

Beberapa perangkat mendukung pengoperasian dan pengisian daya secara bersamaan, sementara perangkat lainnya tidak. Sirkuit pengisian daya, baterai, kebutuhan daya, dan desain termal perangkat harus mendukung mode pengoperasian ini.

Bisakah saya mengisi baterai Li-Ion tanpa BMS?

Sistem proteksi yang diperlukan bergantung pada konfigurasi sel dan aplikasinya. Paket multi-sel biasanya memerlukan pemantauan dan perlindungan yang tepat. Pabrikan baterai harus menentukan arsitektur perlindungan yang benar.

Kesimpulan

Untuk mengisi daya baterai Li-Ion dengan aman, gunakan pengisi daya baterai lithium yang kompatibel dan sesuai dengan kimia, voltase, arus, dan konfigurasi baterai.

Pengisi daya harus mengontrol proses pengisian daya, biasanya melalui tahapan arus konstan dan tegangan konstan, dan harus menghentikan atau mengurangi pengisian daya saat baterai mencapai batas yang disetujui.

Selalu periksa baterai sebelum mengisi daya, pastikan polaritas dan kompatibilitas konektor, kendalikan suhu pengisian daya, dan segera hentikan jika baterai menunjukkan pembengkakan, kebocoran, panas tidak normal, atau tanda peringatan lainnya.

Untuk perangkat OEM, pengisian daya harus divalidasi dengan paket baterai, pengisi daya, dan perangkat yang sudah jadi berfungsi bersama.

Jika proyek Anda memerlukan kapasitas, dimensi, BMS, konektor, atau konfigurasi pengisian daya yang disesuaikan, hubungi ZERNE untuk mendapatkan solusi baterai litium khusus.