La méthode de recharge courante pour batteries au lithium Le mode de charge CC/CV (courant constant – tension constante) commence par une charge à courant constant, puis passe à une charge à tension constante une fois un certain potentiel atteint. Les chargeurs haut de gamme peuvent également effectuer une charge d'entretien en fonction du niveau de tension de la batterie. Certains systèmes intègrent en outre des méthodes de charge par impulsions et interrompent la charge selon une durée prédéfinie. La plupart des chargeurs intègrent des fonctions telles que la limitation de courant, la limitation de tension, la protection contre les surtensions, la protection contre les surintensités, la protection contre la surchauffe et la protection contre l'inversion de polarité. La courbe de charge spécifique est illustrée dans la figure ci-dessous.
- Étape 1Charge d'entretien : La charge d'entretien sert à précharger (récupérer) les éléments de batterie complètement déchargés. Lorsque la tension de la batterie est inférieure à environ 3 V, la charge commence avec un courant constant pouvant atteindre 0,1 C.
- Étape 2Charge à courant constant — Lorsque la tension de la batterie dépasse le seuil de charge d'entretien, le courant de charge est augmenté pour effectuer une charge à courant constant. Ce courant varie de 0,2 C à 1,0 C. La précision du courant lors de la charge à courant constant n'est pas requise ; un courant quasi constant est acceptable. Dans les chargeurs linéaires, le courant augmente souvent avec la tension de la batterie afin de minimiser la dissipation thermique des transistors de puissance. Une charge à courant constant supérieure à 1 C ne raccourcit pas la durée totale du cycle de charge et est donc déconseillée. Lors d'une charge à courant plus élevé, la tension de la batterie augmente plus rapidement en raison de la surtension due aux réactions électrochimiques et de l'augmentation de la chute de tension aux bornes de la résistance interne. La phase à courant constant est alors plus courte, mais la durée de la phase à tension constante qui suit augmente en conséquence, de sorte que la durée totale du cycle de charge reste inchangée.
- Étape 3Charge à tension constante : lorsque la tension de la batterie atteint 4,2 V, la charge à courant constant s’arrête et la phase de charge à tension constante commence. Pour des performances optimales, la tolérance de régulation de tension doit être supérieure à +1%.
- Étape 4Arrêt de la charge : Contrairement aux batteries au nickel, la charge d'entretien continue est déconseillée pour les batteries lithium-ion. Elle peut provoquer un dépôt de lithium métallique sur les plaques, ce qui déstabilise la batterie et peut entraîner une dégradation rapide et soudaine.
Les chargeurs effectuent généralement un équilibrage énergétique en collaboration avec le PCM ou le BMS pendant la phase de charge à tension constante de la batterie. Pour les batteries lithium-cobalt standard, lorsque la tension descend en dessous de 3,0 V, le chargeur initie une charge d'entretien (environ 0,1 C) afin de prévenir tout dommage. Une fois la tension de 3,0 V atteinte, il passe en charge à courant constant (environ 1 C, l'intensité étant déterminée par le système). Lorsque la tension atteint 4,1 V, la charge reprend en mode tension constante. Lorsque le courant de la batterie redescend à environ 0,1 C, la charge s'arrête et le système et le circuit de charge sont désactivés. Cette séquence – charge d'entretien, puis courant constant, et enfin tension constante – utilise différentes technologies de contrôle selon les besoins en puissance : alimentations linéaires pour les applications basse consommation et alimentations à découpage pour les applications haute consommation.