Il metodo di ricarica più diffuso per batterie al litio è Corrente Costante - Tensione Costante (CC/CV). Inizia con una carica a corrente costante, quindi passa alla carica a tensione costante una volta raggiunto un certo potenziale. I caricabatterie di alta qualità possono anche eseguire una carica di mantenimento in base allo stato di tensione della batteria. Alcuni sistemi incorporano inoltre metodi di carica a impulsi e terminano la carica in base alle impostazioni di tempo. La maggior parte dei caricabatterie integra funzioni come limitazione di corrente, limitazione di tensione, protezione da sovratensione, protezione da sovracorrente, protezione da sovratemperatura e protezione da inversione di polarità. La curva di carica specifica è illustrata nella figura seguente.
- Fase 1: Carica di mantenimento: la carica di mantenimento viene utilizzata per precaricare (carica di recupero) le celle della batteria completamente scariche. Quando la tensione della batteria è inferiore a circa 3 V, la carica inizia con una corrente costante fino a 0,1 C.
- Fase 2: Carica a corrente costante: quando la tensione della batteria supera la soglia di carica di mantenimento, la corrente di carica viene aumentata per eseguire una carica a corrente costante. La corrente costante varia da 0,2 °C a 1,0 °C. La corrente durante la carica a corrente costante non deve essere estremamente precisa; una corrente quasi costante è accettabile. Nei modelli di caricabatterie lineari, la corrente spesso aumenta all'aumentare della tensione della batteria per ridurre al minimo la dissipazione del calore sui transistor di potenza. La carica a corrente costante superiore a 1 °C non riduce la durata complessiva del ciclo di carica e pertanto non è consigliata. Quando si carica a correnti più elevate, la tensione della batteria aumenta più rapidamente a causa della sovratensione dovuta alle reazioni degli elettrodi e alla maggiore caduta di tensione sulla resistenza interna. La fase a corrente costante si accorcia, ma la successiva durata della fase a tensione costante aumenta di conseguenza, quindi la durata totale del ciclo di carica rimane invariata.
- Fase 3: Carica a tensione costante – Quando la tensione della batteria raggiunge 4,2 V, la carica a corrente costante termina e inizia la fase a tensione costante. Per prestazioni ottimali, la tolleranza di regolazione della tensione dovrebbe essere migliore di +1%.
- Fase 4: Interruzione della carica – A differenza delle batterie al nichel, la carica di mantenimento continua non è raccomandata per le batterie agli ioni di litio. La carica di mantenimento continua può causare effetti di placcatura delle piastre dovuti alla formazione di litio metallico. Ciò rende la batteria instabile e può portare a un'improvvisa e rapida autodisintegrazione.
I caricabatterie in genere eseguono il bilanciamento energetico in combinazione con PCM o BMS durante la fase di carica a tensione costante della batteria. Per le batterie standard all'ossido di litio-cobalto, quando la tensione della batteria scende al di sotto di 3,0 V, il caricabatterie avvia una carica di mantenimento (circa 0,1 C) per evitare danni alla batteria. Al raggiungimento di 3,0 V, passa alla carica a corrente costante (circa 1 C, con intensità di corrente determinata dal sistema). Quando la tensione della batteria raggiunge 4,1 V, passa alla carica a tensione costante. Quando la corrente della batteria scende a circa 0,1 C, la carica si conclude e il sistema e il circuito di carica vengono disattivati. La sequenza – mantenimento, poi corrente costante, infine tensione costante – impiega diverse tecnologie di controllo in base ai requisiti di potenza: soluzioni di alimentazione lineari per applicazioni a bassa potenza e soluzioni di alimentazione switching per applicazioni ad alta potenza.