De gangbare oplaadmethode voor lithiumbatterijen Constante stroom – constante spanning (CC/CV). Het begint met laden met constante stroom en schakelt over op laden met constante spanning zodra een bepaald potentiaal is bereikt. Hoogwaardige laders kunnen ook druppelladen uitvoeren op basis van de spanningstoestand van de accu. Sommige systemen maken bovendien gebruik van pulslaadmethoden en beëindigen het laden op basis van tijdsinstellingen. De meeste laders integreren functies zoals stroombegrenzing, spanningsbegrenzing, overspanningsbeveiliging, overstroombeveiliging, oververhittingsbeveiliging en beveiliging tegen omgekeerde polariteit. De specifieke laadcurve wordt geïllustreerd in de onderstaande afbeelding.
- Fase 1Druppelladen – Druppelladen wordt gebruikt om volledig ontladen batterijcellen voor te laden (herstellading). Wanneer de batterijspanning lager is dan ongeveer 3 V, begint het laden met een constante stroomsterkte tot 0,1 C.
- Fase 2: Constante stroomlading - Wanneer de accuspanning boven de druppellaaddrempel stijgt, wordt de laadstroom verhoogd om een constante stroomlading uit te voeren. De constante stroom varieert van 0,2C tot 1,0C. De stroom tijdens het constante stroomladen hoeft niet extreem nauwkeurig te zijn; een quasi-constante stroom is acceptabel. In lineaire laderontwerpen neemt de stroom vaak toe naarmate de accuspanning stijgt om warmteafvoer op de vermogenstransistoren te minimaliseren. Constante stroomlading boven 1C verkort de totale laadcyclus niet en wordt daarom niet aanbevolen. Bij het laden met hogere stromen stijgt de accuspanning sneller als gevolg van overspanning door elektrodereacties en een verhoogde spanningsval over de interne weerstand. De constante-stroomfase wordt korter, maar de daaropvolgende constante-spanningsfase neemt dienovereenkomstig toe, zodat de totale laadcyclus ongewijzigd blijft.
- Fase 3: Constante spanningslading – Wanneer de accuspanning 4,2 V bereikt, eindigt het constante stroomlading en begint de constante spanningsfase. Voor optimale prestaties moet de spanningsregelingstolerantie beter zijn dan +1%.
- Fase 4: Beëindiging van de lading – In tegenstelling tot nikkelbatterijen wordt continu druppelladen niet aanbevolen voor lithium-ionbatterijen. Continu druppelladen kan plaatvorming veroorzaken door de vorming van metallisch lithium. Dit maakt de batterij onstabiel en kan leiden tot plotselinge, snelle zelfontbinding.
Laders voeren doorgaans energiebalancering uit in combinatie met PCM of BMS tijdens de constante-spanningslaadfase van de batterij. Bij standaard lithium-kobaltoxidebatterijen start de lader druppelladen (ongeveer 0,1 C) wanneer de batterijspanning onder de 3,0 V daalt om schade aan de batterij te voorkomen. Zodra 3,0 V is bereikt, schakelt de lader over op laden met constante stroom (ongeveer 1 C, waarbij de stroomsterkte wordt bepaald door het systeem). Wanneer de batterijspanning 4,1 V bereikt, schakelt de lader over op laden met constante spanning. Zodra de batterijstroom daalt tot ongeveer 0,1 C, is het laden voltooid en worden het laadsysteem en het circuit gedeactiveerd. De volgorde – druppelladen, vervolgens constante stroom, ten slotte constante spanning – maakt gebruik van verschillende regeltechnologieën op basis van de vermogensvereisten: lineaire voedingen voor toepassingen met een laag vermogen en schakelende voedingen voor toepassingen met een hoog vermogen.