ทำความเข้าใจวิธีการทำงานของเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือ

การพูดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนี้ ก่อนอื่นแนะนำสั้น ๆ ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือการใช้วัสดุคาร์บอนสามารถดูดซับและแยกตัวออกจากลิเธียมไอออนเป็นวัสดุที่ใช้งานขั้วลบ สัญลักษณ์ลิเธียมไอออน Li-ion ดังที่เราทุกคนทราบ โดยทั่วไปแบตเตอรี่จะประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐาน เช่น อิเล็กโทรดบวก อิเล็กโทรดลบ ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ วัสดุเหล่านี้ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปมีดังต่อไปนี้:

อิเล็กโทรดบวก: ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2), ลิเธียมนิกเกิล (LiNiO2), ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LiMn2O4) ฯลฯ

อิเล็กโทรดเชิงลบ: ชุดกราไฟท์เทียม, ชุดกราไฟท์ธรรมชาติ, ชุดโค้ก ฯลฯ

ไดอะแฟรม: ฟิล์มพรุนขนาดเล็กชั้นเดียวหรือหลายชั้นประกอบด้วยโพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพีลีน (PP) ฯลฯ

อิเล็กโทรไลต์: หนึ่งหรือสองของโพรพิลีนคาร์บอเนต (PC), เอทิลีนคาร์บอเนต (EC), ไดเมทิลคาร์บอเนต (DMC), ไดเอทิลคาร์บอเนต (DEC), เมทิลเอทิลคาร์บอเนต (MEC) ฯลฯ ส่วนผสมของหยวนหรือไตรภาค

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ที่จำหน่ายในตลาด ได้แก่ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์เป็นขั้วบวกและชุดกราไฟท์เป็นแบตเตอรี่ขั้วลบ

กลไกการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีดังนี้: เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ลิเธียมในวัสดุอิเล็กโทรดบวกจะสร้างไอออน และฝังอยู่ในชั้นกราไฟท์ที่ดัดแปลงด้วยอิเล็กโทรดลบ เมื่อแบตเตอรี่หมด ลิเธียมไอออนจะถูกแยกออกจากชั้นกราไฟท์ และเติมกลับเข้าไปในอิเล็กโทรดบวกผ่านตัวแยก ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ในโครงสร้างแบบชั้น ลิเธียมไอออนจะถูกแทรกและแยกออกจากอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบอย่างต่อเนื่องตามความคืบหน้าในการชาร์จและการคายประจุ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่า "แบตเตอรี่เก้าอี้โยก" แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ 3.6V แรงดันไฟฟ้าจำกัดการชาร์จคือ 4.2V และแรงดันไฟฟ้าจำกัดการปล่อยคือ 2.5V

กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การชาร์จกระแสคงที่ครั้งแรก, กระแสคงที่, แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น, เมื่อแรงดันไฟฟ้าชาร์จเป็น 4.2V แปลงเป็นการชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่โดยอัตโนมัติ, การชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่, แรงดันไฟฟ้าคงที่ , กระแสไฟจะเล็กลงเรื่อยๆ จนกระทั่งกระแสไฟชาร์จน้อยกว่าค่าที่ตั้งไว้ ดังนั้น เมื่อมีคนชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์ด้วยการชาร์จโดยตรง จอแสดงผลแบตเตอรี่จะเต็ม แต่จอแสดงผลยังคงชาร์จอยู่ ในความเป็นจริงแรงดันไฟฟ้าในขณะนี้ถึง 4.2V ดังนั้นแบตเตอรี่จึงแสดงตารางเต็ม ขณะนั้นอยู่ระหว่างกระบวนการชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่ จากนั้นใครๆ ก็อาจถามว่าทำไมจึงอธิบายได้ง่ายว่าเหตุใดจึงต้องชาร์จแรงดันคงที่เพื่อชาร์จกระแสคงที่โดยตรงที่ 4.2V เนื่องจากแบตเตอรี่แต่ละก้อนมีความต้านทานภายในที่แน่นอน เมื่อชาร์จไปที่ 4.2V ด้วยกระแสคงที่ จริงๆ แล้ว 4.2V ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงของแบตเตอรี่ แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่บวกกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ และหากกระแสมีขนาดใหญ่ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในความต้านทานภายในก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จริงอาจมีขนาดเล็กกว่า 4.2V มาก ดังนั้นให้ใช้กระบวนการไฟฟ้าแรงดันคงที่ กระแสไฟชาร์จจะค่อยๆ ลดลง เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงของแบตเตอรี่อยู่ใกล้มาก 4.2V.