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Baterías Recargablesde
Li-ionLi-Polímero
Ing. Ricardo Teijeiro
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Comparación SLA / Ni-Cd / Ni-MH / Li-ion Li-Po• + Alta densidad de Energía
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Ventajas
• Baja autodescarga (~5% / mes)
• Mayor tensión (3.6V nominal)
• Vida útil prolongada (>300 ciclos)
• No contiene metales contaminantes (Pb,Hg,Cd)
• No poseen efecto memoria
• Bajo tiempo de recarga (1.5 a 2Hs)
• Ofrece la posibilidad de geometrías ultra-delgadas (<1mm)
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Tensión = 3.6V
Equivalente a 3 celdas de Ni-Cd ó Ni-MH
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Vida útil
• >300 Ciclos completos de carga y descarga hasta un rendimiento del 80%
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Aplicaciones
• ComercialesTelefonía móvil – Handies – Reproductores MP3 – MP4 – Cámaras digitales – PDA – GPS – Bicicletas eléctricas – etc.
• IndustrialesRastreo Satelital – RFID – Equipos de medición portátiles – Impresoras térmicas portátiles – Electromedicina – Herramientas portátiles –
Equipos de comunicación satelital – etc.
• MilitaresEquipos de comunicación – Radares portátiles – Modems satelitales – Sistemas electrónicos asociados a armamentos – etc.
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Funcionamiento de la PilaSistema “electroquímico”
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Componentes de la Pila
• 2 Electrodos ( + / - )
• 1 Separador poroso (aislante eléctrico)
• 1 Electrolito (movilidad iones)
Tensión = Volts
Según sustancia de los electrodosy la concentración del electrolito
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Pilas = Residuos peligrosos• En vigencia la Resolución 262 APRA/08
• Las pilas recargables NO deben arrojarse junto con los residuos domiciliarios
• PROBATTERY está comprometida con el cuidado del medio ambiente desde sus comienzos.
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Nomenclatura
C = Capacidad Nominal.
Generalmente la corriente de carga o de descarga seexpresa en múltiplos de esta unidad.
P.ej: Batería C=1200mAh.se descarga a 0.1C, esto quiere decir que se descarga a unacorriente de 120mA.
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Historia
• Año 1800 Volta crea la primera pila (Zn – Cu).• Año 1868 Leclanché da origen a la pila seca.• Año 1980 se descubre la propiedad de intercalación
reversible de iones de Litio en el grafito.• Año 1991 Sony comercializa la 1era celda de Li-ion.• Año 1996 aparece en el mercado el Li-Polímero.
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Celdas de Li-ion
• No contienen Litio metálico.• Utiliza iones de Litio que se intercalan en los
electrodos.
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Construcción celda Li-ion• Ánodo : Grafito• Cátodo : Óxidos metálicos• Separador : Film de PE ó PP• Electrolito : Sal de Litio en solvente orgánico.
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Celda Modelo 18650
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Celdas de Li-Polímero
• El electrolito está contenido en un polímero (+ seguro).• Fácil de fabricar (+ económico). • Múltiples geometrías (ultra-delgadas).
• Muy livianas (no tienen carcasa metálica).• Pueden suministrar altas corrientes (+ superficie electrodos).
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Fabricación Li-Polímero
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Test de sobrecarga 10Volts
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Protecciones internas Li-ion
• Válvula de seguridad (libera la presión interna).• PTC• Separador de bloqueo• Aditivos
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Protecciones electrónicas externasLi-ion y Li-Polímero
Condición Acción
Sobrecarga Bloqueo de carga
Sobredescarga Bloqueo de descarga
Sobrecorriente Bloqueo de descarga
Cortocircuito Bloqueo de descarga
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Sin protección electrónica !
![Page 21: Presentación Baterías Li-ion y Li-Polímerolaboratorios.fi.uba.ar/lse/sase/2010/slides/SASE-2010_-Baterias... · • Utiliza iones de Litio que se intercalan en los electrodos](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022420/5a7adb517f8b9ae9398b8a39/html5/thumbnails/21.jpg)
Condiciones de uso
![Page 22: Presentación Baterías Li-ion y Li-Polímerolaboratorios.fi.uba.ar/lse/sase/2010/slides/SASE-2010_-Baterias... · • Utiliza iones de Litio que se intercalan en los electrodos](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022420/5a7adb517f8b9ae9398b8a39/html5/thumbnails/22.jpg)
• Voltaje : 3.0V .. 4.2V
• Corriente : 2C max.
• Temperatura : 0ºC .. 45ºC (carga)
-20ºC .. 60ºC (descarga)
Condiciones de usoCeldas estándar Li-ion Li-Polímero
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Capacidad vs. Corriente de Descarga
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Capacidad vs. Temperatura de uso
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Método de Carga
• CC-CV: Constant Current – Constant Voltage (P.ej: CC=1C ; CV=4.2V)
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Cargador con NTC / TIMER
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Cargador Li-ion + DC/DC
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Sistemas de medición (gas-gauge) • Indica el estado de carga.• Contador Coulomb ó Impedance Tracking (NO sirve medir tensión).• Interfase de datos 1-Wire (HDQ) ó también I2C (SMBus).
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Parámetros “gas-gauge”
• Tensión• Corriente• Temperatura • Capacidad remanente• Capacidad máxima• Fecha de fabricación• Cantidad de ciclos• Identificación , etc…
• Posibilidad de indicador luminoso en baterías externas ( 25% - 50% - 75% - 100%)
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Ej: Parámetros reportados x I2C
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Integración de Baterías Li-ion
• Ciclo de vida del producto: Tiempo de recambio de batería
• Autonomía: Reducir consumos: usar los modos sleep/stop en µC y µP, utilizar LEDs con dimming para iluminar, reguladores de tensión tipo switching, etc.
• Electrónica: Integración del cargador en el equipo.
• Mecánica: Preveer buena ubicación de la batería : Temperatura baja – Dimensiones estándar – Envolvente simple, etc.
Aspectos que ayudan a bajar costos si son previstos:
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Packs industriales fabricados con celdas 18650
1 celda [3.6V] 2 celdas [7.2V] 3 celdas [10.8V]
4 celdas [14.4V]
Capacidades disponibles
(celdas cilíndricas):
2200mAh / 2400mAh y múltiplos
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Packs Terminados
· Carcasa Nylon · Conector especial
· Termocontraíble PVC · Conector estándar
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Mantenimiento Li-ion
Almacenamiento recomendado:
· Cargadas al 30 - 50%
· Ciclar cada 4 – 6 meses
· Temperatura < 25ºC
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Capacidad recuperable vs. Nivel de carga en almacenamiento
ATENCIÓN: Medición realizada en Celdas sin protección electrónica
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GRACIAS !