3.7 V Li-ionバッテリーを充電するために最低限必要な電圧は何ですか？

片側に次のように書かれた携帯電話のバッテリーがあります。

• 3.7 V 1000mAh
• 制限充電電圧：4.2ボルト

最初の行は、バッテリーが常に（少なくとも理論的には）出力端子に3.7Vを供給することを意味することを理解しています。また、モバイル回路の消費電流が1000mAの場合、バッテリーは1時間持続します。

2行目は、どのような状況でも入力充電電圧を4.2Vを超えて上昇させないことを意味します。そうしないと、バッテリーが損傷する可能性があります。

私の理解は正しいですか？私が正しい場合、このバッテリーについて、充電に必要な最小電圧は何ですか？

技術的には、充電のための最小電圧は、現在の充電状態を超えています。しかし、ウィキペディアのリチウムイオン電池から、それはおそらくあなたが探している答えではありません：

リチウムイオンは、電池の寿命を延ばすために3.92 Vを使用する「ミリタリーロングライフ」を除き、セルあたり約4.2±0.05 Vで充電されます。4.3 Vを超える電圧または90°Cを超える温度に達すると、ほとんどの保護回路が遮断されます。2.50 V /セル未満の場合、バッテリー保護回路により、通常の充電装置でバッテリーを充電できなくなる場合があります。ほとんどのバッテリ回路は、2.7〜3.0 V /セルで停止します。

したがって、完全な充電状態を実現するには、通常4.2Vを目指します。実際には、Li-Ionを安全かつ効率的に充電するにはかなりの数の手順が必要になるため、専用の充電器チップを確認することをお勧めします。データシートをチェックして興味の対象となるものがないか確認する必要がありますが、多くは4.2Vを少し超える供給電圧で正しく動作します。

上記の3.7Vは、充電から放電サイクル中にバッテリーがほとんどの時間を費やす領域である公称電圧のように聞こえます。しかし、それらは約4.2Vで開始し、それ以下の電圧に低下します。電圧が下がりすぎると問題が発生しますが、3.7V未満でも有効寿命が延びます。

リチウムイオンバッテリーを安全に充電するには、定電流フェーズの後に定電圧フェーズが続く正しい充電手順に従う必要があります。定電圧電源を使用するだけでは、対応するように設計されているよりも速くバッテリーを充電することになります。

たとえば、リチウムイオンバッテリーの特定のモデルのデータシートは次のとおりです。バッテリーを完全に充電するには、最終的に最大4.2Vにする必要があります。しかし、完全に放電したときに4.2Vを印加すると、130mOhmのインピーダンスに4.2V-2.75V = 1.45Vになります。これは、充電電流が10アンペアのオーダーになることを意味します。これは、バッテリーの定格よりもはるかに高い値です。「1C」の最大充電レート、または1時間でバッテリーを完全に充電するのに十分な電流が指定されています（この場合は1.1A）。

バッテリーが十分に充電されて自己制限するまで、電圧を下げて充電電流をアクティブに制限する必要があります。使用しているバッテリーの正確なモデルのデータシートが見つからない場合は、注意を怠って非常にゆっくりと充電してください。リチウムイオンバッテリーは、乱用すると発火したり爆発したりする傾向があります。

これは私が多くの経験をした領域ではありませんが、それはバッテリーの内部抵抗に依存すると思います。

バッテリーに小さな充電電圧を好きなだけ印加して、バッテリーに流れる電流を測定することができます。バッテリーに電流が流れている場合は、充電されているはずです（充電プロセスで熱として浪費される電流は差し引かれます）。

バッテリーを充電できる電流は、バッテリーの充電状態によって異なります。つまり、バッテリーが完全に放電している場合は、おそらく非常に小さな電圧で充電できますが、ほぼ完全に充電されている場合は、より大きな電圧が必要になります。バッテリーを完全に充電するには、3.7V以上を印加する必要があると直感します。

繰り返しますが、私はこの分野の専門家ではないので、上記は私の推測にすぎません。:)

他の答えを考慮して、私は自分自身をOPの質問に答えるだけに制限します。1-はい、あなたの理解は正しいです。
2 - 最小（3.7Vまで）3.7Vリチウムイオン・バッテリを充電するのに必要な電圧、3.7Vです。より実用的な電圧は、4.0v（3.7 <4.0 <4.2）です。
最初の文の2番目の部分のより「現実的な」例は、100mAで10時間です。

いいえ、バッテリーは常に3.7Vを供給しません。これは少し低い容量での電圧値です。3.7Vはあまり意味がありません。これは、バッテリーが最も安定する値ですが、完全に充電されたときの実際の値は4.2Vであるため、完全に充電するには、充電器がこれよりも高い値を提供する必要があります。

3.3Vでは、標準のリチウムイオンセルは、設計された平均的なアプリケーションに十分な持続電流を提供できなくなるため、放電していると見なされます。

標準のリチウムイオンを充電するための最小電圧は4.201Vです。しかし、充電器とセルのインピーダンスを考慮すると、ほとんどの充電器は、ブランクで動作している場合（セルに接続されていない場合）は4.25または4.3Vです。

これらの値はこの方法で選択されていますが、10の戒めとは異なります。3.3V未満でセルを放電することはできますが、電流が少なくなり、最大4.3 + Vまで充電でき、容量が大きくなりますが、どちらの方法でも寿命が短くなります。

したがって、緊急の場合は、4.3Vまで過充電してください。作業するための追加の容量があり、セルに非常に長い時間をかけたい場合は、4Vまでしか充電しないでください。記載された容量の。

充電器に戻って、私はこのように私の充電器を設計します：

オプション1：4.0V-セーフモード-安全な充電と長寿命、過放電/不良セルの回復。

オプション2：4.21V-標準-通常の充電モード（容量が低下した不良セルは、標準レベルで充電すると過熱します）

オプション3：4.32V-過電力-過充電モード（電池寿命が短く、容量が少ない電池では危険性が非常に高い）