[배터리] CCCV란?(Constant Current Constant Voltage, 충방전기, 충전, Charging)

 

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CCCV란?(Constant Current Constant Voltage)

출처: https://batteryuniversity.com/

 

 

CCCV는 일정 전류 일정 전압을 의미하는 용어로, 주로 리튬 이온 배터리 충전에 사용되는 충전 방식입니다. 이 이중 단계 충전 전략은 효율적인 충전과 배터리의 최적 건강(Health)을 보장합니다. CCCV 충전 방식은 다음과 같이 작동합니다.

 

1. 일정 전류(CC) 단계: 충전의 초기 단계에서 충전기는 배터리에 일정한 전류를 공급합니다. 이는 일반적으로 배터리 용량의 0.5C에서 1C 사이로 설정되며, 여기서 C는 배터리의 시간당 용량을 나타냅니다. 이 단계에서는 배터리가 특정 전압 임계값에 도달할 때까지 빠르게 충전됩니다.
2. 일정 전압(CV) 단계: 배터리가 미리 정해진 전압 임계값에 도달하면 충전 전략이 일정 전압 단계로 전환됩니다. 이 단계에서는 충전기가 고정된 전압을 유지하면서 배터리가 완전 충전에 가까워짐에 따라 전류가 점차 감소합니다. 이는 과충전을 방지하고 배터리 손상 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

 

일정 전류에서 일정 전압으로의 전환은 매끄럽게 이루어지며, 배터리의 충전 회로에 의해 관리됩니다. CCCV 충전의 목적은 배터리를 효율적이고 안전하게 충전하여 수명을 최대화하고 시간이 지남에 따라 스트레스와 열화를 줄이는 것입니다. 이 방법은 리튬 이온 배터리에 효과적일 뿐만 아니라 안전한 한계를 넘지 않고 최대 용량까지 충전할 수 있도록 보장합니다.

 

 

 

리튬 이온 배터리 충전 특징(Li ion Battery)

일반적으로 에너지 셀(Energy Cell)은 0.5C에서 1C 사이의 비율로 충전하는 것이 권장됩니다. 여기서 'C'는 배터리 용량(Battery Capacity)을 시간으로 나눈 것을 의미합니다. 즉, 배터리가 자신의 용량의 0.8배만큼의 전류로 충전되면 배터리 수명이 연장됩니다. 충전은 대략 2~3시간 정도 걸립니다.

 

충전 효율은 약 99%이며, 충전 중에는 배터리가 시원하게 유지됩니다. 그러나 리튬 이온 팩은 완전 충전 시 온도가 약 5도 상승할 수 있습니다. 온도가 10도 이상 상승하면 충전기나 배터리 사용을 중단해야 합니다.

 

배터리가 전압 임계값에 도달하고 전류가 정격 전류의 3%로 떨어지면 완전 충전된 것입니다. 또한 전류가 더 이상 감소하지 않으면 배터리가 완전히 충전된 것으로 간주됩니다.

 

충전 전류를 높여도 완전 충전 상태(100%)를 크게 앞당기지는 못합니다. 초기에는 전압이 빨리 오르지만, 포화 충전에는 더 많은 시간이 소요됩니다. 높은 전류로 충전하면 배터리가 약 70% 정도 빨리 충전됩니다.

리튬 이온 배터리는 납산 배터리처럼 완전히 충전할 필요가 없습니다. 사실, 배터리에 스트레스를 주는 높은 전압을 피하기 위해 완전히 충전하지 않는 것이 좋습니다. 이는 배터리 수명을 연장시키지만 사용 시간은 줄어듭니다.

 

일부 저가의 소비자용 충전기는 '충전 후 바로 사용' 방식을 사용하여 1시간 이내에 배터리를 충전합니다. 이 경우, 배터리는 전압 임계값에 도달할 때 '준비 완료' 상태가 되며, 충전 상태는 약 85%입니다. 일부 산업용 충전기는 배터리 수명을 연장하기 위해 의도적으로 충전 전압 임계값을 낮게 설정합니다.

 

이렇게 리튬 이온 배터리의 충전 과정은 여러 단계를 거치며, 각 단계에서 배터리의 안전과 효율을 최대한 보장하기 위한 조치가 취해집니다.

 

 

 

 

 

 

팜테크 배터리 관련 솔루션(충방전기)

팜테크는 저용량부터 고용량까지 다양한 범위의 배터리를 시험할 수 있는 충방전기(Battery Cycler)도 제공합니다. 이 충방전기를 사용하면, 실험실 환경 내에서 사용자가 원하는 특정 조건으로 배터리의 충전과 방전 시험을 진행할 수 있습니다. 이는 배터리의 성능, 내구성, SOH 변화 등을 실험적으로 평가하고 검증하는 데 유용한 도구입니다.

 

 

 

 

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

교육일정및신청(주)팜테크