Il existe de nombreuses façons de charger les batteries lithium-ion. Les méthodes les plus courantes sont la charge à courant constant, la charge à tension constante, la charge à courant constant et tension constante, et la charge par impulsions.
(1) Charge à courant constant
La charge à courant constant consiste à charger la batterie avec un courant constant. Lors d'une charge à courant constant avec une valeur de courant unique, si ce courant est trop faible, la durée de charge initiale sera excessive. À l'inverse, si le courant est trop élevé, la tension de charge sera trop importante en fin de charge, ce qui endommage les électrodes.
(2) Charge à tension constante
La charge à tension constante consiste à charger la batterie en maintenant une tension de charge constante. Bien que cette méthode puisse ajuster automatiquement le courant de charge en fonction de l'évolution de l'état de charge (SOC) de la batterie pendant la charge, elle présente également des inconvénients majeurs : la vitesse de charge est lente et le courant est trop élevé en raison de la faible tension de la batterie en début de charge, ce qui peut l'endommager, réduire sa durée de vie et même la rendre inutilisable.
(3) Charge à courant constant et tension constante
La charge à courant constant et tension constante est actuellement la méthode de charge la plus couramment utilisée pour les batteries au lithium. Cette méthode consiste à charger d'abord la batterie à courant constant jusqu'à ce que sa tension atteigne une certaine valeur, puis à la charger à tension constante. Durant cette phase de charge à tension constante, le courant de charge diminue progressivement. Lorsque le courant de charge atteint une valeur proche de zéro ou de 0,02 C, la batterie est considérée comme pleinement chargée. Cette méthode combine les avantages de la charge à courant constant et de la charge à tension constante : la charge à courant constant garantit que le courant en début de charge ne dépasse pas le courant nominal de la batterie ; la charge à tension constante améliore l'efficacité de la charge.
(4) Charge par impulsions
La méthode de charge par impulsions consiste à charger la batterie avec un courant pulsé constant. Lors de la phase initiale, la batterie est chargée à faible courant constant. Une fois la tension de la batterie parvenue à une valeur prédéfinie, la charge est effectuée par impulsions de courant. Cette méthode permet une dépolarisation suffisante, optimisant ainsi la capacité de stockage d'énergie de la batterie.
La figure ci-dessous illustre un processus de charge typique d'une batterie potassium-ion en mode de charge à courant constant/tension constante. Ce processus est divisé en deux phases : la charge à courant constant (t0-t1) et la charge à tension constante (t1-t2).
