Las baterías de iones de litio son la tecnología más utilizada en dispositivos electrónicos portátiles. La alta densidad de energía y la alta potencia por unidad de masa de la batería la hacen preferible sobre otras baterías. La técnica de carga constante de temperatura y voltaje constante (CT-CV) existente, con un lazo cerrado, carece de un diseño detallado de circuitos de control, lo que puede aumentar la velocidad de carga. Este artículo aborda esta brecha de investigación de una manera novedosa al implementar un control PID más simple de retroalimentación proporcional integral y diferencial a un circuito de carga CT-CV de lazo cerrado. Se implementaron métodos de control en modo de voltaje (VMC) y en modo de corriente promedio (ACM) para mantener el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería dentro de límites seguros. Según los resultados de la simulación, se logra una carga un 23% más rápida al implementar VMC y una carga casi un 50% más rápida al emplear la técnica ACM en el controlador PID. Nuestra estrategia de control propuesta se valida experimentalmente, lo que produce una carga hasta un 25% más rápida de una batería que la batería de referencia.