電池充電方法主要有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-18 10:32
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1.恒流恒壓（CCCV）
恒流恒壓充電是最為常見(jiàn)也是最為普通的充電方式，充電開(kāi)始的階段采用恒流充電的模式對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，當(dāng)達(dá)到設(shè)置電壓后轉(zhuǎn)而控制電壓不變而不斷降低充電電流直到電流達(dá)到設(shè)置值或者時(shí)間達(dá)到設(shè)定值（如下圖a所示）。這種充電策略充電時(shí)間主要受到恒流充電電流Icc大小的影響，充電容量則主要受到充電截止電壓Vch和恒壓充電截止電流Iend的影響，而相關(guān)的研究也表明高的充電截止電壓Vch和大的充電電流Icc會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池的壽命顯著劣化。
2.多步恒流充電法（MSCC）
在這種充電策略中不再使用恒壓充電，而是采用了多步的充電電流遞減的恒流充電策略，例如采用I1恒流充電到截止電壓后，繼續(xù)采用更小的電流I2充電到截止電壓，依次類推直到電流降低到最終截止電流（如下圖b所示）。
3.脈沖充電法（PC）
這種充電方法可以在一些相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道中發(fā)現(xiàn)，在這種充電策略中充電的過(guò)程中可能會(huì)采用一系列的調(diào)整充電電流甚至是充電方向（放電）的短時(shí)間脈沖構(gòu)成，常見(jiàn)的脈沖充電策略有兩種，一種是僅將CCCV充電中的恒壓充電部分替換為脈沖充電（如下圖c所示），另外一種是將整個(gè)過(guò)程都替換為脈沖充電（如下圖d所示）。
4.加速充電（BC）
所謂的加速充電模式是在CCCV充電模式的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)大電流的CC或者恒功率充電過(guò)程，從而達(dá)到降低充電時(shí)間的目的（如下圖e所示），有研究表明加速充電模式能夠有效的提升鋰離子電池的充電效率，同時(shí)又不會(huì)對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命產(chǎn)生顯著的影響。
實(shí)驗(yàn)中作者選擇了來(lái)自三洋、索尼和A123的三款功率型18650鋰離子電池，電池的額定容量為1A左右，三款電池的信息如下表所示，下圖a為A、B和C三種電池在小電流下的放電曲線。實(shí)驗(yàn)中共采用了四種充電制度，CCCV（恒流恒壓）、CCPC（恒流脈沖）、PC（脈沖）和BC（加速充電）。
由于CCCV充電策略是最為常見(jiàn)的充電方式，因此在該試驗(yàn)中也是將CCCV充電方式作為基線進(jìn)行參考，表2為CCCV充電所采用的策略，主要考察了不同的充電電流（1A、3A和5A）和充電截止電壓的影響。表3為CCPC（恒流脈沖）充電的策略，以3A作為充電電流。表4為PC（脈沖）充電的策略，其中高電流為5A，低電流為1A，高低電流的持續(xù)時(shí)間相同，主要測(cè)試了不同的頻率對(duì)電池的影響。表5為BC（加速充電）充電策略，主要測(cè)試了不同SoC范圍內(nèi)進(jìn)行加速充電對(duì)于電池性能的影響。
1. 恒流恒壓充電（CCCV）
1.1充電電流的影響
CCCV充電策略中采用不同充電電流時(shí)電池充電所需要的時(shí)間，從圖中能夠看到電池A和C大部分容量都是在恒流充電的過(guò)程中完成的，而恒壓充電容量?jī)H占非常小的一部分，而對(duì)于電池B恒壓充電的時(shí)間占比較大。
對(duì)于電池充電時(shí)間影響最大的還是充電電流，例如我們將充電電流從1A增加到3A，則充電時(shí)間能夠縮短50%，繼續(xù)將充電電流提高到5A只有電池A和C的充電時(shí)時(shí)間縮短了1/3，而電池B由于恒壓充電時(shí)間較長(zhǎng)，所以將充電電流提高到5A后充電時(shí)間相比于3A并沒(méi)有顯著的縮短。
采用CCCV充電策略時(shí)不同的充電電流對(duì)于電池循環(huán)壽命的影響，從圖中能夠看到對(duì)于電池A，大充電電流會(huì)造成電池壽命的顯著下降，例如1A充電時(shí)電池的壽命可達(dá)1000次，3A充電時(shí)電池的壽命就會(huì)下降到800次，而充電電流達(dá)到5A時(shí)電池的壽命則僅為600次左右。但是對(duì)于電池B不同的充電電流對(duì)于電池的循環(huán)壽命并沒(méi)有顯著的影響。對(duì)于電池C在1A充電時(shí)電池循環(huán)1200次后容量保持率仍然可以達(dá)到97%，3A充電時(shí)電池循環(huán)1200次后容量保持率為95%，但是在5A充電時(shí)電池壽命會(huì)發(fā)生快速衰降，壽命不足700次。
