詳解18650鋰電池的充放電原理
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-20 09:46
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按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來說，對于鋰電池，一般標(biāo)稱的容量是最小容量，這個容量是一批電池中，在25度室溫條件下，先以cc/cv0.5c充滿，并靜置一段時間后（一般是12小時）。以0.2c電流恒流放電放電至3.0v（也有標(biāo)準(zhǔn)是2.75V，不過影響不大，3v到2.75v下降的很快沒多少容量的），所放出的容量值，由于一批電池肯定有個體差異，實際放出容量最低的那個電池的容量值。也就是是說，這一批任何一個電池實際容量都應(yīng)該大于或等于標(biāo)稱容量。
1、18650鋰電池的充電過程
有些充電器使用廉價的方案實現(xiàn)的，在控制精度上不夠好，容易造成電池充電異常，甚至損壞電池。選購充電器的時候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器，質(zhì)量和售后有保證，延長電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護：短路保護、過流保護、過壓保護、電池反接保護功能等。過充電保護：當(dāng)充電器對鋰離子電池過充電時，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。
為此，保護器件需監(jiān)測電池電壓，當(dāng)其到達電池過充電壓時，即激活過充電保護功能，中止充電。過放電保護：為了防止鋰離子電池的過放電狀態(tài)，當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測點時，即激活過放電保護，中止放電，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機模式。過電流及短路保護：當(dāng)鋰離子電池的放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時，保護器件將激活過電流保護功能。
鋰電池充電控制是分為兩個階段的，第一階段是恒流充電，在電池電壓低于4.2V時，充電器會以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段，當(dāng)電池電壓達到4.2V時，由于鋰電池特性，如果電壓再高，就會損壞，充電器會將電壓固定在4.2V，充電電流會逐步減小，當(dāng)電流減小到一定值時（一般是1/10設(shè)置電流時），切斷充電電路，充電完成指示燈亮，充電完成。
鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
2、18650鋰電池的充電原理
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
同樣道理，當(dāng)對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。
六、18650鋰電池為什么有爆炸歷史
18650電池絕大多數(shù)使用鋼殼封裝，質(zhì)量不過關(guān)的電池由于沒有保護功能，在過充（過度充電）的情況下，會使其內(nèi)部壓力驟增，當(dāng)超過承受值時，便會爆炸。而短路、溫度過高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問題都可能會引起電池爆炸。
經(jīng)過30年的發(fā)展，18650電池制備工藝已經(jīng)非常成熟，除了性能有了極大提升之外，其安全性也非常完善。為了避免密封的金屬外殼發(fā)生爆炸，現(xiàn)在18650電池都會在頂部配有一個安全閥，安全閥是每一顆18650電池的標(biāo)配，也是最重要的一道防爆屏障。
當(dāng)電池內(nèi)部壓力過大時，其頂部安全閥會開啟排氣減壓，避免爆炸。但是，當(dāng)安全閥開啟之后，電池內(nèi)部泄露出的化學(xué)物質(zhì)在高溫的條件下會與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，仍然有可能出現(xiàn)起火的情況。另外，現(xiàn)在部分18650電池還自帶保護板，具有過充過放和短路保護等功能，安全性能十分高。
