詳解鋰離子電池性能特點(diǎn)和使用壽命
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-21 09:55
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(1) 電壓的影響. 一方面, 在充電過程中要嚴(yán)格控制電池電壓不能超過充電限制電壓, 超過充電限制電壓稱為過充, 輕微過充多次會(huì)導(dǎo)致電池容量減小, 電池發(fā)生變形, 過充嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸. 另一方面, 在充電結(jié)束后, 應(yīng)使電池電壓盡量接近滿充電壓, 否則會(huì)導(dǎo)致電池容量大大降低。
(2) 電流的影響. 鋰離子電池可接受的充電電流是有限的, 若充電電流高于這個(gè)上限值, 會(huì)造成電池中電解液發(fā)生析氣反應(yīng), 大量發(fā)熱, 使電池溫度急劇上升。
(3) 溫度的影響. 鋰離子電池溫度過高, 會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生一系列反應(yīng), 電池可能爆炸, 因此在充電過程中, 要及時(shí)監(jiān)測(cè)電池溫度情況并對(duì)其加以控制。
選擇合適的充電方法可以提高充電效率, 延長(zhǎng)使用壽命. 鋰離子電池的充電方法有很多種, 常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流/ 恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。
1.1 恒定電壓充電法
恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對(duì)電池進(jìn)行充電. 在這個(gè)過程中, 充電電流滿足公式: I =(U – E)/R(式中: I 為充電電流, U 為充電電壓, E 為電池電壓, R 為充電回路電阻)。
在充電初期, 由于電池電勢(shì)較低, 因此充電電流較大, 隨著充電過程的進(jìn)行, 電池電勢(shì)逐漸升高, 充電電流逐漸減小. 恒壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且充電電流比較接近可接受充電電流, 具有一定的自適應(yīng)性, 但在充電初期電流比較大, 有可能造成電池溫度上升過快, 對(duì)電池帶來不利影響。
1.2 恒定電流充電法
恒定電流充電法是指在充電過程中全程以恒定不變電流進(jìn)行充電. 鋰離子電池的充電可接受電流隨著充電時(shí)間呈指數(shù)規(guī)律下降, 而充電電流保持不變, 若充電電流較大, 在恒流充電后期可能出現(xiàn)充電電流超過可接受電流而導(dǎo)致電池電解液發(fā)生析氣反應(yīng), 但若充電電流太小, 就會(huì)延長(zhǎng)充電時(shí)間, 降低充電效率。
以上兩種方法都比較簡(jiǎn)單, 也都有很多不足之處. 恒壓充電初期電流過大而恒流充電后期電流過大, 因此, 可采用先恒流后恒壓的充電方法以克服這兩種方式在這兩個(gè)階段的弊端。
1.3 恒流/恒壓充電法
(1) 預(yù)充階段. 接通直流電源后, 當(dāng)檢測(cè)到電池時(shí), 充電芯片啟動(dòng), 進(jìn)入預(yù)充過程, 在此期間充電控制器以較小的電流給電池充電, 使電池電壓、溫度恢復(fù)到正常狀態(tài)。
(2) 恒流充電階段. 在充電初期, 充電電路以恒定的電流對(duì)鋰離子電池充電, 一般鋰電池大多選用標(biāo)準(zhǔn)充電速率. 恒流充電時(shí), 電池電壓將緩慢上升, 一旦電池電壓達(dá)到所設(shè)定的終止電壓, 恒流充電終止, 進(jìn)入恒壓充電過程。
(3) 恒壓充電階段. 在恒壓充電過程中, 充電電流逐漸衰減, 當(dāng)監(jiān)測(cè)到充電電流降到設(shè)置值以下, 或滿充時(shí)間超時(shí)轉(zhuǎn)入頂端截止充電, 此時(shí)充電控制器以極小的充電電流為電池補(bǔ)充能量, 一般情況下, 該過程可以延長(zhǎng)電池5% ~ 10% 的使用時(shí)間。
這種充電方法中, 為避免電流過大, 電池溫度過高, 在恒流階段, 通常采用較小的充電電流進(jìn)行充電, 充電效率仍然不高. 為提高充電效率, 可采用變流充電法。
