詳細(xì)講解鋰電池充電策略
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-21 05:45
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1、恒流恒壓（CCCV）
恒流恒壓充電是最為常見也是最為普通的充電方式，充電開始的階段采用恒流充電的模式對鋰電池進(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)置值或者時間達(dá)到設(shè)定值。這種充電策略充電時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會導(dǎo)致鋰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。
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)報道中發(fā)現(xiàn)，在這種充電策略中充電的過程中可能會采用一系列的調(diào)整充電電流甚至是充電方向的短時間脈沖構(gòu)成，常見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，另外一種是將整個過程都替換為脈沖充電。
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)上增加了一個大電流的CC或者恒功率充電過程，從而達(dá)到降低充電時間的目的，有研究表明加速充電模式能夠有效的提升鋰電池的充電效率，同時又不會對鋰電池的循環(huán)壽命產(chǎn)生顯著的影響。
1.1充電電流的影響
CCCV充電策略中采用不同充電電流時電池充電所需要的時間，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程中完成的，而恒壓充電容量僅占非常小的一部分，而對于電池B恒壓充電的時間占比較大。
對于電池充電時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的充電時時間縮短了1/3，而電池B由于恒壓充電時間較長，所以將充電電流提高到5A后充電時間相比于3A并沒有顯著的縮短。
采用CCCV充電策略時不同的充電電流對于電池循環(huán)壽命的影響，從圖中能夠看到對于電池A，大充電電流會造成電池壽命的顯著下降，例如1A充電時電池的壽命可達(dá)1000次，3A充電時電池的壽命就會下降到800次，而充電電流達(dá)到5A時電池的壽命則僅為600次左右。但是對于電池B不同的充電電流對于電池的循環(huán)壽命并沒有顯著的影響。對于電池C在1A充電時電池循環(huán)1200次后容量保持率仍然可以達(dá)到97%，3A充電時電池循環(huán)1200次后容量保持率為95%，但是在5A充電時電池壽命會發(fā)生快速衰降，壽命不足700次。
1.2充電截止電壓的影響
充電截止電壓會影響正負(fù)極的電極電勢，因此對于鋰電池的循環(huán)壽命會產(chǎn)生顯著的影響。下圖為A、B和C三種電池容量隨充電截止電壓的變化，可以看到電池A和B的充電截止電壓對于電池的容量有顯著的影響，充電截止電壓每降低100mV，電池的容量會衰降10-20%，而電池C由于采用了LFP正極，因此在3.4V以上電池的容量幾乎與電池的充電截止電壓無關(guān)。
下面為不同截止電壓下電池的循環(huán)性能，整體上來看隨著充電截止電壓升高電池的循環(huán)性能是在不斷降低的，對于電池A而言，充電截止電壓的影響就比較小，如果將將充電截止電壓從4.2V降低到4.1V，壽命僅增加100次左右，要顯著增加A電池的壽命需要降低到4.0V，但是這會使得電池的容量降低30%，而提高電池的充電電壓到4.25V則僅僅會使得電池的循環(huán)壽命輕微的降低。
