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寶鄂文庫

如何對鋰電池進行快速充電?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-11-01 20:10    點擊量:

脈沖充電

脈沖充電主要包括三個階段:預充、恒流充電和脈沖充電。在恒流充電過程中以恒定電流對電池進行充電,部分能量被轉移到電池內部。當電池電壓上升到上限電壓(4.2V)時,進入脈沖充電模式:用1C的脈沖電流間歇地對電池充電。

在恒定的充電時間Tc內電池電壓會不斷升高,充電停止時電壓會慢慢下降。當電池電壓下降到上限電壓(4.2V)后,以同樣的電流值對電池充電,開始下一個充電周期,如此循環(huán)充電直到電池充滿。在脈沖充電過程中,電池電壓下降速度會漸漸減慢,停充時間T0會變長,當恒流充電占空比低至5%~10%時,認為電池已經充滿,終止充電。

 

與常規(guī)充電方法相比,脈沖充電能以較大的電流充電,在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會被消除,使下一輪的充電更加順利地進行,充電速度快、溫度的變化小、對電池壽命影響小,因而目前被廣泛使用。但其缺點很明顯:需要一個有限流功能的電源,這增加了脈沖充電方式的成本。

間歇充電法

鋰電池間歇充電法包括變電流間歇充電法和變電壓間歇充電法。

1)變電流間歇充電法

變電流間歇充電法是由廈門大學陳體銜教授提出來的,它的特點是將恒流充電改為限壓變電流間歇充電。如下圖所示,變電流間歇充電法的階段,先采用較大電流值對電池充電,在電池電壓達到截止電壓V0時停止充電,此時電池電壓急劇下降。保持一段停充時間后,采用減小的充電電流繼續(xù)充電。

當電池電壓再次上升到截止電壓V0時停止充電,如此往復數次(一般約為3~4次)充電電流將減小設定的截止電流值。然后進入恒電壓充電階段,以恒定電壓對電池充電直到充電電流減小到下限值,充電結束。

變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下,采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流,即加快了充電過程,縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復雜、造價高,一般只有在大功率快充時才考慮采用。

2)變電壓間歇充電

在變電流間歇充電法的基礎上,有人又研究了變電壓間歇充電法。兩者的差異就在于階段的充電過程,將間歇恒流換成間歇恒壓。比較上面圖(a)和圖(b),可見恒壓間歇充電更符合充電的充電曲線。在每個恒壓充電階段,由于電壓恒定,充電電流自然按照指數規(guī)律下降,符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

Reflex快速充電法

Reflex快速充電方法,又被稱為反射充電方法或“打嗝”充電方法。該方法的每個工作周期包括正向充電、反向瞬間放電和停充3個階段。它在很大的程度上解決了電池極化現(xiàn)象,加快了充電速度。但是反向放電會縮短鋰電池壽命。

在每個充電周期中,先采用2C的電流充電時間為10s的Tc,然后停充時間為0.5s的Tr1,反向放電時間為1s的Td,停充時間為0.5s的Tr2,每個充電循環(huán)時間為12s。隨著充電的進行,充電電流會逐漸變小。

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