鋰電池過充對(duì)性能有什么影響?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-30 21:13
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鋰電池過充對(duì)性能有什么影響?如何設(shè)計(jì)鋰電池過放電保護(hù)?眾所周知，鋰電池隨著充放電時(shí)間的增加，容量會(huì)越來越小，這直接說明鋰電池的性能越來越差。那么，過度充電對(duì)鋰電池的性能有什么影響呢?如何設(shè)計(jì)鋰電池過放電保護(hù)?
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過充電對(duì)鋰電池性能的影響
過度充電是指電池在某一充電過程中充滿電后繼續(xù)充電的行為。例如，鎳鎘電池在過度充電后會(huì)產(chǎn)生以下反應(yīng):正極:4OH—4e2H2O+O2負(fù)極:2Cd+O22CdO由于設(shè)計(jì)原因，負(fù)極容量大于正極容量。因此，來自正極的氧通過膜紙，來自負(fù)極的鎘重新結(jié)合。因此，在正常情況下，電池內(nèi)部壓力不會(huì)明顯增大。
但是，如果充電電流過大或充電時(shí)間過長，產(chǎn)生的氧氣將不能及時(shí)消耗，這可能會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部壓力升高、電池變形、泄漏等不良現(xiàn)象。同時(shí)，其電氣性能也會(huì)大大降低。特別是大電流放電或重復(fù)放電,對(duì)電池的影響更大,一般來說,將使鋰電池內(nèi)部壓力增加,正負(fù)電極活性物質(zhì)可逆性遭到破壞,即使充電只能得到部分恢復(fù),容量也將產(chǎn)生顯著的衰減。
鋰電池過充的控制方法
1. DT/ DT控制:通過檢測(cè)電池峰值溫度變化率來確定充電終點(diǎn);
2.T控制:電池充滿電后，溫度與環(huán)境溫度差達(dá)到最大;
3.定時(shí)控制:通過設(shè)定一定的充電時(shí)間來控制充電終點(diǎn)，一般設(shè)定充電所需時(shí)間130%公稱容量;
4.TCO控制:考慮到電池的安全性和特性，應(yīng)避免在高溫下充電(高溫電池除外)。因此，當(dāng)電池溫度升高60℃時(shí)，應(yīng)停止充電。
如何設(shè)計(jì)鋰電池過放電保護(hù)
在電池向外負(fù)載放電的過程中，其電壓會(huì)隨著放電過程而逐漸降低。當(dāng)電池電壓降至2.5v時(shí)，其容量已完全暴露。此時(shí)，如果電池繼續(xù)向負(fù)載放電，就會(huì)對(duì)電池造成永久性的損壞。電池放電過程中,當(dāng)控制IC檢測(cè)電池電壓低于2.3 V,價(jià)值是由控制IC,不同的集成電路有不同的值),“做”的腳從高電壓零電壓V1從傳導(dǎo)到關(guān)閉,切斷放電電路,電池不再能負(fù)載放電,放電保護(hù)效果。此時(shí)，由于車身二極管VD1的存在，充電器可以通過二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。
由于鋰離子電池的化學(xué)特性,在正常使用的過程中,其內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)換的積極反應(yīng)電力和化學(xué)能量,但在一定條件下,如過度充電、過放電和過電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),副作用增加后,將嚴(yán)重影響電池的性能和使用壽命,并能產(chǎn)生大量的氣體,使電池內(nèi)部壓力在爆炸后迅速增加而引起的安全問題，所以所有的鋰離子電池都需要一個(gè)保護(hù)電路，用來對(duì)電池的充放電進(jìn)行有效的監(jiān)控，在某些情況下，充放電電路是關(guān)閉的，以防止對(duì)電池的損壞。
一般來說，過放電會(huì)使鋰電池內(nèi)部壓力升高，正極和負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性被破壞，即使充電只能部分恢復(fù)，容量也會(huì)有明顯的衰減。
充電電流和截止電壓都有一個(gè)值。當(dāng)充電電流或電壓超過此值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池下降加速。鋰電池具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)。
