鋰離子電池充電的四個階段
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-26 13:22
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鋰離子電池充電原理，鋰離子電池充電過程。鋰離子電池的工作原理是充電和放電。當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子在電池正極形成，鋰離子通過電解液到達(dá)負(fù)極。鋰離子電池充電時(shí)，充電電流和充電電壓要按時(shí)間順序控制，不能過度充電，否則容易損壞電池。
鋰離子電池充電。JPG
鋰離子電池充電原理
鋰離子電池的負(fù)極是石墨晶體，正極通常是二氧化鋰。充電時(shí)，鋰離子從正極移動到負(fù)極，并嵌入在石墨層中。在放電過程中，鋰離子從石墨晶體的負(fù)極表面分離出來，轉(zhuǎn)移到正極。因此，在電池的充放電過程中，鋰總是以鋰離子的形式出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形式出現(xiàn)。所以它們被稱為鋰離子電池，簡稱鋰電池。
鋰離子電池是一種二次電池(可充電電池)，其工作原理是鋰離子在正極和負(fù)極之間移動。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間來回嵌入和去嵌入。充電時(shí)，Li+從正極上脫嵌，通過電解液嵌入負(fù)極。負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。當(dāng)卸貨時(shí)，情況正好相反。
不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池比作搖椅，搖椅的兩端就是電池的兩極，鋰離子就像一個優(yōu)秀的運(yùn)動員，在搖椅的兩端來回運(yùn)動。因此，專家們給鋰離子電池起了一個可愛的名字:搖椅電池。
鋰離子電池充電過程
最適合鋰離子電池的充電過程可以分為四個階段:涓流充電、恒流充電、恒壓充電和充電終止。
第一階段:涓流充電
細(xì)流充電用于對完全放電的鋰電池單元進(jìn)行預(yù)充電(回收充電)。當(dāng)電池電壓低于3V左右時(shí)，采用滴流充電。滴流充電電流為恒流充電電流的十分之一，即0.1c(如恒流為1A，滴流充電電流為100mA)。
第二階段:恒流充電
當(dāng)鋰電池電壓高于滴流充電閾值時(shí)，恒流充電增加充電電流。恒流充電電流在0.2c ~ 1.0c之間。電池電壓隨著恒流充電過程逐漸增大。一般情況下，單個電池的電壓設(shè)置為3.0-4.2v。
第三階段:恒壓充電
當(dāng)鋰電池電壓升至4.2v時(shí)，恒流充電結(jié)束，恒壓充電開始。根據(jù)電池的飽和程度，隨著充電過程的繼續(xù)，充電電流從最大值逐漸減小。當(dāng)溫度降至0.01℃時(shí)，視為充電結(jié)束。
第四階段:充電停止
與鎳電池不同，鋰離子電池不推薦連續(xù)滴充電。連續(xù)滴充電會導(dǎo)致金屬鋰的電極電鍍效果。這使得電池不穩(wěn)定，并可能導(dǎo)致突然，自動和快速拆卸。
四段充電法完成電池的完全放電需要2.5 ~ 3小時(shí)。先進(jìn)的充電器還包括額外的安全措施。例如，如果電池溫度超過指定的窗口(通常是0°c到45°c)，充電將暫停。
鋰電池的充電方式是電壓極限恒流充電，由IC芯片控制。典型的充電方式是:首先測試待充電電池的電壓。如果電壓低于3V，應(yīng)進(jìn)行預(yù)充電。隨著鋰離子電池的發(fā)展，鋰離子電池的充放電保護(hù)變得越來越重要。
