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電池知識(shí)

電池快充有哪些類型你知道嗎?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-26 20:46    點(diǎn)擊量:

現(xiàn)在手機(jī)的功能真的非常強(qiáng)大,無(wú)論是通訊、聊天、唱歌、玩游戲、看視頻、購(gòu)物……幾乎可以覆蓋我們生活的方方面面,科技改變生活,這句話應(yīng)用在手機(jī)上十分形象。
  
  不過(guò)手機(jī)這么強(qiáng)勢(shì),帶來(lái)的影響有好也有壞。比如,很多人終日沉迷于玩手機(jī),哪怕手機(jī)沒(méi)電了,逮著機(jī)會(huì)也要邊充電邊玩耍,根本停不下來(lái)。
  
  所以有的人就要問(wèn)了,如果手機(jī)一邊充電一邊使用,那么此時(shí)手機(jī)消耗的電量,到底是來(lái)自電池還是充電器呢?
  
  我們先來(lái)了解一下手機(jī)充電時(shí)電量使用的情況,當(dāng)手機(jī)正在充電時(shí),來(lái)自充電器的電流會(huì)分成兩部分,絕大一部分會(huì)供給電池,從而幫助電池完成蓄電;另一部分則供給手機(jī)主板,滿足手機(jī)完成其他工作的需要。如果此時(shí)邊充電邊使用,那么供給手機(jī)主板的電流就會(huì)加大,相應(yīng)地,供給電池蓄電的電流就會(huì)減少。
  
  而由于電池只能處于單向工作狀態(tài),要么正在充電、要么正在放電,不可能在輸入電量的同時(shí)也輸出電量,那么這時(shí)候,就要看充電器的功率大小了。
  
  如果充電器的功率很高,就能夠帶來(lái)巨大的電流,那么手機(jī)即便邊充電邊使用,電池也會(huì)一直在蓄電,也就是電量一直在增加;但如果充電器的功率很低,又或者數(shù)據(jù)線質(zhì)量不好,同時(shí)手機(jī)的耗電量又非常大,那么來(lái)自充電器的電量就會(huì)供不應(yīng)求。怎么辦呢?這時(shí)候就要?jiǎng)佑玫诫姵卮鎯?chǔ)的電量了。
  
  因此,當(dāng)充電器功率夠高時(shí),手機(jī)在使用時(shí)還可以完成充電,只不過(guò)可能充電時(shí)間會(huì)更久;當(dāng)充電器功率不高時(shí),此時(shí)充電器不僅不能給手機(jī)充電,還需要電池供電,手機(jī)電量會(huì)越充越少了。
  

 

  后面這種情況在以前很常見(jiàn),不過(guò)隨著快充逐漸普及,充電器功率都非常高,所以現(xiàn)在的手機(jī)基本可以滿足邊使用邊充電。
  
  只不過(guò),因?yàn)槌潆娖鹘o電池充電時(shí),在電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)的過(guò)程中,會(huì)因?yàn)閾p耗而產(chǎn)生熱量;同時(shí)手機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱量,所以手機(jī)就會(huì)出現(xiàn)發(fā)燙的情況。
  
  所以結(jié)論是,手機(jī)邊充電邊使用,消耗的電量來(lái)自充電器,除非你的充電器功率低或者數(shù)據(jù)線質(zhì)量差,才會(huì)需要電池也提供電量。
  
  另外,雖然現(xiàn)在手機(jī)完全可以邊使用邊充電,但這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量也會(huì)損傷電池,降低電池的壽命;同時(shí)也存在著爆炸等不確定的危險(xiǎn)因素。

鋰離子電池是近代最偉大的發(fā)明之一,它改變了很多電子產(chǎn)品獲取電能持續(xù)工作的模式,讓它們具有可移動(dòng)、可攜帶的特點(diǎn),進(jìn)而影響了我們?nèi)粘J褂孟M(fèi)電子產(chǎn)品的方式。隨著電池技術(shù)的提升,手機(jī)上的電池已經(jīng)逐漸不用拆換,出門帶上一塊充電寶就變成一件理所當(dāng)然的事。
  
  就目前而言,鋰離子電池雖有諸多不足,但它依然是消費(fèi)電子產(chǎn)品最好甚至是唯一的選擇。
  
  在過(guò)去,有很多電子產(chǎn)品都是靠堿性干電池、紐扣電池供電續(xù)命,當(dāng)時(shí)的用戶可能沒(méi)有想象過(guò),裝著高性能鋰離子電池的產(chǎn)品會(huì)是怎樣的。
  
  如今我們所使用的電子產(chǎn)品,也被電池技術(shù)的緩慢發(fā)展束縛,你可能沒(méi)有想象過(guò)一部手機(jī)充一次電可以正常使用一周的場(chǎng)景。我想這樣的手機(jī)會(huì)被賣瘋吧。

電池的充電方法有很多種,針對(duì)快速充電的要求,其主要方法包括脈沖充電、Reflex 充電,和智能充電。不同的電池類型,其適用的充電方式也不完全相同,在方法這節(jié)不做具體區(qū)分。

脈沖充電

脈沖充電主要包括三個(gè)階段:預(yù)充、恒流充電和脈沖充電。在恒流充電過(guò)程中以恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電,部分能量被轉(zhuǎn)移到電池內(nèi)部。當(dāng)電池電壓上升到上限電壓(4.2 V)時(shí),進(jìn)入脈沖充電模式:用1 C 的脈沖電流間歇地對(duì)電池充電。在恒定的充電時(shí)間Tc內(nèi)電池電壓會(huì)不斷升高,充電停止時(shí)電壓會(huì)慢慢下降。當(dāng)電池電壓下降到上限電壓(4.2 V)后,以同樣的電流值對(duì)電池充電,開(kāi)始下一個(gè)充電周期,如此循環(huán)充電直到電池充滿在脈沖充電過(guò)程中,電池電壓下降速度會(huì)漸漸減慢,停充時(shí)間T0會(huì)變長(zhǎng),當(dāng)恒流充電占空比低至5%~10%時(shí),認(rèn)為電池已經(jīng)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(huì)被消除,使下一輪的充電更加順利地進(jìn)行,充電速度快、溫度的變化小、對(duì)電池壽命影響小,因而目前被廣泛使用。但其缺點(diǎn)很明顯:需要一個(gè)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(xué)陳體銜教授提出來(lái)的,它的特點(diǎn)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(duì)電池充電,在電池電壓達(dá)到截止電壓V0時(shí)停止充電,此時(shí)電池電壓急劇下降。保持一段停充時(shí)間后,采用減小的充電電流繼續(xù)充電。當(dāng)電池電壓再次上升到截止電壓V0時(shí)停止充電,如此往復(fù)數(shù)次(一般約為3~4 次)充電電流將減小設(shè)定的截止電流值。然后進(jìn)入恒電壓充電階段,以恒定電壓對(duì)電池充電直到充電電流減小到下限值,充電結(jié)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(guò)程,縮短了充電時(shí)間。但是這種充電模式電路比較復(fù)雜、造價(jià)高,一般只有在大功率快充時(shí)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(chǔ)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(guò)程,將間歇恒流換成間歇恒壓。比較上面圖(a)和圖 (b),可見(jiàn)恒壓間歇充電更符合充電的充電曲線。在每個(gè)恒壓充電階段,由于電壓恒定,充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降,符合電池電流可接受率隨著充電的進(jìn)行逐漸下降的特點(diǎn)。

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(gè)工作周期包括正向充電、反向瞬間放電和停充3 個(gè)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(huì)縮短鋰電池壽命。

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

     智能充電法

智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法,如下圖所示,其主要原理是應(yīng)用du/dt 和di /dt 控制技術(shù),通過(guò)檢查電池電壓和電流的增量來(lái)判斷電池充電狀態(tài),動(dòng)態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流,使充電電流自始自終在電池可接受的充電曲線附近。這類智能方法,一般結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制等先進(jìn)算法技術(shù),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)優(yōu)化。

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