鋰電池充電電路原理及應用

　　鋰離子電池以其優(yōu)良的特性，被廣泛應用于: 手機、攝錄像機、筆記本電腦、無繩電話、電動工具、遙控或電動玩具、照相機等便攜式電子設備中。

　　一、鋰電池與鎳鎘、鎳氫可充電池：

　　鋰離子電池的負極為石墨晶體，正極通常為二氧化鋰。充電時鋰離子由正極向負極運動而嵌入石墨層中。放電時，鋰離子從石墨晶體內負極表面脫離移向正極。所以，在該電池充放電過程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。因而這種電池叫做鋰離子電池，簡稱鋰電池。

　　鋰電池具有：體積小、容量大、重量輕、無污染、單節(jié)電壓高、自放電率低、電池循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點，但價格較貴。鎳鎘電池因容量低，自放電嚴重，且對環(huán)境有污染，正逐步被淘汰。鎳氫電池具有較高的性能價格比，且不污染環(huán)境，但單體電壓只有1.2V，因而在使用范圍上受到限制。

　　二、鋰電池的特點：

　　1、具有更高的重量能量比、體積能量比;

　　2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;

　　3、自放電小可長時間存放，這是該電池最突出的優(yōu)越性;

　　4、無記憶效應。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應，所以鋰電池充電前無需放電;

　　5、壽命長。正常工作條件下，鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠大于500次;

　　6、可以快速充電。鋰電池通?？梢圆捎?.5～1倍容量的電流充電，使充電時間縮短至1～2小時;

　　7、可以隨意并聯(lián)使用;

　　8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對環(huán)境無污染，是當代最先進的綠色電池;

　　9、成本高。與其它可充電池相比，鋰電池價格較貴。

　　三、鋰電池的內部結構 ：

　　鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和長方型。

　　電池內部采用螺旋繞制結構，用一種非常精細而滲透性很強的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負極間間隔而成。正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負極由片狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。電池內充有有機電解質溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件，以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時保護電池不受損壞。

　　單節(jié)鋰電池的電壓為3.6V，容量也不可能無限大，因此，常常將單節(jié)鋰電池進行串、并聯(lián)處理，以滿足不同場合的要求。

　　四、鋰電池的充放電要求;

　　1、鋰電池的充電：根據(jù)鋰電池的結構特性，最高充電終止電壓應為4.2V，不能過充，否則會因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報廢。其充放電要求較高，可采用專用的恒流、恒壓充電器進行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉入恒壓充電，當恒壓充電電流降至100mA以內時，應停止充電。

　　充電電流(mA)=0.1～1.5倍電池容量(如1350mAh的電池，其充電電流可控制在135～2025mA之間)。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時間約為2～3小時。

　　2、鋰電池的放電：因鋰電池的內部結構所致，放電時鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負極，以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié)，最低不能低于2.5V/節(jié)。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關。電池放電時間(小時)=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流(mA)不應超過電池容量的3倍。(如1000mAH電池，則放電電流應嚴格控制在3A以內)否則會使電池損壞。

1、不要隨便更換充電器，不要去掉控制器的限速

　　2、保護好充電器

　　3、每天都充電

　　4、及時充電

　　5、定期深放電

　　6、養(yǎng)成一些節(jié)電的好習慣

　　7、注意充電的環(huán)境

　　8、充分利用維修條件

鈦酸鋰電池缺點：缺點介紹

　　1.對鋰電位高，導致工作電壓低，能量密度降低

　　2.電池制作過程容易產(chǎn)氣

　　3.電子導電性不好

　　鈦酸鋰電池缺點：優(yōu)點介紹

　　1.安全性好，電動車電池最重要的一點就是需要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會在負極形成鋰枝晶，而具有很好的安全性。

　　2.循環(huán)性能好，由于其是“零應變”材料，而不會在充放電過程中發(fā)生結構的變化，具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。

　　3.可以快速充放電，鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數(shù)量級，可以快速充放電，快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。

　　4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃，低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降，尤其是嵌入能力，鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電，適用于車載用途。

　　5.自放電小，在一個帖子提到我們的實驗數(shù)據(jù)，正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰，負極用鈦酸鋰，60度存儲28天容量剩余率88%，容量恢復率95%以上。