鋰離子電池的主要性能以及充放電特性
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-04 14:35
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鋰離子電池的主要性能
鋰離子電池的額定電壓為3.6V（少數(shù)的是3.7V）。充滿電時的終止充電電壓與電池陽極材料有關(guān)：石墨的4.2V；焦炭的4.1V。充電時要求終止充電電壓的精度在±1％之內(nèi)。鋰離子電池的終止放電電壓為2.4～2.7V（電池廠家給出工作電壓范圍或終止放電電壓的參數(shù)略有不同）。高于終止充電電壓及低于終止放電時會對電池有損害。
其使用有一定要求：充電溫度：0℃～45℃；保存溫度：-20℃～+60℃。鋰離子電池不適合大電流充放電。一般充電電流不大于1C，放電電流不大于2C（C是電池的容量，如C=950mAh，1C的充電率即充電電流為950mA）。
充電、放電在20℃左右效果較好，在負(fù)溫下不能充電，并且放電效果差[4]，（在-20℃放電效果最差，不僅放電電壓低，放電時間比20℃放電時的一半還少）。
鋰離子電池的充放電特性
鋰離子電池的標(biāo)稱電壓為3.6V，充滿電壓為4.2V，對過充電和過放電都比較敏感。為了最大限度減少鋰離子電池易受到的過充電、深放電以及短路的損害，單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格限制。其充放電特性如圖2-3
鋰離子電池的充電特性
鋰電池在充電中具有如下的特性:
1.在充電前半段，電壓是逐漸上升的;
2.在電壓達(dá)到4.2V后，內(nèi)阻變化，電壓維持不變;
3.整個過程中，電量不斷增加;
4.在接近充滿時，充電電流會達(dá)到很小的值。
經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)找到了較好的充電控制方法:
1.涓流充電達(dá)到放電終止電壓2. 7V ;
2.使用恒流進(jìn)行充電，使電壓基本達(dá)到4.2V。安全電流為小于0.8C;
3.恒流階段基本能達(dá)到電量的80% ;
4.轉(zhuǎn)為恒壓充電，電流逐漸減小;
5.在電流達(dá)到較小的值(如0.05C)時，電池達(dá)到充滿狀態(tài)。
這種CC-CV的充電方式能很好的到達(dá)電池的充滿狀態(tài)，并且不損害電池，已經(jīng)成為鋰離子電池的主要充電方式。
但是在電池電壓已經(jīng)很低的情況下，電池內(nèi)部的鋰離子活性減弱，如果此時用比較大的電流充電，也有可能對電池有損害。如同人在劇烈運(yùn)動前要進(jìn)行必要的熱身活動一樣，鋰離子的活性也要逐步激活?？梢栽陔姵氐蛪憾尾捎娩噶鞣绞?，有效激活電池電壓到2.7V以上，然后采用CC-CV的充電方式，有效的保護(hù)電池。
鋰離子電池的放電特性
鋰離子電池在線監(jiān)測過程中，大部分電池參數(shù)是在對鋰離子電池放電過程中得到，因此，對電池放電是電池監(jiān)測中必不可少的環(huán)節(jié)。由于鋰離子電池對過放電十分敏感，深度放電將嚴(yán)重影響鋰離子電池的質(zhì)量。因此，單體鋰離子電池的放電電壓必須得到精確控制。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池在放電終止電壓2.7V的條件下，放電電流越大電池的極化越大，電池的放電容量越小，但電池的靜態(tài)電壓與電池的放電深度的關(guān)系是基本保持不變的狀態(tài)。鋰離子電池以大電流放電(大于2C)的情況下，電池的放電曲線出現(xiàn)了電壓先降低后上升的現(xiàn)象
通常情況下，確定鋰離子電池放電電流大小時，不能用電流的絕對值來衡量，而用額定容量C與放電時間的比來表示，稱作放電速率或放電倍率。對于1700mAh的電池，如果以0.1C的電流放電，則放電電流為170mA。由于鋰離子電池的內(nèi)阻，一般在30-100mmΩ之間，大電流放電或充電都會導(dǎo)致電池升溫，因此在監(jiān)測過程中，鋰離子電池一般不允許高速率放電，一般放電速率應(yīng)小于0.5C，最大連續(xù)放電速率不能超過1.5C，電壓低于2.7V時應(yīng)終止放電。
