介紹高電壓鋰離子電池充電方法和發(fā)展發(fā)展現(xiàn)狀
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-06-18 10:26
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高電壓鋰離子電池充電方法
1、普通的串聯(lián)充電
目前采鋰離子電池組的充電一般都用串聯(lián)充電，這主要是因?yàn)榇?lián)充電方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、較容易實(shí)現(xiàn)。但由于單體鋰離子電池之間在容量、內(nèi)阻、衰減特性、自放電等性能方面的差異，在對(duì)鋰離子電池組串聯(lián)充電時(shí)，電池組中容量最小的那只單體鋰離子電池將最先充滿電，而此時(shí)，其他電池還沒(méi)有充滿電，如果繼續(xù)串聯(lián)充電，則已充滿電的單體鋰離子電池就可能會(huì)被過(guò)充電。
而鋰離子電池過(guò)充電會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電池的性能，甚至可能會(huì)導(dǎo)致爆炸造成人員傷害，因此，為了防止出現(xiàn)單體鋰離子電池過(guò)充電，鋰離子電池組使用時(shí)一般配有電池管理系統(tǒng)，通過(guò)電池管理系統(tǒng)對(duì)每一只單體鋰離子電池進(jìn)行過(guò)充電等保護(hù)。串聯(lián)充電時(shí)，如果有一只單體鋰離子電池的電壓達(dá)到過(guò)充保護(hù)電壓，電池管理系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)串聯(lián)充電電路切斷，停止充電，以防止這只單體電池被過(guò)充電，而這樣會(huì)造成其他鋰離子電池?zé)o法充滿電。
2、電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電
電池管理系統(tǒng)是對(duì)電池的性能和狀態(tài)了解最為全面的設(shè)備，所以將電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)之間建立聯(lián)系，就能使充電機(jī)實(shí)時(shí)地了解電池的信息，從而更有效地解決電池的充電時(shí)產(chǎn)生一些的問(wèn)題。
電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合充電模式的原理為：電池管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電池的當(dāng)前狀態(tài)(如溫度、單體電池電壓、電池工作電流、一致性以及溫升等)進(jìn)行監(jiān)控，并利用這些參數(shù)對(duì)當(dāng)前電池的最大允許充電電流進(jìn)行估算；充電過(guò)程中，通過(guò)通信線將電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。
3、并聯(lián)充電
為了解決電池組中某些單體電池過(guò)充和充不滿電的問(wèn)題，又發(fā)展出了并聯(lián)充電的辦法。
但是并聯(lián)充電方法需要采用多個(gè)低電壓、大電流的充電電源為每一只單體電池充電，存在充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等缺陷，因此目前沒(méi)有大范圍使用這種充電方法。
4、串聯(lián)大電流充電加小電流并聯(lián)充電
由于上述三種充電方法都存在一定的問(wèn)題，發(fā)展出一種最適合高電壓電池組，特別是電動(dòng)汽車電池組的充電方法，即采用電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合串聯(lián)大電流充電加恒壓限流的并聯(lián)小電流充電的模式。
其主要目的是減少電池組中串聯(lián)電池?cái)?shù)量較多時(shí)，單體電池之間一致性相對(duì)更差，從而導(dǎo)致BMS和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合的充電方法的充電效果差的缺點(diǎn)，以便發(fā)揮出BMS和充電機(jī)協(xié)調(diào)配合充電模式的最大效果。
高電壓鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)外手機(jī)和其他數(shù)碼類電子產(chǎn)品電池的生產(chǎn)廠家都在朝著高電壓鋰離子電池這個(gè)方向前進(jìn)。高電壓及高能量密度的鋰離子電池在高端手機(jī)及便攜式電子設(shè)備上會(huì)有更大的市場(chǎng)空間。正極材料和電解液是提高鋰離子電池高電壓的關(guān)鍵性材料，其中改性高電壓鈷酸鋰、高電壓三元材料的使用將更加成熟和普遍。
高電壓鋰離子電池隨著電壓的提升，在使用過(guò)程中某些安全性能會(huì)降低，因此在動(dòng)力汽車上還沒(méi)有批量使用。目前動(dòng)力汽車所用電池正極材料主要還是以三元材料、磷酸鐵鋰為主。為了提升能量密度滿足需求，一般選擇811NCM和NCA等高鎳正極材料、高容量硅碳負(fù)極或提高電池空間的利用率等方式來(lái)提升其能量密度和續(xù)航能力。
通常說(shuō)的高電壓鋰離子電池是指單體充電截止電壓高于4.2V的電池，如：在手機(jī)上使用的鋰離子電池，截止電壓由4.2V發(fā)展到4.3V、4.35V，再到4.4V。目前4.35V和4.4V的鋰離子電池已在市場(chǎng)上成熟使用，4.45V和4.5V也開(kāi)始受到市場(chǎng)青睞，逐步會(huì)發(fā)展成熟起來(lái)。
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