簡(jiǎn)述鋰電池以及工作原理
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-22 13:39
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自1990年問(wèn)世以來(lái)，因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用于社會(huì)。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)了許多領(lǐng)域，象大家熟知的移動(dòng)電話、筆記本電腦、小型攝像機(jī)等等。
目前鋰電池公認(rèn)的基本原理是所謂的“搖椅理論”。鋰電池的沖放電不是通過(guò)傳統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移，而是通過(guò)鋰離子在層壯物質(zhì)的晶體中的出入，發(fā)生能量變化。在正常沖放電情況下，鋰離子的出入一般只引起層間距的變化，而不會(huì)引起晶體結(jié)構(gòu)的破壞，因此從沖放電反映來(lái)講，鋰離子電池是一種理想的可逆電池。在沖放電時(shí)鋰離子在電池正負(fù)極往返出入，正像搖椅一樣在正負(fù)極間搖來(lái)?yè)u去，故有人將鋰離子電池形象稱為搖椅電池。
我們經(jīng)常說(shuō)的鋰離子電池的優(yōu)越性是針對(duì)于傳統(tǒng)的鎳鎘電池(Ni/Cd)和鎳氫電池(Ni/MH)來(lái)講的。具有工作電壓高比能量大循環(huán)壽命長(zhǎng)自放電率低無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。
2、鋰電池日常使用過(guò)程中的常識(shí)
(1)、誤區(qū)：“電池激活，前三次充電12小時(shí)以上”
對(duì)于鋰電池的“激活”問(wèn)題，眾多的說(shuō)法是：充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí)，反復(fù)做三次，以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。經(jīng)過(guò)抽樣調(diào)查，可以看出有相當(dāng)一部分人混淆了兩種電池的充電方法。
鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，所查閱過(guò)的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。通常，手機(jī)說(shuō)明書(shū)上介紹的充電方法，就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。
(2)、不益長(zhǎng)時(shí)間充電、電池完全用完再充電
鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。如果鋰電池在充滿后，放在充電器上也是也不再充電。
超常時(shí)間充電和完全用空電量會(huì)造成過(guò)度充電和過(guò)度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。
(3)、電池壽命
關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下(DOD是放電深度的英文縮寫(xiě))：
循環(huán)壽命(10%DOD)：>1000次
循環(huán)壽命(100%DOD)：>200次
從上面數(shù)據(jù)可見(jiàn)，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時(shí)的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長(zhǎng)很多。當(dāng)然如果折合到實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘?0%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些。但是鋰電池的壽命主要體現(xiàn)在充放電周期上，這個(gè)周期是一個(gè)絕對(duì)概念，上次使用了30%電力，充滿電，下次又使用了70%的電力，又充滿電，這個(gè)剛好是一個(gè)充電周期。所以還是遵循鋰電池發(fā)明者的口號(hào)“即用即充，即充即用”的方法使用鋰電池。
(4)、定期深度充放電進(jìn)行電池校準(zhǔn)
鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化。使用說(shuō)明中的“使用一個(gè)月左右應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹怠?/div>
二、鋰電池的充電方式是限壓橫流方式
主要分三步完成：
第一步：判斷電壓<3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，0.05C電流;
第二步：判斷3V<電壓<4.2V，恒流充電0.2C~1C電流;
第三步：判斷電壓>4.2V，恒壓充電，電壓為4.20V，電流隨電壓的增加而減少，直到充滿。
其實(shí)今天我就是這一點(diǎn)有些不懂，在網(wǎng)上查了一下，然后上面那些做為常識(shí)了解。
充電開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先檢測(cè)待充電電池的電壓，如果電壓低于3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，充電電流為設(shè)定電流的1/10，一般選0.05C左右。電壓升到3V后，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程為：以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電，電池電壓升到4.20V時(shí)，改為恒壓充電，保持充電電壓為4.20V。此時(shí)，充電電流逐漸下降，當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時(shí)，充電結(jié)束。
一般鋰電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時(shí)電池發(fā)熱也越大。而且，過(guò)大的電流充電，容量不夠滿，因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時(shí)間。就跟倒啤酒一樣，倒太快的話會(huì)產(chǎn)生泡沫，反而不滿。
三、鋰電池的放電，對(duì)電池來(lái)說(shuō)，正常使用就是放電過(guò)程
鋰電池放電只需要注意很少的幾點(diǎn)：
1、放電電流不能過(guò)大，過(guò)大的電流導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱，有可能會(huì)造成永久性的損害;
2、絕對(duì)不能過(guò)放電!鋰電池最怕過(guò)放電，一旦放電電壓低于2.7V，將可能導(dǎo)致電池報(bào)廢。
