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    鋰離子電池充電原理,鋰離子電池充電過程

    來源:存能電氣  日期:2019-07-25 13:35  瀏覽量:

      鋰離子電池充電原理,鋰離子電池充電過程。鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。對鋰離子電池進行充電,要按照時間順序對其充電電流和充電電壓進行控制,不能濫充,否則就極易損壞電池。

    鋰離子電池充電.jpg

      鋰離子電池充電原理

      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出現,而不是以金屬鋰的形態出現。因而這種電池叫做鋰離子電池,簡稱鋰電池。

      鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態;放電時則相反。

      不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優秀的運動健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

      鋰離子電池充電過程

      鋰離子電池最適合的充電過程可以分為四個階段:涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。

      階段1:涓流充電

      涓流充電用來先對完全放電的鋰電池單元進行預充(恢復性充電)。在電池電壓低于3V左右時采用涓流充電,涓流充電電流是恒流充電電流的十分之一即0.1c(以恒定充電電流為1A舉例,則涓流充電電流為100mA)

      階段2:恒流充電

      當鋰電池電壓上升到涓流充電閾值以上時,提高充電電流進行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。電池電壓隨著恒流充電過程逐步升高,一般單節電池設定的此電壓為3.0-4.2V.

      階段3:恒壓充電

      當鋰電池電壓上升到4.2V時,恒流充電結束,開始恒壓充電階段。電流根據電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續充電電流由最大值慢慢減少,當減小到0.01C時,認為充電終止。

      階段4:充電終止

      與鎳電池不同,并不建議對鋰離子電池連續涓流充電。連續涓流充電會導致金屬鋰出現極板電鍍效應。這會使電池不穩定,并且有可能導致突然的自動快速解體。

      上述四階段的充電法完成對完全放電電池的充電約需要2.5至3小時。高級充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口(通常為0℃至45℃),那么充電會暫停。

      鋰電池的充電方式是限壓恒流,都是由IC芯片控制的,典型的充電方式是:先檢測待充電電池的電壓,如果電壓低于3V,要先進行預充電,充電電流為設定電流的1/10,電壓升到3V后,進入標準充電過程。隨著鋰離子電池的使用面的擴大,對鋰離子電池的充放電保護就顯得愈發重要。

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