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鋰電池充電方法和原理

   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。所以對動力鋰離子電池充電器的研究工作就必須(xu)在(zai)明(ming)確掌握(wo)其充(chong)放(fang)電(dian)(dian)特性(xing)即影響鋰(li)離子電(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)性(xing)能的主要因素:電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流(liu)和溫(wen)度,在(zai)此基礎上(shang)才能逐(zhu)步展開。


1. 電壓。鋰離子電池標稱電壓一般為3.6V 或3.7V(依廠商不同)。充電終止電壓(也稱浮置電壓或浮動電壓),依具體電極材料不同一般為4.1V、4.2V等。一般負極材料為石墨時終止電壓為4.2V,負極材料為炭時終止電壓為4.1V。對同一塊電池而言,充電時即使初始電壓不同,當電池容量達到100%時,終止電壓也均達到同一水平。在對鋰離子電池進行充電的過程中,如果電壓過高,電池內部將產生大量的熱量,使電池正極結構破壞或發生短路。因此在電池使用過程中必需對電池的充電電壓進行監測,控制其電壓在允許的電壓范圍內。

2. 電流。充電過程需要對充電電流進行控制。電池的充電電流由電池的標稱容量決定。標稱容量符號為C,單位是“安時(Ah)”。計算方法為:C = IT (1-1) 式中,I 為恒流放電電流,T 為放電時間。例如,用50A 的電流對容量為50Ah 的電池充電,需要1 小時可以把電池充滿,此時充電速率就是1C,常用的充電率為0.1 C 到1C 之間。一般意義上,依據充電速率的不同將充電過程分為慢速充電(也稱涓流充電)、快速充電和超高速充電三種情況。慢速充電的電流在0.1C 到0.2C 之間;快速充電的充電電流大于0.2C 而小于0.8C;超高速充電的充電電流大于0.8C。由于電池有一定的內阻,其內部發熱與電流相關。當電池的工作電流過大時其發熱將使電池的溫升超過正常值,影響電池的安全性甚至發生爆炸。充電初期,在電池放電過深的情況下也不能直接用大電流進行充電。而且隨著充電的持續進行,電池所能接受電流的能力也在相應下降。因此在對電池進行充電的過程中,其充電電流一定要根據電池的具體狀態進行相應控制。
 

3. 溫度。電(dian)池性(xing)能(neng)的(de)發揮還受(shou)電(dian)池溫(wen)度(du)的(de)影(ying)響,溫(wen)度(du)太(tai)低會影(ying)響電(dian)池內部物質的(de)活性(xing),太(tai)高會破壞內部物質的(de)結(jie)構,一般允許的(de)范圍是(shi)-20℃到(dao)+65℃之間,在進行設(she)計時(shi)一般選擇0℃到(dao)+60℃之間即(ji)可。

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