鋰電池充電過程

1、充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電鋰離子充電充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電流，定義如下：I=MXCn其中：I=充電或放電電流，AM=C的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)C=額定容量的數(shù)值，AhN=小時(shí)數(shù)（對(duì)應(yīng)于C）。以1倍C速率放電的電池將在一個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放標(biāo)稱的額定容量。例如，如果標(biāo)稱容量是1000mAhr,那么1C的放電速率對(duì)應(yīng)于1000mA的放電電流，C/10的速率對(duì)應(yīng)100mA的放電電流。通常生產(chǎn)商標(biāo)定的電池容量都是指n=5時(shí)，即5小時(shí)放電的容量。例如，上述電池在200mA恒流放電時(shí)能夠提供

2、5小時(shí)的工作時(shí)間。理論上該電池在1000mA恒流放電時(shí)能夠提供1小時(shí)的工作時(shí)間。然而實(shí)際上由于大電池放電時(shí)效能降低，此時(shí)的工作時(shí)間將小于1小時(shí)。那么怎樣才能正確地為鋰離子電池充電呢？鋰離子電池最適合的充電過程可以分為四個(gè)階段：涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。參考圖1。000000aoO四。.5'。$。4刀,&£3-丸2.2.110r辦pvdnoF一cOP上。Ttme(Hours)圖1鋰離子電池充電曲線圖階段1：涓流充電一一涓流充電用來先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充（恢復(fù)性充電）在電池電壓低于3V左右時(shí)，先采用最大0.1C的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。階段2:恒流

3、充電一一當(dāng)電池電壓上升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。恒流充電時(shí)的電流并不要求十分精確，準(zhǔn)恒定電流也可以。在線性充電器設(shè)計(jì)中，電流經(jīng)常隨著電池電壓的上升而上升，以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問題。大于1C的恒流充電并不會(huì)縮短整個(gè)充電周期時(shí)間，因此這種做法不可取。當(dāng)以更高電流充電時(shí)，由于電極反應(yīng)的過壓以及電池內(nèi)部阻抗上的電壓上升，電池電壓會(huì)更快速地上升。恒流充電階段會(huì)變短，但由于下面恒壓充電階段的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加，因此總的充電周期時(shí)間并不會(huì)縮短。階段3:恒壓充電一一當(dāng)電池電壓上升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開始恒壓充電階段。為使性能達(dá)到最佳，穩(wěn)

4、壓容差應(yīng)當(dāng)優(yōu)于+1%o階段4:充電終止一一與銀電池不同，并不建議對(duì)鋰離子電池連續(xù)涓流充電。連續(xù)涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰出現(xiàn)極板電鍍效應(yīng)。這會(huì)使電池不穩(wěn)定，并且有可能導(dǎo)致突然的自動(dòng)快速解體。有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者兩者的結(jié)合）最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止充電過程。上述四階段的充電法完成對(duì)完全放電電池的充電約需要2.5至3小時(shí)。高級(jí)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0c至45C）,那么充電會(huì)暫停。鋰離子充電一一

5、系統(tǒng)注意事項(xiàng)要快速可靠地完成充電過程需要一個(gè)高性能的充電系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)可靠且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到以下系統(tǒng)參數(shù)：輸入源許多應(yīng)用都采用極廉價(jià)的墻式適配器作為輸入電源。其輸出電壓主要依賴于交流輸入電壓和從墻式適配器流出的負(fù)載電流。在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的墻面插座上交流母線輸入電壓的變化范圍一般為90VRMS至132VRMS。假設(shè)額定輸入電壓為120VRMS,容差為+10%,&#8722;25%。充電器必須為電池提供適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓措施，從而不受輸入電壓的影響。充電器的輸入電壓與交流母線電壓和充電電流成比例：VO=2VIN<a-1O(REQ+RPTC)-2VFDREQ是次級(jí)繞組的電阻與初級(jí)繞組反射電阻(RP/a2)的和。RPTC是PTC的電阻，