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        3V鋰電池充電及放電機制原理解析
        - 2019-06-29-

        我們經常說的鋰離子電池的優越性是針對于傳統的鎳鎘電池(Ni/Cd)和鎳氫電池(Ni/MH)來講的。具有動作電壓高、循環壽命比能量長、自放電率低、沒有記憶效果等優點。 

        鋰電池充電最關鍵的就是說這三歩:

        第一步:判斷電壓< 3v,先進行預充電,0.05 c電流

        步驟2:3 v <電壓< 4.2v,判定恒流充電0.2 c~1 c電流

        步驟3 :電壓> 4.2v,恒壓充電,電壓為4.20 v,電流隨著電壓的增加而減少,判斷為充滿電。

        一、鋰電池

        1 .簡述鋰電池和工作原理

        自1990年問世以來,鋰離子電池以其優異的性能在社會上得到迅速發展和廣泛應用。鋰離子電池以與其他電池相比無法比擬的優勢迅速占領了眾多領域,成為眾所周知的手機、筆記本電腦、小型攝像機等。

        現在鋰電池公認的基本原理,就是所謂的“搖椅理論”。鋰電池的充放電不是通過傳統方法實現電子轉移,而是通過鋰離子在層狀物質晶體中的進出來改變能量。在通常的突入放電的情況下,鋰離子的出入一般只會引起層間距離的變化,不會引起晶體結構的破壞,從突入放電的反映來看,鋰離子電池是理想的可逆電池。由于放電時鋰離子在電池的正負極間往復,如搖椅般在正負極間擺動,因此有人將鋰離子電池的印象稱為搖椅電池。

        我們常說的鋰離子電池的優越性在于以往的鎳鎘電池( ni/CD )和鎳氫電池( ni/MH )。 具有工作電壓高比能量大循環壽命長自放電率低無記憶效應等優點。

        2 .鋰電池日常使用中的常識

        (1)誤解:“電池被激活,前三次充電持續超過12小時?!?/p>

        關于鋰電池的“活性化”問題,據說充電時間必須超過12小時,為了使電池活性化而反復進行3次。這種“上次3次充電充電12小時以上”的說法,明確了從鎳電池(鎳鎘和鎳氫等)開始持續。因此,這種說法最初可以說是誤傳。經過抽樣調查,可以看出相當多的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非常不同。所有認真查閱的官方技術數據都強調過充電和過放電會對鋰電池,尤其是液體鋰離子電池造成極大的損害。因此,充電最好用標準時間和標準方法進行,特別是12小時以上的長時間充電。通常,手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標準充電方法。

        (2)長時間不充電,電池完全切斷后再充電

        電池充滿電后,手機或鋰電池充電器將自動停止充電,鎳充電器所稱的10小時以上沒有“涓流”充電。鋰電池滿充電后,放在充電器上也不充電。

        超常時充電和完全使用放電會引起過充電和過放電,給鋰離子電池的正負極帶來永久的損傷,在分子水平上,過放電是負極碳過剩地放出鋰離子,其切片構造崩潰,過充電是將過剩的鋰離子強行堵塞負極碳構造

        (3)、電池壽命

        關于鋰離子電池的充放電循環的實驗表,關于循環壽命的數據如下所示( DOD是放電深度的縮寫)。

        循環壽命 (10%DOD):> 1000次

        循環壽命 (100%DOD):> 200次

        根據以上數據,可充電次數與放電深度有關,DOD在10%時的循環壽命比DOD的100%長得多。當然,如果換算成實際充電的相對總容量的10 [ % 1000 = 100、100% ] 200 = 200,則優選后者的完全充放電。然而,鋰電池的壽命主要反映在充放電循環中,這是一個絕對的概念。上一次使用30%的電力時,它被完全充電,下一次使用70%的電力時,它被完全充電,這恰好是一個充電周期。所以還是遵循鋰電池發明者的口號“即用即充,即充即用”的方法使用鋰電池。

        (4)、定期深度充放電進行 電池校準

        鋰離子電池通常有一個管理芯片和一個充電控制芯片。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、放電次數等數值。這些值在使用中會逐漸改變。使用說明書中“應該在一個月左右完全充電”的方法的主要作用是,修正這些寄存器的不適當值。

        二、3V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,先預充電,0.05C電流;

        步驟2:3 v <電壓< 4.2v,判定恒流充電0.2 c~1 c電流

        步驟3 :電壓> 4.2v,恒壓充電,電壓為4.20 v,電流隨著電壓的增加而減少,判斷為充滿電。

        其實今天我對這一點一點都不了解,所以在網上查一下,把它作為常識來理解。

        充電開始時,首先檢測充電電池的電壓,如果電壓在3 v以下,則進行預充電,充電電流為設定電流的1/10,一般為0.05 c左右。電壓升到3V后,進入標準充電過程。標準充電過程是以設定電流進行恒流充電,當電池電壓上升到4.20 v時,變更為恒壓充電,將充電電壓保持在4.20 v。此時,充電電流逐漸降低,如果降低到設定的充電電流的1/10,則充電結束。

        通常,鋰電池的充電電流設定在0.2C和1C之間。電流越大,充電越快,電池也會發熱。


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