鋰電池充電的四段式充電原理及要求

2021-02-24 電源技術雜誌

鋰電池在使用中隨著電量的釋放，電壓下降，電池的化學活性也會降低。為了更好的保護鋰電池的性能，鋰電池一般會要求充電過程按涓流充電(低壓預充)、恆流充電、恆壓充電以及充電終止四個階段，進行管控。

圖1 鋰電池充電曲線圖

以某電池常規型三元鋰電池為例，INR26650-50A電池的標稱容量是5000 mAh，標稱電壓是3.6 V(市面上也有標3.7 V)，放電終止電壓是2.75 V，充電終止電壓是4.20 V。

鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，從而保證電池安全充電。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命，簡化充電器的操作，其中包括給過放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流限制、充電完成後關斷充電器、電池部分放電後自動啟動充電等。

鋰電池的充電方式是限壓恆流，都是由IC晶片控制的，典型的充電方式是：先檢測待充電電池的電壓，如果電壓低於3 V，要先進行預充電，充電電流為設定電流的1/10，電壓升到3 V後，進入標準充電過程。

標準充電過程為：以設定電流進行恆流充電，電池電壓升到4.20 V時，改為恆壓充電，保持充電電壓為 4.20 V。此時，充電電流逐漸下降，當電流下降至設定充電電流的1/10時，充電結束。

鋰電池充電的四個階段說明：

階段1：涓流充電——涓流充電用來先對完全放電的電池單元進行預充(恢復性充電)。在電池電壓低於3 V左右時採用涓流充電，涓流充電電流是恆流充電電流的十分之一即0.1c(以恆定充電電流為1A舉例，則涓流充電電流為100 mA)。

階段2：恆流充電——當電池電壓上升到涓流充電閾值以上時，提高充電電流進行恆流充電。恆流充電的電流在0.2C至 1.0C之間。電池電壓隨著恆流充電過程逐步升高,一般單節電池設定的此電壓為3.0-4.2 V。

階段3：恆壓充電—— 當電池電壓上升到4.2 V時，恆流充電結束，開始恆壓充電階段。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。(C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法，如電池是1000 mAh的容量，1C就是充電電流1000 mA。)

階段4：充電終止

有兩種典型的充電終止方法：採用最小充電電流判斷或採用定時器(或者兩者的結合)。最小電流法監視恆壓充電階段的充電電流，並在充電電流小於0.02C時終止充電。第二種方法從恆壓充電階段開始時計時，持續充電兩個小時後終止充電過程。

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。高級充電器還採用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口(通常為0 ℃至45 ℃)，那麼充電會暫停。 充電結束後，如檢測到電池電壓低於3.89 V將重新充電。

本刊官方網站：www.cjpstj.com

本刊唯一投稿郵箱:dianyuanjishu@126.com

投稿諮詢電話：022-23959362

更多信息請關注《電源技術》官方微信！

相關焦點

  • 無線充電鋰電池的原理,鋰電池無線充電技術的發展
    無線充電鋰電池的原理，鋰電池無線充電技術的發展。無線充電鋰電池是一種鋰電池的新的發展方向。憑藉其獨特的創意和巨大的作用，推向市場後獲得了很不錯的社會反饋。在無線充電日益成熟與火熱的今天，這種無線充電鋰電池必定會展現其鋒芒，或許以後將會在手機行業中大範圍普及、甚至成為手機鋰電池的一次熱潮。無線充電是在生活裡越來越多了，很多手機也都開始使用無線充電，今天我們就來了解下無線充電的原理。鋰電池無線充電技術可分為小功率無線充電和大功率無線充電兩種方式。
  • 動力電池四段式充電原理及要點解析
    為了更好的保護鋰電池的性能，鋰電池一般會要求充電過程按涓流充電(低壓預充)、恆流充電、恆壓充電以及充電終止四個階段，進行管控。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201807/384227.htm以某電池常規型為例，INR26650-50A電池的標稱容量是5000mAh，標稱電壓是3.6V(市面上也有標3.7V)，放電終止電壓是2.75V，充電終止電壓是4.20V。鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，從而保證電池安全充電。
  • 鋰電池充電原理及合適充電電壓電流的選擇
    本文從鋰電池的充電電路原理出發，在深刻了解鋰電池原理的基礎上介紹充電池充電電路的設計，進而詳細解析如何選擇合適的充電電壓和充電電流
  • 手機鋰電池的工作原理和充電要求
    現在的手機大多採用的是鋰電池或鋰聚化合物電池，它是由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早出現的鋰電池來自於偉大的發明家愛迪生。由於鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。
  • 鋰電池充電的原理解析
    鋰離子電池的充電過程可以分為四個階段：涓流充電（低壓預充）、恆流充電、恆壓充電以及充電終止。　　鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，從而保證電池安全充電。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命，簡化充電器的操作，其中包括給過放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流限制、充電完成後關斷充電器、電池部分放電後自動啟動充電等。　　鋰電池的充電方式是限壓恆流，都是由IC晶片控制的，典型的充電方式是：先檢測待充電電池的電壓，如果電壓低於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後，進入標準充電過程。
  • 鋰電池防爆要求,鋰電池的防爆原理
    鋰電池防爆要求，鋰電池的防爆原理。鋰電池已經成為可攜式電子產品的首選電池，但卻一直潛藏著爆炸的危險。由於應用愈來愈廣爆炸事件也就層出不窮。其實透過正確的電池系統設計及電芯等級判定，鋰電池是可以做到非常安全的。目前防爆線路及防爆電芯技術都已成熟，爆炸事件應該可以愈來愈少。
  • 工程師淺析鋰電池的充電電路原理以及實例應用
    鋰電池的特點：1、具有更高的重量能量比、體積能量比;2、電壓高，單節鋰電池電壓為3.6V，等於3隻鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓;3、自放電小可長時間存放，這是該電池最突出的優越性;4、無記憶效應。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應，所以鋰電池充電前無需放電;5、壽命長。
  • 鋰電池對充電的需求,電動車鋰電池室內充電安全嗎?
    鋰電池對充電的需求，電動車鋰電池室內充電安全嗎？鋰離子電池是一種應用廣泛的可充電電池，電動車鋰電池安全和充電安全是用戶最關心的問題，人們對鋰電池充電提出了更高的要求。如何安全的給電動車鋰電池充電呢，一起來和存能電氣小編了解下。
  • 手機內部充電電流控制原理圖
    手機內部充電電流控制方面：下邊3張圖，截取自目前國內最熱的某品牌手機原理圖。看不懂原理圖的沒有關係。直接看解釋即可。可見，電池的充電，是由手機主板控制的。並不由手機充電器控制，手機充電器，只是個供電設備而已。手機充電電流有什麼講究？現在的手機電池，基本上都是鋰電池。鋰電池，最少應遵循三段式充電規格，即：涓流充電：又叫預充電，一般電壓低於3V時，此時電量一般小於10%時，採用涓流充電。涓流充電電流，一般設定為恆流充電電流的十分之一左右。
  • 鋰電池充電過程,長時間涓流充電對鋰電池有影響嗎?
    鋰電池充電過程，長時間涓流充電對鋰電池有影響嗎？鋰電池使用日益廣泛，使得鋰電池充電方法備受關注。對於不同的鋰電池，通常具備不同的鋰電池充電方法，這也是大家無法短時間內全面掌握鋰電池充電方法的原因。那麼鋰電池是怎麼充電的呢？
  • 優能工程師:鋰電池保護板原理,鋰電池不用保護板充電行嗎?
    (一般±20mV)，實現電池組各單體電池的均充，有效地改善了串聯充電方式下的充電效果；同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態，保護並延長電池使用壽命；欠壓保護使每一單節電池在放電使用時避免電池因過放電而損壞。
  • 鋰電池充電管理晶片介紹
    因為磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，標準充電的循環壽命達到2000次以上，理論壽命將達到7~8年。圖片來自百度百科鋰電池的廣泛使用，一些產品對電池容量的需求不斷提升，就需要串聯多個鋰電池，從而導致電池的總電壓升高，於是就催生出了鋰電池充電管理晶片SNC201，旭鑫勝電子的這種晶片可以有效管理每個鋰電池的充電，它會根據鋰電池的特性自動進行預充
  • 鋰電池的四個充電過程你了解嗎?
    鋰電池正我們生活中是非常常見的，很多電子設備上都有使用鋰電池，比如手機以及無人機中。那麼在電池電量用完後，我們是怎麼對鋰電池進行充電呢？雖然市面上有很多鋰電池充電管理IC可以幫助我們完成整個充電過程，但是我們還是很有必要去了解這個過程，因為只有了解整個充電過程，我們才能清楚的知道當前電池所處於的充電階段，才好進一步做控制或者指示。也只有充分了解了這個充電過程，我們才可能直接使用單片機來做鋰電池的充電控制。言歸正傳，鋰電池的充電過程我們可以劃分為四個階段，1-涓流充電；2-恆流充電；3-恆壓充電；4-停止充電。
  • 鋰電池充電方法
    鋰電池充電方法是怎樣的呢？很多人都知道鋰電池可以充電，可是正確的充電方法都有哪些呢？下面讓我們一起去了解鋰電池的充電方法吧。02辦法二：充電前，鋰離子電池不需要專門放電，放電不當反而會損壞電池。充電時儘量以慢充充電，削減快充辦法;時刻不要超越24小時。
  • 藍牙耳機給鋰電池充電電路圖
    整個耳機的電源管理設計要求外圍組件少，集成度高，同時滿足藍牙晶片對負載響應和噪聲抑制的要求。電壓正常指示引腳可以檢測DC/DC輸出電壓（TC1303A（＄0.9200））或LDO輸出電壓（TC1303B（＄0.9200）），甚至可分別檢測這兩路輸出，實現順序上電，滿足不同藍牙晶片對供電的要求。MCP73855可提供鋰電池充電管理功能，片內集成的MOSFET、電流檢測電阻和反向阻斷二極體可提供最大400mA的充電電流，並可通過外接電阻或直接由I/O輸出設置所需的充電電流。
  • 電動車鋰電池充電禁忌,鋰電池電動車每天都要充電嗎?
    電動車鋰電池充電禁忌，鋰電池電動車每天都要充電嗎？當電動車鋰電池組慢慢在市場上越來越普遍的時候，很多人都不了解電動車鋰電池的正確充電方法。現在鋰電池組是電動車的首選，鋰電池組更加輕，鉛酸電池比較笨重在性能上，鋰電池表現也更加優異，-20℃至55℃都可以正常充放電，壽命是電動車鉛酸電池壽命的3至4倍。電動車鋰電池充電禁忌第一溫度：鋰電池怕高溫。
  • 手機鋰電池爆炸原理與充電誤區
    即使如此，鋰電池依然安全　　聽到這兒估計你嚇壞了，這鋰電池還和大雷子和二踢腳有啥區別？筆者想跟你說，確實是有區別的。先說短路，對此我們有三道保險：使用完好優質的充電線材防止外部短路、手機內部保護機制防止短路充電、電池內部可閉合的隔膜防止過熱時鋰離子繼續運動。
  • 鋰電池電動車充電方法_鋰電池電動車充電多久
    鋰電池電動車充電方法 　　電動車新國標實施後，電動車鋰電池組在市場上越來越普遍，很多人都不了解電動車鋰電池的正確充電方法。綜合性價比考慮，現在鋰電池是電動車的首選，鋰電池組更加輕，表現也更加優異，-20℃至55℃都可以正常充放電，壽命是電動車鉛酸電池壽命的3至4倍。 　　（1）高溫天氣不可在陽光暴曬下充電，不能在行駛後立即充電夏天到了，這一點尤其要注意，切記不能將電動車放在火辣辣的太陽底下充電，也不可以將電池放在陽光下暴曬。同理，無論是平時，還是充電時，都要遠離明火和高溫熱源。
  • 鋰電池過度保護原理,鋰電池保護板的工作原理
    鋰電池過度保護原理，鋰電池保護板的工作原理。鋰離子電池供電設備的安全性是人們目前最為關注的問題，所以對其的保護就非常重要。鋰電池保護板可以保護鋰電池防止出現過充電、過放電或短路所引起的大電流放電。鋰電池過度保護原理鋰離子電池的保護電路是由保護IC及兩顆功率MOSFET所構成，其中保護IC監視電池電壓，當有過度充電及放電狀態時切換到以外掛的功率MOSFET來保護電池，保護IC的功能有過度充電保護、過度放電保護和過電流／短路保護。
  • 關於鋰電池的最佳充電電流