鋰電池充電過程詳解
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、恆流充電、恆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電池單元進行預充(恢復性充電)。在電池電壓低於3V左右時,先採用最大0.1C的恆定電流對電池進行充電。
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。恆流充電時的電流並不要求十分精確,準恆定電流也可以。
在線性充電器設計中,電流經常隨著電池電壓的上升而上升,以儘量減輕傳輸電晶體上的散熱問題。大於1C的恆流充電並不會縮短整個充電周期時間,因此這種做法不可取。
當以更高電流充電時,由於電極反應的過壓以及電池內部阻抗上的電壓上升,電池電壓會更快速地上升。恆流充電階段會變短,但由於下面恆壓充電階段的時間會相應增加,因此總的充電周期時間並不會縮短。
階段3:恆壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時,恆流充電結束,開始恆壓充電階段。為使性能達到最佳,穩壓容差應當優於+1%。
階段4:充電終止——與鎳電池不同,並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,並且有可能導致突然的自動快速解體。
鋰電池充電電流多大合適?這個沒有統一的標準,而是要看是什麼類型的鋰電池和是否支持快充技術,這樣之後才能知道鋰電池充電電流多大比較合適。知道了鋰電池的類型和屬性後,那麼鋰電池充電電流如何計算?這是由鋰電池本身的化學物質決定的。所以需要根據鋰電池本身的充電特性來配置充電IC的性能,以達到正確,安全,高效的使用鋰電池。鋰電池充電電流多大合適
鋰電池充電電流大小根據容量來定。電流越大,電池越不容易充滿。這樣做都是為了保護鋰電池可以正常使用,因為過充和過放都會導致鋰電池漏液或者功能失效,甚至爆炸。
鋰電池在充電過程中所處快速充電階段的充電電流而言的,作為一個動態的過程,鋰電池最佳充電電流實際上是分為三個階段的。
1、預充電時的最佳電流:即當鋰電池的初始/空載電壓低於預充電閾值時,首先要經過一個預充電階段,就單個鋰離子電池而言,這個閾值一般為3.0V,在此階段,預充電電流大約為下一個階段——恆流充電階段電流的10%左右。
2、恆流充電時的最佳電流:所謂恆流就是電流恆定,電壓逐漸升高,此時進入快速充電階段。大多數的恆流充電電流設定為0.4~0.6C之間,可以理解為0.5C,也就是在不考慮其他因素的情況下,大約兩個小時可以充滿。之所以選擇0.5C,是因為這個電流很好地做到了充電時間與充電安全性的平衡。
3、恆壓充電時的充電電流:就單節鋰離子電池而言,當電池達到一定電壓值時,即進入恆定電壓充電,這個電壓值一般為4.2V,在此階段,電壓不變,電流減小;這種電流減小是個依次遞減過程,大多數的鋰電池保護選擇0.01C為終止電流,這也就意味著充電過程進入結束狀態。一旦充電結束,則充電電流降為零。
鋰電池最佳充電電流的核心是恆流充電時的電流設計,這裡要強調的是,大多數便捷式鋰電池較宜設計為0.5C充電,如,18650鋰電池常規容量為1800-2600mAh,可選擇1A充電,而倍率型的為1200-1500mAh,0.5C的充電電流就是0.7A。
鋰電池最大充電電流嚴格說是由電池結構決定的,因而,各個鋰電池生產廠家對此規定並不一致,有的設定為0.6C,可攜式鋰電池最高的規定為1C。
鋰電池充電電流如何計算?
鋰電池可以接受的最大充電電流通常是1C甚至更小,鋰電池充電電流一般充電器上有標註的,你看一下,通常鋰電池採用的都是先恆流再恆壓的充電模式,當充到充電器限制電壓的時候,會進行涓涓細流充電,所以充電時間還要加上1個小時左右如果要算充電時間,則用電池容量除以充電電流,加上轉換損耗,最後加上一個小時就差不多了。
磷酸鐵鋰電池一般可以使用1C或更高(15C)的充放電電流,故比較適合作為動力電池。18650電池充電時間與所有二次電池充電時間的理論都是一樣的,即,電池充電時間等於標稱容量與充電電流之比,不過,由於鋰電池充電時內部會產生阻抗,所以,18650電池充電時間要考慮克服這種阻抗的因素。