钜大LARGE | 点击量:1342次 | 2020年12月24日
锂离子电池充电的四段式充电原理与要求
锂离子电池的四段充电原理及要求
锂离子电池在使用中随着电的释放,电压下降,电池的化学活性也会降低。为了更好的保护锂离子电池的功能,锂离子电池一般要求充电过程控制在四个阶段:涓流充电(低压预充电)、恒流充电、恒压充电和充电停止。
以常规三元锂离子电池为例,inr26650-50a电池的标称容量为5000mAh,标称电压为3.6v(市场上也有3.7v),放电停止电压为2.75v,充电停止电压为4.20v。
锂离子电池充电器的基本要求是具体的充电电流和充电电压,以保证电池的安全充电。新增其他充电辅助功能,提高电池寿命,简化充电器操作,包括对过放电电池进行涓流充电,电池电压检测,输入电流限制,充电后关闭充电器,部分放电后主动充电。
锂离子电池的充电方法是恒流的限制电压,它是由集成电路芯片控制,典型的充电方法是:电压检测等充电电池首先,假如低于3v电压,首先要进行预先充电,充电电流是1/10的电流、电压上升到3v后,输入标准的充电过程。
标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,当电池电压升至4.20v时,变为恒压充电,充电电压维持在4.20v。此时充电电流逐渐减小,当电流降至设定充电电流的1/10时,充电完成。
锂离子电池充电的四个阶段:
第一阶段:涓流充电涓流充电用于对完全放电的电池进行预充电(回收充电)。当电池电压低于3V左右时采用涓流充电,涓流充电电流为恒流充电电流的十分之一,即0.1c(如恒流为1A,涓流充电电流为100mA)。
第二阶段:恒流充电当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,渐进充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2c到1.0c之间。电池电压随着恒流充电过程逐渐增大。一般情况下,单个电池的电压设置为3.0-4.2v。
第三阶段:恒压充电当电池电压升至4.2v时,完成恒流充电,开始恒压充电阶段。根据电池的饱和程度,充电后电流从最大值逐渐降低到0.01c。(C是表示电池额定容量对电流的一种方式,例如电池的容量是1000mAh,1C是充电电流1000mA。)
第四阶段:充电停止
有两种典型的方法来停止充电:选择最小充电电流或选择按时器(或两者的组合)。最小电流法监测恒压充电阶段的充电电流,当充电电流小于0.02c时停止充电。第二种方法是从恒压充电阶段开始,充电两小时后停止充电。
上述四段充电方式,电池完全放电后,充电时间约为2.5-3小时。先进的充电器还使用更多的安全措施。例如,假如电池温度超过规定的窗口(一般为0℃至45℃),充电将暂停。充电后,若检测到电池电压低于3.89v,则从零开始充电
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