为什么锂离子电池充电需要三个阶段?

锂离子电池是现金便携式电子产品的最常见选择。与其他类型的电池相比,锂离子电池重量轻且没有记忆效应。与镍氢电池相比,锂离子电池的能量密度和自放电率是其两倍。低6-8倍。使用锂离子电池进行应用程序设计时,最重要的是了解其在充电和放电过程中的特性,以确保应用程序的安全性,并同时确保使用时间的最优化。业界已经形成了为锂离子电池充电的三阶段策略:预充电,恒流充电和恒压充电。为什么需要三个阶段? 1.下图显示了锂离子电池的容量,循环寿命和充电电压之间的关系。纵轴是电池容量,横轴是循环寿命数。可以看出,电荷截止电压越高,循环寿命越短,容量降低。它也更快。 2.下图显示了锂离子电池的容量,循环寿命和放电电流之间的关系。纵轴是电池容量,横轴是循环寿命数。可以看出,充电率越大,容量衰减率越快。快三。锂离子电池的化学特性在充电过程中,在充电器施加的外部电场的作用下,Li +从正极LiCoO2逸出进入电解质并移动到负极,然后进入由石墨组成的负极,其中形成LiC化合物。 。如果充电速度太快,将使Li +进入负极栅极的时间太晚,并且Li +会积聚在负极附近的电解液中。负极附近的这些Li +容易从负极捕获电子而成为金属Li。连续的金属锂生产将在负极附近积聚,并成长为通常称为树枝状晶体的树枝状晶体。在另一种情况下,随着负电极变得越来越满,LiC晶格留下越来越少的空间,并且从正电极移出的Li +具有较小的发现空间的机会,并且所需的时间越来越长。如果充电速度不改变的时间越长,则也有可能在负极表面上形成Li +的局部堆积。因此,在充电的后半段必须逐渐减小充电电流。树突的生长最终将刺穿正极和负极之间的隔膜,从而形成短路。可以想到的是,充电速度越快,越危险,充电终止电压越高,越危险,充电时间越长,越危险。如果您无法想象电池内部会发生什么,请将电池视为肥皂泡。将气体吹入肥皂泡的过程等同于为电池充电的过程。如果吹得太快,肥皂水会形成水。当膜的膨胀速度不能跟上吹入气体的速度时,肥皂泡很容易破裂。当电池电压相对较低时,会发生预充电。对于大多数锂离子电池,该电压通常定义为低于2.9V〜3V。此时,通常允许充电电流低于C / 10。恒定电流充电的电流通常设置为约1C(根据使用500个循环后的容量衰减到初始容量的80%来确定)。在恒压充电阶段,电流将逐渐下降,并在下降到一定水平(通常为C / 10)后,我们可以认为电池已充满电,充电过程将被切断。最后一个阶段称为补给阶段,它实际上是恒定电流阶段和恒定压力阶段的组合。这是一种补偿由于电池自放电和与之相连的其他负载的消耗而导致的容量下降的措施。这是为了确保在分离充电设备时始终将电池(及其组成的系统)耗尽。该状态可能已充满电。另外,电池的温度对充电策略有重要影响。由于在不同温度下构成电池的材料的不同特性,电池的容量和合适的充电电压也发生了巨大的变化。参考:https://www.richtek.com/Design%20Support/Technical%20Document/AN023?sc_lang=zh-CN免责声明:本文的内容在21ic授权后发布。版权属于原始作者。