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【干貨】鋰電池基本原理解析:充電及放電機制

鉅大LARGE  |  點擊量:1558次  |  2019年09月06日  

電池充電最重要的就是這三步:


第一步:判斷電壓<3V,要先進(jìn)行預(yù)充電,0.05C電流;


第二步:判斷3V<電壓<4.2V,恒流充電0.2C~1C電流;


第三步:判斷電壓>4.2V,恒壓充電,電壓為4.20V,電流隨電壓的增加而減少,直到充滿。


一、鋰電池


1、簡述鋰電池以及工作原理


鋰離子電池自1990年問世以來,因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了許多領(lǐng)域,象大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等。


目前鋰電池公認(rèn)的基本原理是所謂的“搖椅理論。鋰電池的沖放電不是通過傳統(tǒng)的方式實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移,而是通過鋰離子在層壯物質(zhì)的晶體中的出入,發(fā)生能量變化。在正常沖放電情況下,鋰離子的出入一般只引起層間距的變化,而不會引起晶體結(jié)構(gòu)的破壞,因此從沖放電反映來講,鋰離子電池是一種理想的可逆電池。在沖放電時鋰離子在電池正負(fù)極往返出入,正像搖椅一樣在正負(fù)極間搖來搖去,故有人將鋰離子電池形象稱為搖椅電池。


我們經(jīng)常說的鋰離子電池的優(yōu)越性是針對于傳統(tǒng)的鎳鎘電池(Ni/Cd)和鎳氫電池(Ni/MH)來講的。具有工作電壓高比能量大循環(huán)壽命長自放電率低無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。


2、鋰電池日常使用過程中的常識


(1)、誤區(qū):“電池激活,前三次充電12小時以上


對于鋰電池的“激活問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復(fù)做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。經(jīng)過抽樣調(diào)查,可以看出有相當(dāng)一部分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有非常大的區(qū)別,所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過12個小時的超長充電。通常,手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。


(2)、不益長時間充電、電池完全用完再充電


鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流充電。如果鋰電池在充滿后,放在充電器上也是也不再充電。


超常時間充電和完全用空電量會造成過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞,從分子層面看,過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。


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