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簡述鋰離子電池的基本概念及充電知識

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年03月14日  

鋰電池的充電倍率C:用來表示電池充放電時電流大小的比率,即倍率。如1200mAh的電池,0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)。充放電效率也與C(倍率)相關,在0.2C條件下,聚合物鋰電池的充放電效率應該在99.8%。充放電效率=放電容量/充電容量×100%


鋰電池的額定容量:指電池在充滿電後,空載狀態下放電至截止電壓時,所能釋放出的電能量,一般以mAh或Ah(1Ah=1000mAh)符號來表示。但如果電池使用時連接負載及長期使用后,電池釋放的電量會下降。容量由于充放電是在一定的C-倍率條件下進行的,因此電池的容量與C-倍率直接相關。通常情況下電池的標稱容量是指0.2C條件下測試得到的電容量。C-倍率越大,電池的放電率越小。充電容量(Ah或者mAh)=充電電流×充電時間,放電容量(Ah或者mAh)=放電電流×放電時間。一般而言,0.2C電流放電基本能夠達到95%~100%放電率,而1C電流放電只能能夠達到90%放電率左右。


鋰電池的充電倍率C的用處:


我們在閱讀電池的說明書或關于充電放電的技術要求和相關文章時會發現,里面經常提到“以0.5C充電”,“最大放電電流不能超過2C,一般控制在1C以下。”因為,每個電池的充放電要求是不一樣的,而對于同一類電池,往往其充放電電流值都是以C為單位,自然是因為跟它的容量(也就是那個毫安時數)有關,所以,定義一個C,就是一個標準單位的意義了。


由鋰電池的充電倍率C,我們可以知道一些基本的常識。


1鋰電池該充電多久?


通常情況下鋰電池推薦的標準充電時間是15小時,這是怎么算出來的呢?前面說了,充電電流跟C有關,一般設定為0.1C的充電電流,這樣算的話,理論上應該是10小時,但是,一般考慮到充電效率的問題,廠家建議充止容量的1.5倍,所以標準時間是15小時。


當然了,現在很少有充這么久的了。由于電池本身性能提高,可承受的充電電流增大了,自然時間就縮短了。比如鋰電池,快充模式下,一般設置為0.3C到1C,不過一般推薦越低越有利于電池壽命和充電效率,一般在0.5C以下為好。


需要補充強調的一點就是:鋰電池的充電電流和充電時間之間并不是簡單的線性關系。


比如說,以0.1C的速率充電,結果卻需要15個小時,并不意味著就充到了容量的1.5倍,這里頭主要是充電效率的關系,而我的理解是,恒定的電流在不同的時間里充進的容量不是恒量。


2鋰電池放電深度的概念


所謂放電深度,就是指所放電量與所儲存電量(標準容量)的比值。數字越小,就意味放電越淺。比如說,放電深度為20%,就是說放到剩下80%的容量。


與鋰電池放電深度相關的兩個概念:


1與使用壽命的關系,放電深度越深,壽命就越容易縮短;與壽命有關的因素比較多,它除了跟放電深度有關,還與放電速率有關。簡單說,就是“細水長流”、“厚積薄發”。


2另外,放電深度越往深處走,電壓和電流就越不能保證。反過來說,很多時候,電量計,用電量作為電池工作終止條件,也就是為了保證一定的電壓和電流平臺,另外就是從壽命出發。


3鋰電池充電方式


鋰電池的充電方式有兩種,較為簡單的是純粹恒流。即CC,這個往往要配合充電時間的控制。比較先進的也是比較典型的是CC/CV,即恒流+恒壓。就是說,先以一個較大的充電速率,這個階段叫快充,充到了一個電壓閥值,轉入涓充模式,使電壓一點一點上升到最高電壓,這個時候,容量就比較接近標準容量了,而快充模式結束時,一般可以充到80%左右。


這個電壓閥值稱為過壓閥值,現在的鋰電池的最高電壓大多去到4.35V,面對這種情形,一個推薦的標準閥值是4.2V。但是,要記住,它只是一個統計值,大多數時候,我們會選擇一個稍低一點的,但也不能太低,太低的話充電效率不高。


有一些較為先進的充電方案里還有一個預充階段。


這是什么概念呢?前面說了,放電太深了,電壓下降得很厲害,而且會損傷鋰電池。如果我們在對這類過度放電的電池快充以前,有一個涓充模式的緩和過程,可以一定程度修復一下有損傷的電池。


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