鋰離子電池充電原理分析

鋰離子電池的充電過程可分為四個(gè)階段:涓滴充電(低壓預(yù)充電)、恒流充電、恒壓充電和充電連接。

鋰離子電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，以保證電池的安全充電。新增其他充電輔助功能的目的是為了提高電池壽命，簡化充電器的操作，包括對過放電電池進(jìn)行涓流充電，電池電壓檢測，輸入電流約束，充電后關(guān)閉充電器，部分放電后充電。

第一階段:涓流充電涓流充電用于對已完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充電(回收充電)。當(dāng)電池電壓低于3V左右時(shí)采用涓流充電，涓流充電電流為恒流充電電流的十分之一，即0.1c(如恒流充電電流為1A，涓流充電電流為100mA)。

第二階段:恒流充電當(dāng)電池電壓高于涓流充電閾值時(shí)，正向充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2c到1.0c之間。電池電壓隨著恒流充電過程逐漸增大。一般情況下，單個(gè)電池的電壓設(shè)置為3.0-4.2v。

第三階段:恒壓充電當(dāng)電池電壓升至4.2v時(shí)，完成恒流充電，完成初始恒壓充電階段。根據(jù)細(xì)胞的充盈程度，充電過程中電流從最大值開始逐漸減小。當(dāng)電流降至0.01C時(shí)，認(rèn)為充電是持續(xù)的。(C是表示電池對電流的標(biāo)稱容量的一種方式，例如電池的容量為1000mAh,1C是充電電流1000mA。)

第四階段:充電連接

有兩種典型的充電連接方法:使用最小充電電流鑒別器或使用計(jì)時(shí)器(可能是兩者的組合)。最小電流法監(jiān)測恒壓充電階段的充電電流，當(dāng)充電電流降至0.02~0.07c時(shí)持續(xù)充電。第二種方法從恒壓初始充電階段開始計(jì)時(shí)，持續(xù)充電2小時(shí)后繼續(xù)充電。

上述四段充電方式，電池完全放電后充電時(shí)間約為2.5~3小時(shí)。高端充電器也使用更多的安全方法。例如，假如電池溫度超過規(guī)定的窗口(一般為0℃至45℃)，充電將暫停。

充電后，若檢測到電池電壓低于3.89v，則從零開始充電。

手機(jī)充電器的工作流程一般如下:測試電池電壓，假設(shè)電壓低于閾值，則進(jìn)行涓流充電;2.2.當(dāng)電池充電到一定電壓(一般設(shè)置為2.9v)時(shí)，進(jìn)行全電流充電;3.當(dāng)電池電壓達(dá)到預(yù)設(shè)電壓時(shí)(鋰離子電池一般為4.2v)，進(jìn)行初始恒壓充電，充電電流同時(shí)下降;4.當(dāng)電流逐漸減小到規(guī)定值時(shí)，充電過程結(jié)束。

當(dāng)電池電壓低于2.5v(Vshort)時(shí)，鋰離子電池充電器使用25mA電流進(jìn)行預(yù)充電，以防止鋰離子電池在快速充電時(shí)深放電損壞甚至攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

用過低的電壓給電池充電。當(dāng)電池電壓低于2.5v(Vshort)時(shí)，鋰離子電池充電器會(huì)使用25mA電流進(jìn)行預(yù)充電，以防止快速充電時(shí)深放電鋰離子電池的損壞甚至被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

除了電壓檢測、其他輔助方法應(yīng)該被選擇作為備份方法防止收費(fèi)過高,如電池溫度監(jiān)測、電池溫度檢測和電池組溫度傳感器用于持續(xù)檢測電池溫度,當(dāng)電池溫度超過設(shè)置計(jì)劃,關(guān)閉電池充電。