电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
锂离子充电器是一个电压限制装置,雷同于铅酸系统。差异之处在于电池的电压更高、更耐压、在完全充电时无需涓流充电或浮充。铅酸电池在电压割断方面供给了一些机动性,而锂离子电池的制造商在配置时却要很是严谨,因为锂离子电池不能过充。那些所谓的有望耽误电池寿命并新增特别容量的古迹充电器是不存在的。锂离子电池是一个纯净的系统,只要它可以或许接收。
3.6V的正极平台
正极质料使用传统的钴、镍、锰、铝时,锂离子电池的电压凡是到达4.20V,公差±50mV。一些镍基种类的电池为4.10V,高容量锂离子电池可充至4.30V。必然水平上更高的电压可以新增容量,但当逾越类型值时,电池开始退化,并将低落使用寿命,更重要的是逾越极限时的安详隐患。图1显示了锂离子电池在恒流阶段和过充时,电压和电流的对应干系。
电池的充电倍率是在0.5和1C之间,完整充电时间约为2-3小时。电池制造商推荐的充电倍率在0.8C或更低,以耽误电池寿命。充电效率约99%,电池充电期间保持情况风凉,充电完成时,一些锂离子电池组大概会碰着约5℃(9oF)的温度上升。这大概是呵护电路起用途或内电阻升高的原因。当电池到达电压阈值或电流减小到3%的额定电流时产生完全充电。如果电压维持程度稳定或不能再进一步下降时电池也被认为是完全充电。这种环境的原因大概是自放电升高。
新增充电电流不会加快充电完全状态。尽量电池到达电压峰值更快,但相应的饱和电荷将要更长的时间。电流对应的电荷数量改变了每个阶段所需的时间,第一阶段将缩短但饱和阶段2将要更长的时间。然而大电流充电会迅速到达容量的70%.
与铅酸沟通,锂离子电池不要充电完全,。事实上,最好不要充电完全,因为高电压会给电池带来压力。选择较低的电压阈值,或完全消除饱和电荷可以耽误电池寿命,但这淘汰了运行时长。在满意最大运行时间时,大大都充电器消费品追求最大容量,不怎么看中耽误使用寿命。
一些本钱较低的消费品充电器可以使用简化的充电和运行的要领,给锂离子电池一个小时或更少的充电时间,无需颠末第二阶段的饱和电荷。当电池电压在第一阶段到达阈值便可以了。此时充电约为85%,可满意大大都用户的使用程度。
防备充电完全有许多的益处,有的厂家将充电阈值配置较低以耽误电池寿命。表2示出不经饱和阶段,充电至差异电压阈值时预计的容量。
当电池第一次充电时,电压迅速增大,这种行为可以用一个橡皮筋晋升一个重物来类比,造成了必然的滞后。当快充电完全时电压跟上了变革,(拜见图3)。这是典范的电池充电特性。
依靠闭路电压(CCV)读取充电期间的容量是不切实际的,然而,OCT却可以用来预测已经休息了几个小时电池的充电状态,关于所有电池,温度影响OCV,锂离子的活性物质也起到了重要用途。
锂离子不行举办太过充电,当布满电时电流必需割断。一连的涓流充电会导致金属锂的沉积,这大概危及安详,为了淘汰压力,锂离子电池单位峰值电压保持在4.20v的时间应尽大概地短。
一旦充电竣事,电池电压开始下降,低落了电压压力。跟着时间的推移,该开路电压会降到3.70和3.90V之间。请注意,颠末完全饱和电荷的锂离子电池保持高压的时间高出一个未颠末完全饱和的电池。
如果一个锂离子电池为了事情而处于充电状态,一些充电器使用简朴的充电电压上限法以办理赔偿小部门的自放电和耗损呵护电路的问题。当电池的开路电压降至4.05V时充电器可以举办充电,4.20V时封锁。为电池事情可能待机而设计的充电器,常常让电池电压下降到4.00V时充电,并仅4.05V时再次充电,而不是完整的4.20V。这淘汰了电压相关的应力和耽误电池寿命。
将某些便携式设备放在一个充电插座的开关位置上,通过装置罗致的电流称为寄生负荷,可以扭曲充电周期。电池制造商发起不要寄生负载充电,因为它会诱导呈现小轮回,但这老是无法防备的,;毗连到交换电的一台条记本电脑就是这样的环境。电池充电到4.20V,然后通过该装置放电。由于该轮回产生的阈值在4.20V,并且往往在升高的温度下举办,所以电池的应力值很高。
便携式的设备在充电时应该封锁。这使得电池不受阻碍地到达设定的阈值电压,电流饱和时便终止充电。寄生负载通过低落电池电压和防备电流饱和阶段低落使充电器杂乱。电池可以布满电,但之后的状况会提示继承充电,造成内部压力。
锂离子电池正极活性
传统的锂离子电池使用钴、镍、锰和铝作为正极质料,这些正极质料的标称电压为3.65V。而磷酸铁锂(LiFePO)则是一个破例,充电到3.65V时,它的标称电压为3.20V。相对较新的钛酸锂(LTO),当充电到2.85V时,它的标称电压为2.40V。
现有的充电器相关于尺度的3.60V锂离子电池对这些新质料并不兼容。必需要拟定新的尺度来适应正确的系统和供给正确的电压。然而3.60V锂离子电池不能用来充为磷酸铁锂离子电池设计的充电器充电,这会导致电池过充。多元系统充电器必需拟定一个新的尺度来适应差异的电压。
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