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【浩博电池资讯】锂电池充电原理及合适充电电压电流的选择
【浩博电池资讯】锂电池充电原理及合适充电电压电流的选择
【浩博电池资讯】
2020-08-20
2028
本文从
锂电
池的充电电路原理出发,在深刻了解
锂电池
原理的基础上介绍充
电池
充电电路的设计,进而具体解析怎么选择适宜的充电电压和充电电流,期望可以让我们深入了解日常避免不开的
锂电池
的基本知识。
锂电池
充电电路原理
一、
锂电池
与镍镉、镍氢可充电池:
锂离子电池
的负极为石墨晶体,正极一般为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时,锂离子从石墨晶体内负极外表脱离移向正极。所以,在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态呈现,而不是以金属锂的形态呈现。因而这种电池叫做锂离子电池,简称
锂电池
。
锂电池
具有:体积小、容量大、分量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等长处,但价格较贵。镍镉电池因容量低,自放电严重,且对环境有污染,正逐渐被淘汰。镍氢电池具有较高的功能价格比,且不污染环境,但单体电压只有1.2V,因而在运用范围上受到约束。
二、
锂电池
的特点:
1、具有更高的分量能量比、体积能量比;
2、电压高,单节
锂电池
电压为3.6V,等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压;
3、自放电小可长期寄存,这是该电池最杰出的优越性;
4、无回忆效应。
锂电池
不存在镍镉电池的所谓回忆效应,所以
锂电池
充电前无需放电;
5、寿数长。正常作业条件下,
锂电池
充/放电循环次数远大于500次;
6、可以快速充电。
锂电池
一般可以选用0.5~1倍容量的电流充电,使充电时刻缩短至1~2小时;
7、可以随意并联运用;
8、因为电池中不含镉、铅、汞等重金属元素,对环境无污染,是今世最先进的绿色电池;
9、成本高。与其它可充电池比较,
锂电池
价格较贵。
三、
锂电池
的内部结构 :
锂电池
一般有两种外型:圆柱型和长方型。
电池内部选用螺旋绕制结构,用一种非常精密而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离资料在正、负极间距离而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子搜集极及由铝薄膜组成的电流搜集极。负极由片状碳资料组成的锂离子搜集极和铜薄膜组成的电流搜集极组成。电池内充有有机电解质溶液。别的还装有安全阀和PTC元件,以便电池在不正常状态及输出短路时维护电池不受损坏。
单节
锂电池
的电压为3.6V,容量也不或许无限大,因而,常常将单节
锂电池
进行串、并联处理,以满意不同场合的要求。 字串5
四、
锂电池
的充放电要求;
1、
锂电池
的充电:依据
锂电池
的结构特性,最高充电中止电压应为4.2V,不能过充,不然会因正极的锂离子拿走太多,而使电池作废。其充放电要求较高,可选用专用的恒流、恒压充电器进行充电。一般恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电,当恒压充电电流降至100mA以内时,应中止充电。
充电电流(mA)=0.1~1.5倍电池容量(如1350mAh的电池,其充电电流可控制在135~2025mA之间)。惯例充电电流可选择在0.5倍电池容量左右,充电时刻约为2~3小时。
2、
锂电池
的放电:因
锂电池
的内部结构所造成的,放电时锂离子不能悉数移向正极,有必要保存一部分锂离子在负极,以确保在下次充电时锂离子可以疏通地嵌入通道。不然,电池寿数就相应缩短。为了确保石墨层中放电后留有部分锂离子,就要严厉约束放电中止最低电压,也就是说
锂电池
不能过放电。放电中止电压一般为 3.0V/节,最低不能低于2.5V/节。电池放电时刻长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时刻(小时)=电池容量/放电电流。
锂电池
放电电流 (mA)不该超越电池容量的3倍。(如1000mAH电池,则放电电流应严厉控制在3A以内)不然会使电池损坏。
现在市场上所售
锂电池
组内部均封有配套的充放电维护板。只需控制好外部的充放电电流即可。
五、
锂电池
的维护电路:
两节
锂电池
的充放电维护电路如图一所示。由两个场效应管和专用维护集成块S--8232组成,过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路,由维护IC监督电池电压并进行控制,当电池电压上升至4.2V时,过充电维护管FET1截止,中止充电。为避免误动作,一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电状态下,电池电压降至2.55V时,过放电控制管FET1截止,中止向负载供电。过电流维护是在当负载上有较大电流流过时,控制FET1使其截止,中止向负载放电,意图是为了维护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻,监督它的电压降,当电压降超越设定值时就中止放电。在电路中一般还加有延时电路,以区分浪涌电流和短路电流。该电路功能完善,功能牢靠,但专业性强,且专用集成块不易购买,业余爱好者不易仿制。
六、简易充电电路:
现在有不少商家出售不带充电板的单节
锂电池
。其功能优越,价格低廉,可用于克己产品及
锂电池
组的修理代换,因而深受广大电子爱好者喜爱。有兴趣的读者可参照图二制造一块充电板。其原理是:选用稳定电压给电池充电,确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路,Q2、W2、R2构成可调恒流电路,Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升,充电电流将逐渐减小,待电池充溢后R4上的压降将降低,从而使Q3截止, LED将平息,为确保电池可以足够,请在指示灯平息后继续充1—2小时。运用时请给Q2、Q3装上适宜的散热器。本电路的长处是:制造简单,元器件易购,充电安全,显现直观,并且不会损坏电池.经过改动W1可以对多节串联
锂电池
充电,改动W2可以对充电电流进行大范围调节。缺陷是:无过放电控制电路。图三是该充电板的印制板图(从元件面看的透视图)。
七、单节
锂电池
的应用举例
1、 作电池组修理代换品
有许多电池组:如笔记本电脑上用的那种,经修理发现,此电池组损坏时仅是单个电池有问题。可以选用适宜的单节
锂电池
进行替换。
2、 制造高亮微型电筒
笔者曾用单节3.6V1.6AH
锂电池
配合一个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒,运用方便,细巧美观。并且因为电池容量大,均匀每晚运用半小时,至今已用两个多月仍无需充电。电路如图四所示。
3、代替3V电源
因为单节
锂电池
电压为3.6V。因而仅需一节
锂电池
便可代替两节一般电池,给收音机、随身听、照相机等小家电产品供电,不只分量轻,并且接连运用时刻长。
八、
锂电池
的保存:
锂电池
需足够电后保存。在20℃下可储存半年以上,可见
锂电池
适宜在低温下保存。曾有人主张将充电电池放入冰箱冷藏室内保存,的确是个好留意。
九、运用留意事项:
锂电池
绝对不行解体、钻孔、穿刺、锯割、加压、加热,不然有或许形成严重后果。没有充电维护板的
锂电池
不行短路,不行供小孩游玩。不能靠近易燃物品、化学物品。作废的
锂电池
要妥善处理。 四、
锂电池
的充放电要求;
1、
锂电池
的充电:依据
锂电池
的结构特性,最高充电中止电压应为4.2V,不能过充,不然会因正极的锂离子拿走太多,而使电池作废。其充放电要求较高,可选用专用的恒流、恒压充电器进行充电。一般恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电,当恒压充电电流降至100mA以内时,应中止充电。
充电电流(mA)=0.1~1.5倍电池容量(如1350mAh的电池,其充电电流可控制在135~2025mA之间)。惯例充电电流可选择在0.5倍电池容量左右,充电时刻约为2~3小时。
2、
锂电池
的放电:因
锂电池
的内部结构所造成的,放电时锂离子不能悉数移向正极,有必要保存一部分锂离子在负极,以确保在下次充电时锂离子可以疏通地嵌入通道。不然,电池寿数就相应缩短。为了确保石墨层中放电后留有部分锂离子,就要严厉约束放电中止最低电压,也就是说
锂电池
不能过放电。放电中止电压一般为 3.0V/节,最低不能低于2.5V/节。电池放电时刻长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时刻(小时)=电池容量/放电电流。
锂电池
放电电流 (mA)不该超越电池容量的3倍。(如1000mAH电池,则放电电流应严厉控制在3A以内)不然会使电池损坏。
现在市场上所售
锂电池
组内部均封有配套的充放电维护板。只需控制好外部的充放电电流即可。
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