鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1410次 | 2018年07月22日
鋰電池是如何充電的
對于鋰電池如何充電問題，我們知道鋰電池充電需要用配套的充電器，在工業(yè)配套市場，由于各個產(chǎn)品也是單獨(dú)封裝，互不通用，因此，應(yīng)該根據(jù)所用的鋰電池組選擇相應(yīng)的充電器，嚴(yán)格按照要求充電。
不管是工業(yè)還是民用市場，由于鋰電池如何充電的基本原理是一致的，因而，對鋰電池充電的步驟、標(biāo)準(zhǔn)是可以規(guī)范的，一般情況下，鋰電池的標(biāo)稱電壓是3.7V，滿電電壓是4.2V。下面以GB/T102872000規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，以1000mAh容量的電池為例來說明鋰電池如何充電。
鋰電池充電分為兩個階段：
一、恒流充電，即電流一定，而鋰電池電壓隨著充電過程逐步升高，按照上述規(guī)范一般以0.2C的電流充電（C是電池標(biāo)稱容量與電流對照的一種表示方法，0.2C即200mA），當(dāng)電池電壓接近滿電電壓4.2V時，改恒流充電為恒壓充電。這個過程大約是五個小時。
二、恒壓充電，即電壓一定，而電流隨著電芯的飽和程度加深逐漸減小，按照規(guī)范，當(dāng)電流減小到0.01C即10mA時，認(rèn)為充電終止。這個過程和恒流充電時間加總后，總的充電時間不應(yīng)超過八個小時。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
因此，判斷鋰電池充電是否已經(jīng)達(dá)到飽和有兩個標(biāo)準(zhǔn)：一是電流為0.01C，二是總時長不超過八小時，換句話說，鋰電池充電過程如果八小時后仍然不能達(dá)到0.01C，則視為不合格品。
至此，我們對鋰電池如何充電有了個理論的認(rèn)識，用戶在給鋰電池充電時，只需按照正規(guī)充電器說明書上的方法充電即可，因?yàn)檎?guī)的鋰電池充電器都是根據(jù)鋰電池的特性設(shè)計(jì)好充電模式的，即包括恒流跟恒壓充電的過程，我們只需根據(jù)充電器的指示燈去判斷電池是否已經(jīng)充滿。充電器異常的情況下我們可以以8個小時的時間作為依據(jù)(前提條件是你的充電器是0.1C)。
鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。
鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發(fā)成功。它是把鋰離子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成負(fù)極（傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負(fù)極）。正極材料常用LixCoO2,也用LixNiO2，和LixMnO4，電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯（DMC）。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
石油焦炭和石墨作負(fù)極材料無毒，且資源充足，鋰離子嵌入碳中，克服了鋰的高活性，解決了傳統(tǒng)鋰電池存在的安全問題，正極LixCoO2在充、放電性能和壽命上均能達(dá)到較高水平，使成本降低，總之鋰離子電池的綜合性能提高了。預(yù)計(jì)21世紀(jì)鋰離子電池將會占有很大的市場。
鋰離子二次電池充、放電時的反應(yīng)式為LiCoO2+C=Li1-xCoO2+LixC[1]
鋰離子電池容易與下面兩種電池混淆：
（1）鋰電池：以金屬鋰為負(fù)極。
（2）鋰離子電池：使用非水液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)。
（3）鋰離子聚合物電池：用聚合物來凝膠化液態(tài)有機(jī)溶劑，或者直接用全固態(tài)電解質(zhì)。鋰離子電池一般以石墨類碳材料為負(fù)極
1970年，?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰電池發(fā)展而來。舉例來講，以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。這種電池也可以充電，但循環(huán)性能不好，在充放電循環(huán)過程中容易形成鋰結(jié)晶，造成電池內(nèi)部短路，所以一般情況下這種電池是禁止充電的。[2]
1982年伊利諾伊理工大學(xué)(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。
1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。
1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。
1992年日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。此類以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。
1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過充電性能遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)鋰離子電池材料。
縱觀電池發(fā)展的歷史，可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個特點(diǎn)，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實(shí)現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量高，可充且無污染，具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn)，因此在發(fā)達(dá)國家中有較快的增長。電信、信息市場的發(fā)展，特別是移動電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機(jī)遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨(dú)特優(yōu)勢，將逐步取代液體電解質(zhì)鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽(yù)為“21世紀(jì)的電池”，將開辟蓄電池的新時代，發(fā)展前景十分樂觀。
2015年3月，日本夏普與京都大學(xué)的田中功教授聯(lián)手成功研發(fā)出了使用壽命可達(dá)70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長壽鋰離子電池，體積為8立方厘米，充放電次數(shù)可達(dá)2.5萬次。并且夏普方面表示，此長壽鋰離子電池實(shí)際充放電1萬次之后，其性能依舊穩(wěn)定。
