鉅大LARGE | 點擊量:2211次 | 2022年03月12日
鋰離子電池的基本概念及充電知識介紹
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(guān),在0.2C條件下,聚合物鋰電池的充放電效率應(yīng)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(tài)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(guān)。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(guān)于充電放電的技術(shù)要求和相關(guān)文章時會發(fā)現(xiàn),里面經(jīng)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?!币驗?,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(shù))有關(guān),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。
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%
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(guān),一般設(shè)定為0.1C的充電電流,這樣算的話,理論上應(yīng)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(xiàn)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(shè)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(diào)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(guān)系。
比如說,以0.1C的速率充電,結(jié)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(guān)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(shù)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(guān)的兩個概念:
1與使用壽命的關(guān)系,放電深度越深,壽命就越容易縮短;與壽命有關(guān)的因素比較多,它除了跟放電深度有關(guān),還與放電速率有關(guān)。簡單說,就是“細水長流”、“厚積薄發(fā)”。
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(fā)。
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(zhuǎn)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(jié)束時,一般可以充到80%左右。
這個電壓閥值稱為過壓閥值,現(xiàn)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(tǒng)計值,大多數(shù)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。
上一篇:鋰離子電池做成圓柱形有何講究