鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4639次 | 2021年07月09日
鋰電池充電的四個(gè)過程介紹
鋰電池生活中已非常常見,電子設(shè)備基本使用的都是鋰電池,如智能手機(jī)以和無人機(jī)。在鋰電池電量用盡后,怎樣對(duì)鋰電池進(jìn)行充電呢?雖然市面上,有很多鋰電池充電管理IC可以協(xié)助我們完成整個(gè)充電過程,但是我們還是有必要去了解這個(gè)過程。因?yàn)橹挥辛私庹麄€(gè)鋰電池充電過程,我們才能清楚的知道當(dāng)前電池所處于的充電階段,才好進(jìn)一步做控制或者指示。也只有充分了解了這個(gè)充電過程,我們才可能直接使用單片機(jī)來做鋰電池的充電控制。
總結(jié)來說,鋰電池的充電過程,大致劃分為四個(gè)階段,即1-涓流充電;2-恒流充電;3-恒壓充電;4-停止充電。
涓流充電,所謂涓流,我們可以聯(lián)想到一個(gè)詞語:“涓涓細(xì)流,匯聚成?!保翠噶鞒潆娋褪切‰娏鞒潆?。這個(gè)小電流取多少合適呢?一般我們?nèi)?.1C即可,C代表電池容量,比如華為最新出的手機(jī)P30Pro就配置了4200mAh容量的電池,那么0.1C就是420mA。但是我們?cè)诮o手機(jī)充電的過程中,好像并沒有這個(gè)過程,每次插上充電器都是立馬開始快充,曾經(jīng)OPPO手機(jī)的廣告語“充電五分鐘,通話兩小時(shí)”更是說明了手機(jī)充電沒有這個(gè)過程。那么涓流充電的意義何在呢?這是因?yàn)殇囯姵卮嬖陔娏窟^放的可能(過放點(diǎn)一般取3V),被過放的電池存在損壞的可能,所以我們需要用小電流來進(jìn)行試探電池的是否正常。一段時(shí)間后,如果電池電壓超過3V,那么我們就認(rèn)為電池狀態(tài)為正常,即可進(jìn)行下一階段充電,否則就認(rèn)為電池不正常并放棄充電。
恒流充電,即充電電流恒定,就是我們常說的CC模式。恒流充電我們電流需要恒定,一般取充電電流在0.2C-1C之間,注意不要超過1.5C,否則對(duì)電池會(huì)有較大的損傷。這個(gè)過程中,電池的電壓會(huì)不斷上升,直達(dá)電池電壓達(dá)到4.2V后進(jìn)入恒壓充電階段。
恒壓充電,即充電電壓恒定,就是我們常說的CV模式。恒壓充電過程充電電流不斷下降,一直到電流低于0.1C后,截止充電。有些人不理解為何電流會(huì)不斷下降,我們用一個(gè)公式來描述,假設(shè)輸入電壓是Vin,電池電壓是Vbat,電池內(nèi)阻是R,那么充電電流就可以表述為如下公式:
從公式分析,Vin不變,Vbat在充電過程中不斷上升,R不變,這樣Ibat就會(huì)隨著Vbat的上升而不斷下降。
停止充電,當(dāng)恒壓充電完成后,我們便可以停止充電。
以上就是鋰電池充電的四個(gè)階段,圖(1)描述了整個(gè)充電過程,縱坐標(biāo)是電池充電電流,橫坐標(biāo)是電池電壓,有些人可能會(huì)認(rèn)為這個(gè)圖錯(cuò)了,恒壓充電怎么電壓一直是4.2V呢?電池電壓應(yīng)該增加才對(duì)啊?
鋰電池充電過程
其實(shí)這個(gè)圖沒有錯(cuò),恒壓階段的4.2V=電池本身的電壓+電池內(nèi)阻壓降。恒壓充電過程雖然電池電壓在上升,但是充電電流在減少,所以電池內(nèi)阻壓降也在減少,兩個(gè)變量一增一降從而穩(wěn)定在4.2V。所以電池本身電壓變化可以參考圖(2)。
鋰電池充電過程電池本身電壓變化
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