钜大LARGE | 点击量：127次 | 2024年07月29日
锂离子电池充电原理及怎样选择合适的充电器
锂离子电池充电电路原理
一、锂离子电池与镍镉、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状出现，而不是以金属锂的形状出现。因此这种电池叫做锂离子电池，简称锂离子电池。
锂离子电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等利益，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，正逐步被筛选。镍氢电池具有较高的功能价格比，且不污染环境，但单体电压只要1.2V，因此在运用范围上遭到束缚。
二、锂离子电池的特色：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1、具有更高的重量能量比、体积能量比；
2、电压高，单节锂离子电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；
3、自放电小可长时间寄存，这是该电池最杰出的优越性；
4、无回忆效应。锂离子电池不存在镍镉电池的所谓回忆效应，所以锂离子电池充电前无需放电；
5、寿数长。正常作业条件下，锂离子电池充/放电循环次数远大于500次；
6、可以快速充电。锂离子电池一般可以选用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至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、本钱高。与其它可充电池比较，锂离子电池价格较贵。
三、锂离子电池的内部结构：
锂离子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，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、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。负极由片状碳材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。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常情况及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂离子电池的电压为3.6V，容量也不或许无限大，因此，经常将单节锂离子电池进行串、并联解决，以满足不同场合的要求。字串5
四、锂离子电池的充放电要求；
1、锂离子电池的充电：依据锂离子电池的结构特性，最高充电间断电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。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，应间断充电。
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，充电时间约为2～3小时。
2、锂离子电池的放电：因锂离子电池的内部结构所构成的，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，以保证在下次充电时锂离子可以疏通地嵌入通道。否则，电池寿数就相应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严峻束缚放电间断最低电压，也就是说锂离子电池不能过放电。放电间断电压一般为3.0V/节，最低不能低于2.5V/节。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间（小时）=电池容量/放电电流。锂离子电池放电电流（mA）不该超越电池容量的3倍。（如1000mAH电池，则放电电流应严峻控制在3A以内）否则会使电池损坏。
今朝市场上所售锂离子电池包内部均封有配套的充放电保护板。只需控制好外部的充放电电流即可。
五、锂离子电池的保护电路：
两节锂离子电池的充放电保护电路如图一所示。由两个场效应管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监督电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET1截止，间断充电。为戒备误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电情况下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，间断向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过期，控制FET1使其截止，间断向负载放电，意图是为了保护电池和场效应管。过电流测试是运用场效应管的导通电阻作为测试电阻，监督它的电压降，当电压降超越设定值时就间断放电。在电路中一般还加有延时电路，以差别浪涌电流和短路电流。该电路功用完善，功能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易复制。
六、简易充电电路：
今朝有不少商家出售不带充电板的单节锂离子电池。其功能优越，价格低廉，可用于克己产品及锂离子电池包的修补代换，因此深受宽敞电子爱好者喜欢。有爱好的读者可参照图二制作一块充电板。其原理是：选用稳定电压给电池充电，保证不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精细可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。跟着被充电池电压的上升，充电电流将逐步减小，待电池布满后R4上的压降将下降，从而使Q3截止，LED将熄灭，为保证电池可以满足，请在指示灯熄灭后继续充12小时。运用时请给Q2、Q3装上适合的散热器。本电路的利益是：制作简略，元器件易购，充电安全，显现直观，并且不会损坏电池．通过改动W1可以对多节串联锂离子电池充电，改动W２可以对充电电流进行大范围调理。缺点是：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、单节锂离子电池的使用举例
1、作电池包修补代换品
有许多电池包：如笔记本电脑上用的那种，经修补发现，此电池包损坏时仅是个别电池有问题。可以选用适合的单节锂离子电池进行更换。
2、制作高亮微型电筒
笔者曾用单节3.6V1.6AH锂离子电池合作一个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒，运用方便，细巧美丽。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
因为单节锂离子电池电压为3.6V。因此仅需一节锂离子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，不只重量轻，并且继续运用时间长。
八、锂离子电池的保存：
锂离子电池需满足电后保存。在20℃下可储存半年以上，可见锂离子电池适合在低温下保存。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：
锂离子电池肯定不可解体、钻孔、穿刺、锯割、加压、加热，否则有或许构成严重后果。没有充电保护板的锂离子电池不可短路，不可供小孩玩耍。不能挨近易燃物品、化学物品。报废的锂离子电池要妥善解决。四、锂离子电池的充放电要求；
1、锂离子电池的充电：依据锂离子电池的结构特性，最高充电间断电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。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，应间断充电。
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，充电时间约为2～3小时。
2、锂离子电池的放电：因锂离子电池的内部结构所构成的，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，以保证在下次充电时锂离子可以疏通地嵌入通道。否则，电池寿数就相应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严峻束缚放电间断最低电压，也就是说锂离子电池不能过放电。放电间断电压一般为3.0V/节，最低不能低于2.5V/节。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间（小时）=电池容量/放电电流。锂离子电池放电电流（mA）不该超越电池容量的3倍。（如1000mAH电池，则放电电流应严峻控制在3A以内）否则会使电池损坏。
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