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锂电池充电电流多大合适?

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发表于 2022-11-14 10:11:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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      锂离子电池充电电流多大合适?这个没有统一的标准,而是要看是什么类型的锂离子电池和是否支持快充技术,这样之后才能了解锂离子电池充电电流多大比较合适。了解了锂离子电池的类型和属性后,那么锂离子电池充电电流如何计算?这是由锂离子电池本身的化学物质决定的。所以要根据锂离子电池本身的充电特性来配置充电IC的性能,以达到正确,安全,高效的使用锂离子电池。

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      锂离子电池的负极为石墨晶体,正极通常为二氧化锂。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表面脱离移向正极。所以,在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现,而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池,简称锂电池。

4 m4 m2 B+ q' d8 R7 N( h& y$ }( }      根据锂电池的结构特性,三元锂电池和磷酸铁锂电池最高充电终止电压为4.2V和3.65V。不能过充,否则会因正极的锂离子拿走太多,而使电池报废。由于其充电要求较高,一般采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。通常三元锂电池和磷酸铁锂电池恒流充电至4.2V和3.65V后转入恒压充电,当恒压充电电流降至100mA以内时,应停止充电。6 f. r; g7 ~2 v' I+ C

0 n* K, h0 [* {4 Z      锂电池放电时,锂离子不能全部移向正极,必须保留一部分锂离子在负极,以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则,电池寿命就相应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子,就要严格限制放电终止最低电压,也就是说锂电池不能过放电。三元锂电和磷酸铁锂电放电终止电压最低分别不能低于2.5V和2.0V,这也是目前各类保护板按此设计的依据。; W/ j$ K) X3 g  e
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       锂离子电池在充电过程中所处快速充电阶段的充电电流而言的,作为一个动态的过程,锂离子电池最佳充电电流实际上是分为三个阶段的。

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       1、预充电时的最佳电流:即当锂离子电池的初始/空载电压低于预充电阈值时,首先要经过一个预充电阶段,就单个三元锂电池和磷酸铁锂离子电池而言,这个阈值一般为3V和2.6V左右,在此阶段,预充电电流大约为下一个阶段——恒流充电阶段电流的10%左右。
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       2、恒流充电时的最佳电流
      所谓恒流就是电流恒定,电压逐渐升高,此时进入快速充电阶段。大多数的恒流充电电流设定为0.4~0.6C之间,可以理解为0.5C,也就是在不考虑其他因素的情况下,大约两个小时可以充满。之所以选择0.5C,是因为这个电流很好地做到了充电时间与充电安全性的平衡。

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       3、恒压充电时的充电电流
      就单节三元锂电池和磷酸铁锂电池而言,当电池达到一定电压值时,即进入恒定电压充电,这个电压值一般为4.2V和3.65V左右。在此阶段,电压不变,电流减小;这种电流减小是个依次递减过程,大多数的锂离子电池保护选择0.01C为终止电流,这也就意味着充电过程进入结束状态。一旦充电结束,则充电电流降为零。

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      在实际应用中,锂离子电池充电电流大小根据容量来定。电流越大,电池越不容易充满。这样做都是为了保护锂离子电池可以正常使用,因为过充和过放都会导致锂离子电池漏液或者功能失效,甚至爆炸。
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      实验结果表明,锂电池的最佳充电电流,应为0.2c。即电池容量的百分之二十,比如1000毫安时的电池,采用200毫安的充电电流比较好。但由于充电较慢,体验不好,比较折中的方案是用0.5c的电流来充。即1000毫安时的电池采用500毫安的电流来充,这是目前广泛采用的方式。

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      根据上述介绍,锂离子电池最佳充电电流的核心是恒流充电时的电流设计。但锂离子电池最大充电电流严格说是由电池结构决定的,因而,各个锂离子电池生产厂家对此规定并不一致,有的设定为0.6C,有的规定为1C。尤其是磷酸铁锂离子电池做为动力电池,一般可以使用1C或更高达到15C的充放电电流,但其充放电管理则需要一套更加复杂完善的管理系统实现。

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发表于 2022-11-14 15:41:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 oldwa 于 2022-11-14 15:50 编辑 8 K, N1 z: v& X3 \7 U

& h' o* j: ?$ _# `+ R9 Q这篇文章很好的解释了锂电池为什么必须要使用专用的充电器,以及必须使用保护板。
3 p- ^7 H/ x  q( H同时也解释了检测锂电池的剩余电量,还是不太容易的。
! A; O. q  V- g; Y) B9 j  x
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 楼主| 发表于 2022-11-14 16:14:03 | 显示全部楼层

% A2 S1 B1 u) _& v6 H& Q% J      这里只是探讨一下锂电池充电原理和合适电流问题,事实上目前常见的锂电池充放电倍率很多在1-3C,启动电池甚至可以达到10C、20C。这些电池倍率高,说明它的极限能力强,但并不是说就能无所顾忌的长期随便充放电。了解锂电池的充放电特性,因势而为,不仅可以延长锂电池的使用寿命,更能保证使用者的人身安全。
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发表于 2022-11-14 16:59:17 | 显示全部楼层
简单点儿理解:3 Z2 V: Q9 {# ?" v! e) l, l
充电5小时充满,放电2小时放完,这样对电池比较友好。(这就是传说的0.2C充电,0.5C放电)
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当然你也能4小时充满,或者一个半小时就用完电。8 L8 k  J: {6 ^7 I
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9 r1 i6 O7 X% J1 O$ l0 T按我这个逻辑理解适合用电新手,比较好理解,不然还得解释怎么运算出来的1C,0.5,0.2C
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 楼主| 发表于 2022-11-14 20:23:16 来自手机 | 显示全部楼层
dying619 发表于 2022-11-14 16:59
4 \) Z, ^( S4 U% }& k, N简单点儿理解:
) x$ g+ v, `# E1 f; E充电5小时充满,放电2小时放完,这样对电池比较友好。(这就是传说的0.2C充电,0.5C放电)
# K  O# J3 L( O' v, |+ |8 l! @ ...
$ o4 {  d/ w1 o' J% a& S
这个主要给有一定基础的朋友看,有朋友觉得锂电池倍率大,怎么搞都没问题。尤其充电盲目地追求快,功率大。甚至有时候裸充鼓包了或者裸放放光了单体,还不知道怎么回事。
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发表于 2022-11-14 20:23:17 | 显示全部楼层
充电电流最大不要超过0.1x电池容量,即100AH的用10A充电比较合适;放电不要超过1X电池容量,即100AH的负载电流不要超过100A比较合适。
7 q1 x4 K" n  b9 m! O! S6 I这样理解是否正确?
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 楼主| 发表于 2022-11-14 20:37:00 来自手机 | 显示全部楼层
风雨过客 发表于 2022-11-14 20:23& P1 l- h: [3 S$ C4 {& t0 W; T6 K
充电电流最大不要超过0.1x电池容量,即100AH的用10A充电比较合适;放电不要超过1X电池容量,即100AH的负载 ...

. r7 k# S& H5 k5 e. h0 P1 B  F5 u, b, m+ ~& o# V# u% c
没必要太机械,还要考虑效率问题。电流太小耗时太长,只是一定要注意购买时电池标识的参数范围。
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发表于 2022-11-14 21:42:27 | 显示全部楼层
我是 来 学习 锂电池 知识的
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 楼主| 发表于 2022-11-14 21:51:55 来自手机 | 显示全部楼层
我是胖哥 发表于 2022-11-14 21:421 ]/ x6 H4 `. o9 y; }
我是 来 学习 锂电池 知识的
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只要有保护板不裸奔,别暴饮暴食,问题都不大。
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发表于 2022-11-14 21:53:46 | 显示全部楼层
阳光天空 发表于 2022-11-14 21:512 }6 J/ Z8 M: f) h# x/ b- Z
只要有保护板不裸奔,别暴饮暴食,问题都不大。

5 f5 b- B- Z* b! d$ ?哦 ,充电 0.1-.02C ,放电0.3-0.5C  ,是这样么 ,还需要 恒压稳流么 ,,
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