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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。 ! Y" W# X' _ y$ ~
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1 a7 K @/ ^7 k& B' N" G 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。
$ _0 d* W1 [' z$ T. g 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。( O6 {$ y- q6 U/ U! C/ b8 V
\( Y. c; }, O% Y 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。
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( Z) |5 o) h/ B 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。 2 v. N( G% Y1 C# y
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。 % h5 A$ C9 {$ {' @
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。
- @6 }3 J& c- I8 ^: \ 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。 ( B- e5 {' o6 `0 e2 S# s
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/ z6 Z/ z' R0 ~# \8 U 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。 ! S( m) y3 c3 B, K, |- Q: Y
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。
- R% z4 i$ o4 K# F$ @ 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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