鉅大LARGE | 點擊量：2616次 | 2019年06月28日
鋰離子電池基本特性
1.概述
鋰離子/聚合物電池（以下均簡稱鋰離子電池）是以鋰合金的金屬氧化物為陽極資料、以石墨為陰極資料、運用非水電解質的可充電電池。與其它類型的二次電池比較，鋰離子電池具有以下優點：分量輕，其能量密度是鎳-鎘電池的兩倍；自放電比鎳-鎘電池少6?8倍；沒有記憶效應；單元電壓大約3.7V，歸于較高水平，一般能滿足大多數運用的需求。這些特色讓鋰離子電池在便攜式電子產品中得到廣泛的運用。
顯現了幾種典型的鋰離子電池樣品，它們被運用在不同的運用中，容量規模從200mAh至2800mAh。規范的鋰離子電池一般運用剛性的外殼，鋰聚合物電池則一般運用柔性或是袋狀的外殼，這可以使它們的外形尺寸更小、分量更輕。在進行鋰離子電池的運用規劃時，必須了解電池的充放電特性以保證規劃出的產品是安全的而且電池的壽數是最優化的。
2.鋰離子電池基本特性
2.1放電曲線
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
放電率愈高,電池容量愈低,溫度低時,電池容量也會降低。不同的放電率表現出不同的電池容量，在較高的放電電流下，電池容量達不到額定值，電池電壓由于電池的內阻而出現了較大的下跌（C為電池容量，單位Ah）。
2.2充電曲線
鋰離子電池進行充電時的三個階段：預充電、恒流充電和恒壓充電。預充電的含義是要對電池的狀況進行調整，使之進入可以進行大電流快速充電的狀況；恒流充電的作用是將電能快速地儲存到電池中，恒壓充電階段則是最后的調整階段，它使電池的容量最大化。下圖顯現了充電的三個階段：
預充電（Precharge）發作在電池電壓比較低時，對于大多數鋰離子電池來說，這個電壓一般界說在3V以下，此階段的充電電流一般控制在0.1C-0.3C左右。恒流充電（CC）的電流大多設定在0.5C-1C左右，電池電壓被充電到設置的電壓（一般為4.2V或4.35V，依據電池種類不同而不同）。恒壓充電（CV）階段，電流將逐漸下降，下降到一定程度（一般是0.1C）今后,可以以為電池現已充滿了，充電過程將截止。
2.3循環壽數
循環次數是當一個電池所經歷完好充放電的次數，是可由實際放電容量與規劃容量來估計。每逢累積的放電容量等于規劃容量時，則循環次數一次。一般在500次充放電循環后，徹底充電的電池容量約會下降10%?20%。
2.4自放電率
所有電池的自放電都會跟著溫度上升而添加。自放電基本上不是制造上的瑕疵，而是電池本身特性。然而制造過程中不當的處理也會造成自放電的添加。一般電池溫度每添加10°C，自放電率即倍增。鋰離子電池每個月自放電量約為1?2%。
2.5充電溫度控制
鋰電池的工作溫度規模是-20?60℃，電池所處的溫度對其充電會有重大影響。一般情況下，溫度過低或過高時，應當禁止對電池進行充電操作。正常鋰電池充電溫度控制在10?45℃。有的國家和地區還對電池充電擬定了不同溫度下的不同戰略，日本在此方面是一個典型，特別制訂的JEITA規范就要求在溫度過低和過高時降低恒流充電電流、恒壓充電電壓，這一規范剛好與電池的容量跟著溫度的變化而變化的特性緊密對應，下圖顯現了單節鋰電池充電JEITA規范。
在T2-T3溫度規模內，充電電流和充電電壓上限都在正常規模。在低溫時（T1-T2）,鋰離子反應緩慢，繼續大電流充電時會產生大量熱量加速電池老化，規劃規定在此規模內充電電流降至0.5C，溫度低于T1或高于T5時充電停止。在高溫時（T3-T5）,假如充電期間電池表面溫度升至T3以上，陰極資料開始變得更加活潑，會在電池電壓升高時與電解質產生化學反應，溫度過高會發作爆炸。因而在高溫時需求降低到電壓，T3-T4階段，最大到電壓為4.15V。T4-T5階段，最大到電壓為4.1V，運用低充電壓保證電池安全性。
2.6鋰離子電池維護
鋰離子電池在運用中最重要的是要保證它不會被過度充電和放電，這兩種行為對它的損傷都是不行修正的，乃至或許還是危險的，由于它的內部資料結構被破壞了，什么問題都或許表現出來。因而運用中首先要做的便是要給它加上維護電路，保證過度的行為不會發作。目前市面上鋰離子電池維護IC許多，其功能都一樣便是完成過流、過壓維護和過充、過放維護，下圖是截取自RT9545規格書的運用電路圖：
在一般運用中，維護IC這部分電路是和電池一同放在電池包里的，用戶能夠看到的僅僅是+、-兩個電極。運用鋰電池時需求注意是否內置維護芯片，保證鋰電池在運用時不會被過放。電路中Q1和Q2既是用于完成放電和充電時的維護開關，當IC在開關兩頭檢測到過大的電壓壓降時，就會強制MOSFET進入截止狀況，然后關閉流過電池的電流，達到維護電池的目的。
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