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锂电池充电过程解析

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2021-11-01 12:11:09   点击量:1129

导读


锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而确保电池安全充电。增加其它充电辅佐功用是为了改善电池寿数,简化充电器的操作,其中包含给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流约束、充电完成后关断充电器、电池部分放电后主动启动充电等。


锂离子电池的充电进程能够分为四个阶段:涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电停止。


锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而确保电池安全充电。增加其它充电辅佐功用是为了改善电池寿数,简化充电器的操作,其中包含给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流约束、充电完成后关断充电器、电池部分放电后主动启动充电等。


锂电池的充电办法是限压恒流,都是由IC芯片操控的,典型的充电办法是:先检测待充电电池的电压,假如电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入规范充电进程。规范充电进程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,坚持充电电压为4.20V。此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的1/10时,充电完毕。下图为充电曲线。


图1图2


阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对彻底放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时选用涓流充电,涓流充电电流是恒流充电电流的十分之一即0.1c(以稳定充电电流为1A举例,则涓流充电电流为100mA),


阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,进步充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至1.0C之间。电池电压跟着恒流充电进程逐步升高,一般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V.


阶段3:恒压充电——当电池电压上升到4.2V时,恒流充电完毕,开端恒压充电阶段。电流依据电芯的饱和程度,跟着充电进程的继续充电电流由最大值慢慢削减,当减小到0.01C时,认为充电停止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示办法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA。)


阶段4:充电停止——有两种典型的充电停止办法:选用最小充电电流判断或选用定时器(或许两者的结合)。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C规模时停止充电。第二种办法从恒压充电阶段开端时计时,继续充电两个小时后停止充电进程。


上述四阶段的充电法完成对彻底放电电池的充电约需求2.5至3小时。


高档充电器还选用了更多安全措施。例如假如电池温度超出指定窗口(一般为0℃至45


0℃至45℃),那么充电会暂停.


图3


图3是能够对短路的电池激活的充电办法。


手机充电器的作业流程一般为:


1.检测电池的电压,假如低于一个阈值电压,就要进行涓流充电;


2.电池充到一定电压(一般设置为2.9V)时,进行全电流充电;


3.当电池电压到达预置电压(锂离子电池一般为4.2V)时,开端恒压充电,同时充电电流降低;


4.当电流逐渐减小到规定的值时,充电进程完毕。


电池电压低于2.5V(Vshort)时,锂离子电池充电器用25mA的电流预充,避免深度放电的锂离子电池在快充时被损坏乃至发生风险。


对于电压过低的电池需求进行预充,电池电压低于2.5V(Vshort)时,锂离子电池充电器用25mA的电流预充,避免深度放电的锂离子电池在快充时被损坏乃至发生风险。


充电停止检测除电压检测外,还需选用其他的辅佐办法作为避免过充的后备措施,如电池温度监测,检测电池温度用电池组温度传感器连续检测电池温度,当电池温度超出设定规模时封闭对电池充电。


限制充电时间,为电池提供附加保护。


除了上面的流程描述,它还具有主动从头充电、最小电流停止充电等特性。一般来说,恒压充电完毕时的小电流充电进程中,电流的大小一般为恒流充电时电流的十分之一。目前在锂离子电池充电器的规划中,对手机充电完毕后因为某种因素放电的情况而专门规划了检测电路,一旦检测到电池电压降低,就会从头启动充电进程(见上图)。


软件要做的作业是设置进入快速充电的电压阈值,进入恒压充电的电压阈值,充电超时时间,恒流充电的电流值,恒压充电的电压值,充电完毕的电流阈值,中止处理,提供sys接口给上层都充电的状况,包含电池的类型,电池最高电压,电池最低电压,电池当时电压,电池电量的百分比,电池的状况,充电电流和电池温度等等。


能够用测量电压的办法预算电池剩下容量:


4.20V----100%


3.95V----75%


3.85V----50%


3.73V----25%


3.50V----5%


2.75V----0%

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