锂电池充电过程解析

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%