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锂电池充电的四个过程

锂电世界讯,锂电池生活中已非常常见,电子设备基本使用的都是锂电池,如智能手机以和无人机。在锂电池电量用尽后,怎样对锂电池进行充电呢?虽然市面上,有很多锂电池充电管理IC可以协助我们完成整个充电过程,但是我们还是有必要去了解这个过程。因为只有了解整个锂电池充电过程,我们才能清楚的知道当前电池所处于的充电阶段,才好进一步做控制或者指示。也只有充分了解了这个充电过程,我们才可能直接使用单片机来做锂电池的充电控制。

锂电世界讯,锂电池生活中已非常常见,电子设备基本使用的都是锂电池,如智能手机以和无人机。在锂电池电量用尽后,怎样对锂电池进行充电呢?虽然市面上,有很多锂电池充电管理IC可以协助我们完成整个充电过程,但是我们还是有必要去了解这个过程。因为只有了解整个锂电池充电过程,我们才能清楚的知道当前电池所处于的充电阶段,才好进一步做控制或者指示。也只有充分了解了这个充电过程,我们才可能直接使用单片机来做锂电池的充电控制。

总结来说,锂电池的充电过程,大致划分为四个阶段,即1-涓流充电;2-恒流充电;3-恒压充电;4-停止充电。

涓流充电,所谓涓流,我们可以联想到一个词语:“涓涓细流,汇聚成海”,即涓流充电就是小电流充电。这个小电流取多少合适呢?一般我们取0.1C即可,C代表电池容量,比如华为最新出的手机P30 Pro就配置了4200mAh容量的电池,那么0.1C就是420mA。但是我们在给手机充电的过程中,好像并没有这个过程,每次插上充电器都是立马开始快充,曾经OPPO 手机的广告语“充电五分钟,通话两小时”更是说明了手机充电没有这个过程。那么涓流充电的意义何在呢?这是因为锂电池存在电量过放的可能(过放点一般取3V),被过放的电池存在损坏的可能,所以我们需要用小电流来进行试探电池的是否正常。一段时间后,如果电池电压超过3V,那么我们就认为电池状态为正常,即可进行下一阶段充电,否则就认为电池不正常并放弃充电。

恒流充电,即充电电流恒定,就是我们常说的CC模式。恒流充电我们电流需要恒定,一般取充电电流在0.2C-1C之间,注意不要超过1.5C,否则对电池会有较大的损伤。这个过程中,电池的电压会不断上升,直达电池电压达到4.2V后进入恒压充电阶段。

恒压充电,即充电电压恒定,就是我们常说的CV模式。恒压充电过程充电电流不断下降,一直到电流低于0.1C后,截止充电。有些人不理解为何电流会不断下降,我们用一个公式来描述,假设输入电压是Vin,电池电压是Vbat,电池内阻是R,那么充电电流就可以表述为如下公式:

从公式分析,Vin不变,Vbat在充电过程中不断上升,R不变,这样Ibat就会随着Vbat的上升而不断下降。

停止充电,当恒压充电完成后,我们便可以停止充电。

以上就是锂电池充电的四个阶段,图(1)描述了整个充电过程,纵坐标是电池充电电流,横坐标是电池电压,有些人可能会认为这个图错了,恒压充电怎么电压一直是4.2V呢?电池电压应该增加才对啊?

锂电池充电过程
锂电池充电过程

其实这个图没有错,恒压阶段的4.2V=电池本身的电压+电池内阻压降。恒压充电过程虽然电池电压在上升,但是充电电流在减少,所以电池内阻压降也在减少,两个变量一增一降从而稳定在4.2V。所以电池本身电压变化可以参考图(2)。

锂电池充电过程电池本身电压变化
锂电池充电过程电池本身电压变化
稿件来源:锂电世界  
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