可充電電池技術(shù)和充電方法

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1、OFweek鋰電網(wǎng)–中國(guó)鋰電行業(yè)門戶可充電電池技術(shù)和充電方法　電池的應(yīng)用從來沒有像現(xiàn)在這么廣泛。電池正在變得更小、更輕，在單位容積內(nèi)可容納更多能量。電池發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力來自便攜裝置（移動(dòng)電話，膝上電腦，攝錄像機(jī)，MP3播放機(jī)）的發(fā)展?！　”疚母攀龀潆姺椒ê同F(xiàn)代電池技術(shù)，以便更好地了解便攜裝置所用的電池。這包括鎳鎘（NiCd）、鎳氫（NiMH）和鋰離子（Li+）電池化學(xué)性質(zhì)的描述。本文也描述了單節(jié)鋰離子和鋰離子聚合物電池的保護(hù)器件?！　‰姵囟x　　電池稱之為能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，這也包括續(xù)流和時(shí)鐘源。從現(xiàn)代技術(shù)的角度看，電池通常是產(chǎn)生電能的自儲(chǔ)化學(xué)系統(tǒng)的便攜裝置?！　∫?/p>

2、次性電池（稱之為不可充電或初級(jí)電池）從恒定變化電池的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。一次性電池的放電引起電池化學(xué)成分的永久性和不可逆變化。反之，可充電電池稱之為二次電池，二次電池由充電器充電而在應(yīng)用中放電。因此，二次電池可以多次產(chǎn)生能量和多次儲(chǔ)存能量。　　充電或放電電流（安培）通常表示為額定容量的倍數(shù)（稱之為C率）。例如，額定為1安培一小時(shí)（1Ah）的電池，C/10放電電流為1Ah/10=100mA。電池的額定容量（Ah或mAh）是在特定條件下完全充電時(shí)所能儲(chǔ)存（產(chǎn)生）的電量。因此，電池的總能量是容量乘電壓，其量度為瓦特一小時(shí)。圖1半恒流充電（主要用在電動(dòng)剃刀，數(shù)字無繩電話

3、和玩具等應(yīng)用中）　OFweek鋰電網(wǎng)–中國(guó)鋰電行業(yè)門戶　　　圖2定時(shí)器控制的充電（主要用在筆記本電腦、數(shù)據(jù)終端、無線設(shè)備和蜂窩電話中）　　　　圖3-△V截止電流（用在筆記本電腦、數(shù)據(jù)終端、攝錄像機(jī)、無線設(shè)備和蜂窩電話中）　　　　圖4-dT/dt終止充電（應(yīng)用在電動(dòng)工具和電氣工具中）?　　電池性能測(cè)試　　電池的化學(xué)成分和設(shè)計(jì)一起限定電池所能提供的電流。若沒有限制性能的實(shí)際因素，電池可產(chǎn)生無窮大的電流。限制電池性能的主要因素是化學(xué)成分的反應(yīng)率、電池設(shè)計(jì)和發(fā)生反應(yīng)的區(qū)域。某些電池具有產(chǎn)生大電流的能力。例如，鎳鎘電池所產(chǎn)生的電流大到足以熔化金屬和引起火災(zāi)。其他電池只能

4、產(chǎn)生弱電流。OFweek鋰電網(wǎng)–中國(guó)鋰電行業(yè)門戶　　電流中所有化學(xué)和機(jī)械因素的凈效應(yīng)可表示為單一數(shù)學(xué)因數(shù)一等效內(nèi)阻。降低內(nèi)阻可得到較大的電流?！　]有一個(gè)電池能永久地儲(chǔ)存能量。不可避免地，電池化學(xué)反應(yīng)能力逐漸下降導(dǎo)致電池儲(chǔ)存電荷減少。電池容量和重量（或尺寸）之比稱之為電池的存儲(chǔ)密度。在給定尺寸和重量的電池中，高存儲(chǔ)密度意味著可儲(chǔ)存更多能量?！　∪粢淮涡院投坞姵囟寄苓_(dá)到同一目的，為什么總是不選擇二次電池呢？這是因?yàn)槎坞姵赜邢铝腥秉c(diǎn)：　　電池充電　　一個(gè)新的可充電電池或電池組（一個(gè)電池組中有幾個(gè)電池）不能保證完全充滿電。事實(shí)上它們很可能幾乎被放電。因此，第一件

5、要做的事情是根據(jù)制造商提供的化學(xué)成分相關(guān)指南，對(duì)電池/電池組進(jìn)行充電?！　∶看纬潆姴僮鞲鶕?jù)電池的化學(xué)成分依序加電壓和電流。因此，充電器和充電算法滿足電池化學(xué)成分的不同要求。電池充電經(jīng)常遇到的術(shù)語是：用于NiCl和NiMH電池的恒流（CC）和用于鋰離子和鋰聚合物電池的恒流/恒壓（CC/CV）（見圖1-6）?！　℃囨k電池充電　　加恒流（0.05C-1C）對(duì)NiCd電池充電。某些低成本充電器借助絕對(duì)溫度終止充電。雖然簡(jiǎn)單、成本較低，但這種充電終止方法是不精確的。較好的方法是用檢測(cè)電壓跌落的方法終止充電。-△V方法對(duì)于充電速率為0.5C或更高速率的NiCd電池是最有效

6、的。-△V充電終止檢測(cè)應(yīng)該與電池溫度測(cè)量相結(jié)合，因?yàn)樽冑|(zhì)電池和失配電池可降低△V?！　】梢杂脵z測(cè)溫度增加速率（dT/dt）實(shí)現(xiàn)更精確的滿充檢測(cè)，這種充電檢測(cè)方法比固定溫度終止方法更好?；赿T/dt和-△V終止組合方法的充電終止方法具有較長(zhǎng)的壽命周期，可避免過充電?！　】焖俪潆娍筛纳瞥潆娦?。在1C效率接近1.1（91%），而空載電池的充電時(shí)間，1小時(shí)多一點(diǎn)，當(dāng)以0.1C充電時(shí)，效率降到1.4（71%），充電時(shí)間為14小時(shí)左右?！　∫?yàn)镹iCd電池的電荷接收度接近100%，所以在開始70%充電期間吸收幾乎所有的能量，而電池保持微冷。超快速充電器利用該特點(diǎn)，在幾

7、分鐘內(nèi)把電池充電到70%電平，所加電流等于幾倍的C率，而無熱量產(chǎn)生。達(dá)到70%電平之后，電池以較低速率繼續(xù)充電，直到電池充滿電為止。最后，加0.02~0.1C涓流結(jié)束電池充電?！　℃嚉潆姵爻潆姟　”M管NiMH充電器與NiCd充電器類似，但是，NiMH充電器采用dT/dt方法，這是NiMH電池充電的最好方法。NiMH電池的充電結(jié)束電壓下降比較小，而對(duì)小充電率（低于0.5C，這取決于溫度）可以完全無電壓下降。OFweek鋰電網(wǎng)–中國(guó)鋰電行業(yè)門戶　　新的NiMH電池在充電周期內(nèi)過早地出現(xiàn)不可靠的峰值，這會(huì)導(dǎo)致充電器過早結(jié)束充電。此外，用-△V檢測(cè)充電結(jié)束能保護(hù)過充電

8、，過充電本身又在電池失效前限制充電/放