锂电池充放电特性分析和测试

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1、论著锂电池充放电特性分析和测试徐进（苏州经贸职业技术学院机电系，江苏苏州215009）摘要：简要分析了锂电池的充放电特性，为测试提供了测试参数，讨论了锂电池容量的测试依据，并测试了某品牌1000mAh的锂电池充放电特性以及其容量，为锂电池的快速检测提供了一种测试参数设置依据。关键词：锂电池；充电特性；放电特性；锂电池检测DOI：10.3969/j.issn.1671-6396.2011.33.002ChargeandDischargeCharacteristicsofLithium-ionBatteryXUJin(ElectronicDepartme

2、nt,SuzhouInstituteofTrade&Commerce,Suzhou,Jiangsu215009)Abstract:Basedonthebriefanalysisonthechargeanddischargecharacteristicsoflithium-ionbattery,thecapacityoflithium-ionbatterywasdiscussedbasedonthetestofacertainbrand1000mAhLi-ionbattery.ItprovidedarapidtestingparametersforLi

3、-ionbattery.Keywords:Lithium-ionbattery;Chargecharacteristics;Dischargecharacteristics;Lithium-ionbatterytesting1引言最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：（1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。（2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容

4、量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开图1锂电池的充电曲线图路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。通过对锂电池充放电特性的分析，并给出了充放电的测试方法，从而为锂电子的充放电的测试提供了一种快速检测方法。2锂电池的充电特性锂离子电池对电压精度的要求很高，误差不能超过1%。目前使用比较普遍的是额定电压3.7V的电池，该电池的充电终止电压为4.2V，那么允许的误差范围

5、就是0.042V。锂离子电池通常都采用恒流转恒压充电模式。充电开始为恒流阶段，电池的电压较低，在此过程中，充电电流图2锂电池的放电曲线图稳定不变。随着充电的继续进行，电池电压逐渐上升到3锂电池的放电特性4.2V，此时充电器应立即转入恒压充电，充电电压波动应锂离子电池的放电特性曲线如图2所示。锂电池放电控制在1%以内，充电电流逐渐减小。当电流下降到某一范时，一是放电电流不能过大，过大的电流会导致内部发围，进入涓流充电阶段。涓流充电也称维护充电，在维护热，有可能会造成永久性的伤害。二是电池电压不能低于充电状态下，充电器以某一充电速率给电池继续补充电放电终

6、止电压后，若仍然继续放电，将产生过放现象，这荷，最后使电池处于充足状态。图1为锂电池充电曲线图。也会造成电池永久性损坏。不同的放电率下，电池电压的变化有很大的区别。放电率越大，相应剩余容量下的电池收稿日期：2011-09-18修回日期：2011-10-07基金项目：苏州经贸职业技术学院一般自然科学资助项目（JMYZ0903）。作者简介：徐进（1972-），男，硕士，副教授，主要从事电子与通讯的教学和研究工作。03中国西部科技2011年11月（下旬）第10卷第33期总第266期电压就越低。采用0.2Ｃ放电速率，单体电池电压下降到采用1C进行充电，对于1

7、000mAh的锂离子电池，也就是2.75V时，可放出额定容量。采用1C放电速率时，能够放出1000mA。恒流充电至锂离子电池端电压为4.2V为止，到达额定容量的98.4%。4.2V后，采用恒压充电。数据采集间隔5s。充完电后，再4锂电池充放电测试实例搁置2min，然后以1C进行放电，放电至3V。计算出放电容电池电量计对流入/流出电池的总电流持续进行积分，量。充电末期和放电末期电池的极化是很大的。两次搁置并将积分得到的净电荷数作为剩余容量。都是为了降低极化。图4为充电曲线图，红颜色为电压变化曲线图，蓝颜色为电流变化曲线图，从图中可以看出，电流在以100

8、0mAh进行恒流充电时，锂离子电池两端的电压在不断上升，当上升至4.2V时，进行了恒压充电，此时，电流在不断