锂离子电池及其充电器

《锂离子电池及其充电器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、锂离子电池及其充电器

2、第1内容显示中随着便携式电子产品的迅猛发展及电池技术的进步，开发出多种新型电池，其中发展最快的是可充电电池。在镍镉电池后相继开发出镍氢电池、锂离子电池及最新发展的锂聚合物（Li-Polymer）电池。锂离子电池与镍镉电池及镍氢电池在主要性能上的比较如表1所示。　表1：锂离子电池/镍镉电池/镍氢电池主要性能比较参数/电池种类锂离子镍镉镍氢单位重量能量密度（AXIM公司、TI公司、LT公司、ADI公司、MICREL公司、沛亨公司等近年来开发了多种新型锂离子电池充电器IC，其中沛亨公司生产了系列锂

3、离子电池保护器IC；连过去不生产充电器的Tel公司在2000年9月也开发出一种新型锂离子电池充电器IC。锂离子电池基本知识----锂离子电池有各种形状（圆柱形、长方形等）以适合不同产品的需要，其容量一般有几百毫安时到几安时。另外，有将几个锂离子电池串联在一起，并与电池保护器封装在一起的电池组。----锂离子电池的额定电压为3.6V（有的公司的产品为3.7V）。电池充满电时的电压（称为终止充电电压）与电池的阳极材料有关：阳极材料为石墨时为4.2V；阳极材料为焦炭时为4.1V。另外，它们的内阻也不相同，焦炭阳极的略大

4、，故其放电曲线也略有差别，如图1所示。锂离子电池终止放电电压为2.5V（各电池制造厂的参数略有不同）。如果锂离子电池在使用过程中电压已降到2.5V后还继续使用，则称为过放电（或过放），对电池有损害。----电池的容量C以mAh或Ah表示。它可以用来估算工作时间。例如，C=1600mAh的锂离子电池若工作电流为400mA，则可估算工作时间约为4小时。实际上电池有自放电损耗，电池存放时间长则会影响使用时间。另外，锂离子电池不适合大电流放电，过大的电流放电会降低放电的时间，如图2所示。一种容量为3Ah的锂离子电池，在0

5、.75A电流放电时，工作时间为4小时。若以2A电流放电时，本应工作1.5小时，但实际为1.25小时（相当于2.5Ah了）；若以3A电流放电，本应工作1小时，但实际为0.6小时（相当于1.8Ah了）。这是因为大电流放电时，内部有较大的损耗的缘故。因此，不同容量的电池由电池制造厂给出允许最大的放电电流值。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">锂离子电池充电要求----锂离子电池需要精密的充电电路以保证充电的安全及充满，另外也要使用方便及低价。锂

6、离子电池充电的需求有：终止充电电压精度在额定值的1%之内（过压充电可能对锂离子电池造成永久性损坏）；锂离子电池的充电率（充电电流）应根据电池生产厂的建议选用。虽然某些电池充电率可达2C（C为电池的容量），但常用的充电率为（0.5～1）C。采用0.5C充电率时，因充电过程的电化学反应会产生热，有一定的能量损失；另外锂离子电池充电并非全部采用恒流充电，还有恒压充电，所以实际充电时间为2.5小时左右；锂离子电池充电的温度在0℃～60℃范围。如果充电电流过大会产生温度过高，不仅会损坏电池并可能引起爆炸。因此在大电流充电时

7、，需要对电池进行温度检测，并且在超过设定充电温度时能停止充电以保证安全。另外，充电器电路中有设定的限流电阻，保证充电电流不超过设定的限制电流。----锂离子电池终止放电电压为2.5V。若电池中没有电池保护器或电子产品中没有电池终止电压检测电路，则可能造成过放（低于2.5V），严重的过放会造成电池的失效。----完善的充电器可对过放的电池进行挽救修复，即在充电前进行预处理。充电前检测电池的电压：若电池电压大于2.5V，则按正常方式充电；若电池电压低于2.5V，则用小电流（约1/10C的电流）充电，充到2.5V后再按

8、正常方式充电。这种预充电的方式称为预处理。----目前的充电器常采用三段充电法，即预处理、恒流充电（快充）、恒压充电（充满）。正常充电（即电池电压大于2.5V）的充电特性如图3所示（充4.2V锂离子电池）。开始以设定的恒流充电，电池电压以较高的斜率增长，在充电过程中斜率逐步降低，充到接近4.2V时，恒流充电阶段结束。接着以4.2V恒压充电，在恒压阶段充电时，电压几乎不变（或稍有增加），充电电流不断下降。当充电电流下降到1/10C时，表示电池已充满，终止充电（图3中电池容量为1600mAh，充电率为0.5C，充电电

9、流为800mA，1/10C为80mA）。有的充电器在充电电流降到某一值时，启动定时器，经一段定时后，结束充电。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">----锂离子电池的充电过程与镍镉、镍氢电池充电过程是完全不同的（镍镉、镍氢电池的充电特性如图4所示）。因此，锂离子电池不能借用一般的镍镉、镍氢电池充电