鋰離子電池充電線路設(shè)計(jì)的要求

鋰離子電池的充電程序:涓流充電<250MA左右，逐級(jí)緩慢增加，約3分鐘，給電池適應(yīng)過程>→恒流充電<約700MA，充電的主要過程，可完成電池容量額定值的約85%>>恒壓充電<設(shè)定電壓為8.50V.充電電流逐漸減小，可完成電池容量額定值的約98%>>停止充電<電流小于250MA停止充電，當(dāng)充電電流下降到0.IC以下時(shí)，可以認(rèn)為電池已被充滿。因?yàn)椴恢鲝埢鞒潆娝援?dāng)充電結(jié)束時(shí)，充電器必須完全關(guān)閉或斷開。

要想充分利用鋰離子電池容量或延長(zhǎng)電池壽命，必須極其嚴(yán)格地控制充電參數(shù)。延長(zhǎng)鋰離子電池壽命的關(guān)鍵是合理選擇充電參數(shù)，如電流、電壓和溫度。在充電過程中，施加電壓的精度對(duì)提高電池的效率和延長(zhǎng)電池的壽命具有非常重要的作用。超過充電終止電壓將導(dǎo)致過充電，這在短期內(nèi)會(huì)增加電池的供電量，但長(zhǎng)期來說則會(huì)導(dǎo)致電池失效并產(chǎn)生安全問題。

鋰離子電池的充電終止電壓每提高1%，電池的初始容量就會(huì)增大約5%。這種顯而易見的短期增益效應(yīng)會(huì)對(duì)鋰離子電池的充電/放電次數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。過充電導(dǎo)致了充電次數(shù)的減少。另一方面，欠充電盡管不會(huì)產(chǎn)生安全問題，但會(huì)顯著減小電池的容量。

在給鋰離子電池充電時(shí)，電池兩端的電壓將會(huì)上升，而充電電流將逐漸變小。當(dāng)充電電流下降到0.1C以下時(shí)，可以認(rèn)為電池已被充滿。因?yàn)椴恢鲝埢鞒潆姡╰rickle charg）所以當(dāng)充電結(jié)束時(shí)，充電器必須完全關(guān)閉或斷開。一種更快的充電方法是恒流/恒壓（CC/CV）充電。當(dāng)開始充電時(shí)，CC/Cv 充電器首先施加一個(gè)等價(jià)于電池容量C的恒定電流。為防止在恒流充電周期中過充電，需要監(jiān)視電池封裝兩端的電壓。當(dāng)電壓上升到給定的終止電壓時(shí)，電路切換到恒壓源工作模式。即使電池封裝兩端的電壓達(dá)到終止電壓，但因?yàn)樵贓SR<內(nèi)阻>上存在電壓降，所以實(shí)際的電池電壓將低于終止電壓。

在恒流充電期間，電池能以接近其終止電壓的高電流速率充電，應(yīng)不會(huì)有任何被施加高電壓和發(fā)生過充電的威險(xiǎn)。

經(jīng)恒流充電后，電池的容量將達(dá)到其額定值的約85%。在恒流周期結(jié)束后，充電器切換到恒壓周期。在恒壓周期，充電器通過監(jiān)視充電電流來決定是否結(jié)束充電。當(dāng)充電電流減小到電池的0.lC以下時(shí)充電周期結(jié)束。

保護(hù)功能包括防止過放電、過充電、過大的充/放電電流以及避免電池被施加高電壓。

在電池的充電或放電期間，如果任何參數(shù)超過了特定電池設(shè)置的限制值，電芯與電池終端之間的連接將斷開。

除了電子保護(hù)以外，電池還包含機(jī)械的二級(jí)過流保護(hù)器件。一種聚合物正溫度系數(shù)（PPTC）過流保護(hù)器件被串聯(lián)在電池封裝與電芯終端之間。

當(dāng)發(fā)生過流時(shí)，PPIC器件從低阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而保護(hù)了電路。器件因12R發(fā)熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致它的溫度上升，而上述變化正是器件溫度快速增高的結(jié)果。

充電周期從插入電源變壓器開始。在這個(gè)階段，一個(gè)電流源向電池終端施加50mA電流，同時(shí)監(jiān)視電壓。如果電池兩端的電壓高于3.0V，表示電池的狀況良好，那么恒流充電周期將啟動(dòng)。電流的幅度是電池容量的函數(shù)，這可以參考電池制造商推薦的數(shù)值。典型充電電流是1C，但一些電池需要更低的充電電流。

在恒流周期，鋰離子電池被充電到容量的80-85左右。在恒流周期結(jié)束之后，恒壓周期開始啟動(dòng)。在這個(gè)周期，電池的充電電流為lcmarger=（Vau-kl）/ESR。在充電過程中，Vcl不斷升高而充電電流隨之下降。當(dāng)電流下降到預(yù)置的充電結(jié)束（EOC）電流以下時(shí)，充電終止。通常，推薦的EOC電流水平為0.1C、0.15C和0.2C。一旦檢測(cè)到EOC電流，充電周期結(jié)束。在這時(shí)，充電器電路關(guān)閉。