分析钴酸锂电池的充电测试
来源：宝鄂实业
2019-03-02 10:21
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传统阴极材质为钴、镍、锰和铝的锂离子电芯可以充电至4.2V，± 50mV 的容差。有些镍电极电池充电可至4.1V，大容量锂电池可以充电至4.3V甚至更高。下图显示了锂离子电池充电状态从恒流充电到充满电的状态，当电流减少到3%-5%的额定电流时，认为电池已充满。
艾德克斯ITS5300电池测试系统可以按电池特性或客户需要进行电池的恒压、恒流、搁置、工况模拟等充放电工步，适合各类电池的老化、循环寿命的测试应用。
如18650电芯的充电倍率为0.5C-1C，完整的充电时间大约2-3小时。电池生产厂家建议以0.8C或更低速率充电以延长电池寿命，然而，大多数电池都可以毫无压力的以高C速率进行充电，充电效率达到99%，同时电池在充电过程中保持低温。有些锂离子电池在充满电时温度会上升5 ºC左右。这往往是保护板和电池内阻增加造成的。如果正常充电时，电池或充电器温度上升超过10ºC，请不要继续使用。
提高充电电流并不能显著加速整体充电状态，虽然电池能更快速地达到电压峰值，但饱和充电需要花费更长的时间。如图一所示，阶段一时间变短的同时阶段二时间变长了。然而高电流充电可以快速将电池充到70%。比如苹果手机即采用前80%的电量采用快速大电流充电，之后切换为慢充电。这种混合充电模式不仅能快速充电，还可以延长电池寿命。
锂电池并不像铅酸电池那样需要完全被充满。事实上，最好不要充满电，因为高电压会对电池造成压力。选择较低截止电压或减少饱和充电过程可以延长电池寿命但却减少了待机时间，消费者市场的充电器只能将电池充满至最大容量，与此相比，延长电池寿命显得不那么重要。余容量的估算值。
第一次给锂电池充电，电压上升很快。电池容量会随着电池接近充满时最终跟上，这就像拿着橡皮筋举起重物，会有一定延时。这种充电特性适用于所有电池。充电电流越大，橡皮筋效应会越明显。低温或电池内阻较大时会加剧这种效应。
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ITS5300充放电全程均可检测充电电压、电流及容量的变化，并可进行各参数的提取、分析及参数间关系曲线图的自动绘制，如上图所示。
通过读取正在充电的电池电压预测SoC（剩余电量）是不现实的，通过让电池休息几小时再测量电池开路电压会更准确。因为对于所有电池，温度影响着开路电压，锂离子电池也不例外。然而，智能手机、笔记本电脑和其他便携式电子设备的SoC是通过库伦计数法推算的。
库伦计数是通过测量输入或输出的电流，锂电池符合标准的库伦算法和较低的自放电率，老化和温度相关的自放电还是需要考虑到，因此定期校准对于化学电池转变为数字化电池非常有必要。艾德克斯ITS5300电池充放电系统可以在电池循环充放电过程中测试并记录电池充放电容量，帮助客户快速建立电池模型。
锂离子不能吸收过充，所以当电池充满后，充电电流必须被断开，持续地涓流充电会导致金属锂沉积在金属板上，降低安全性。为了降低电池压力，务必保持锂电池在满充电压的停留时间越短越好。从上图中能看出，比如未饱和充电的电芯电压在3.7V-3.9V时，停留在高电压的时间比饱和充电的时间短很多。
便携式电子设备在充电时应该关闭，不然形成了寄生负载会改变充电循环并引发小循环，但是一边充电一边放电很多时候是无法避免的，比如笔记本电脑一边工作一边插在交流电网上，电池始终处于高压状态，往往温度也较高，大大缩短了电池寿命。
