充电电压对磷酸铁锂电池的影响有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-22 06:05
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从放电容量、放电中值电压、充电时间、恒流容量百分比4个方面主要研究了充电限制电压从3.25V至3.85V范围变化对磷酸铁锂电池性能的影响。实验结果表明：对于磷酸铁锂材料的锂离子电池，采用恒流恒压的充电方案，充电限制电压设定在3.55～3.70V较合理，推荐值为3.60～3.65V。
锂离子电池具有工作电压高（是镍镉电池、氢镍电池3倍）、比能量大（可达165Wh/kg，是氢镍电池的3倍）、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等众多优点。在锂离子电池中，磷酸铁锂电池较被看好，这种电池虽然比能量不及钴酸锂电池，但是其安全性高，单体电池的循环次数能达到2000次，放电稳定。因此磷酸铁锂电池是目前被十分看好的一种锂离子电池。
无论何种电池，为了将其性能发挥至最佳，充电方案及充电参数的摸索和选择是必不可少的而且也是至关重要的。目前，锂离子电池普遍采用恒流恒压充电方案，此方案涉及3个充电参数：充电电流、充电限制电压、充电截止电流。在充电方案相同的前提下，不同的充电参数不仅会影响电池使用过程中性能的发挥，甚至会影响电池使用过程的安全性。但笔者在考察国内多家电芯的产品规格书中发现，各家的充电限制电压差异较大，从3.6V至3.80V不等。
为此，本文在固定充电电流、充电截止电流两参数的前提下，重点研究了充电限制电压对磷酸铁锂电池性能的影响。
1实验方案
（1）选取规格为3.2V10Ah的5只出厂合格的磷酸铁锂电芯作为样品进行考察。
（2）将5只电芯上台进行不同充电限制电压下的充放电测试。
（3）测试设备：深圳市新威尔电子有限公司生产的规格型号为CT-3008W5V20A-TF的高精度电池性能测试系统。
（4）充放电方案：以1/3C（3.333A）电流进行恒流充电，电芯电压至所考察的充电限制电压后，转恒压充电，当充电电流减小至0.01C（0.1A）时，充电完毕后搁置10min，进入恒流放电阶段，以1C（10A）电流进行恒流放电，放电截止电压为2.0V，放电完毕后搁置10min。此为一个循环。容量恢复及稳定阶段充放电循环的充电限制电压为3.65V。
（5）测试方案：先进行7次充电循环，判断电芯是否异常并使其容量达到稳定状态。随后再进行不同充电限制电压下的充放电循环。充电限制电压考察范围3.25～3.85V，每0.05V作为一考察点，每个考察点下进行5次充放电循环，各项考察参数均以其5次的平均值作为考察数据。
（6）考察项目：放电容量（mAh）、放电中值电压（mV）、充电时间（s）、恒流容量百分比、安全性。
