锂电池有最佳充电电流吗?锂电池最充电电流分为几个阶段?
日常我们所说的中的“锂电池充电电流”是针对锂电池在充电过程中所处快速充电阶段的充电电流而言的,作为一个动态的过程,锂电池最充电电流实际上是分为三个阶段的,分别如下:
1、预充电时的最佳电流:即当锂电池的初始/空载电压低于预充电阈值时,首先要经过一个预充电阶段,就单个锂离子电池而言,这个阈值一般为3.0V,在此阶段,预充电电流大约为下一个阶段——恒流充电阶段电流的10%左右。
2、恒流充电时的最佳电流:所谓恒流就是电流恒定,电压逐渐升高,此时进入快速充电阶段。大多数的恒流充电电流设定为0.4~0.6C之间,可以理解为0.5C,也就是在不考虑其他因素的情况下,大约两个小时可以充满。之所以选择0.5C,是因为这个电流很好地做到了充电时间与充电安全性的平衡。
3、恒压充电时的充电电流:就单节锂离子电池而言,当电池达到一定电压值时,即进入恒定电压充电,这个电压值一般为4.2V,在此阶段,电压不变,电流减小;这种电流减小是个依次递减过程,大多数的锂电池保护选择0.01C为终止电流,这也就意味着充电过程进入结束状态。一旦充电结束,则充电电流降为零。
锂电池最佳充电电流的核心是恒流充电时的电流设计,这里要强调的是,大多数便捷式锂电池较宜设计为0.5C充电,如,18650锂电池常规容量为1800-2600mAh,可选择1A充电,而倍率型的为1200-1500mAh,0.5C的充电电流就是0.7A。
锂电池最大充电电流准确的来说是由电池结构决定的,因而,各个锂电池生产厂家对此规定并不一致,有的设定为0.6C,便携式锂电池最高的规定为1C。
当然也不能忽视预充电和恒压充电的电流设计,这两个过程中,如果初始电压不低于预充电阈值3.0V,则不存在预充电过程。总的来说,在恒流充电过程前后有一个运动前热身和运动休整的过程有利于锂电池的长期使用。
锂电池的“安全性”始终是困扰锂电池产业化的一个重要问题,近年曝光的电池爆炸事故无一例外都是由锂电池使用引起的,说起爆炸原因,与其他类型的电池相比较,这是由锂电池材料及工艺的特殊性质决定的。为此,应该了解锂电池爆炸的知识,我们试从以下三个方面进行说明。
一、什么是电池爆炸?
国标规定,电池内的任何部分的固态物质瞬间喷出,被推至锂电池25cm及以上的距离称为爆炸。实验中的认定方法是:将一个圆形网状物罩住实验电池,使电池居于圆心位置,即,距离网罩任何一边为25cm,如果实验无固体部分通过网罩,证明电池未爆炸。这里对“网”有具体要示:网线采用直径为0.25mm的软铝线,网的密度为6~7根/cm。
二、怎样预防锂电池爆炸?
所有发生的锂电池爆炸都是由于短路引起的电池发热造成的,而引起短路的原因又有过充、过放、正负极直接对接,电解质泄漏等。所以,在锂电池设计中,可从以下几点着手:
1、禁止电池过充到4.2V以上;
2、禁止电池过放到2.75V以下;
3、在金属外壳上装上防爆阀;
4、工艺过程中防短路。
设计锂电池过程中当然是要有电池保护线路板的设计。这虽然会增加锂电池的制造成本,但出于要安全使用锂电池是必要的,一切正规的锂电池生产厂家的产品都免不了这一设计。
三、聚合物锂电池会爆炸吗?
聚合物锂电池是采用软性包装和聚合物电解质而制成的一种锂电池产品,正常情况下的使用、贮存都不会爆炸,除非人为强力破坏导致其短路。
为了减少爆炸事故的发生,聚合物锂电池正在越来越多的场合被大家所使用,虽然锂电池替代其他类型电池还在替换当中,但在锂电池类型中,聚合物锂电池已经开始在部分领域取代普通锂电池。