定制热线: 400-678-3556

行业资讯

锂离子电池的主要性能以及充放电特性

来源:宝鄂实业    2020-01-04 14:35    点击量:
锂离子电池的主要性能
    锂离子电池的额定电压为3.6V(少数的是3.7V)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:石墨的4.2V;焦炭的4.1V。充电时要求终止充电电压的精度在±1%之内。锂离子电池的终止放电电压为2.4~2.7V(电池厂家给出工作电压范围或终止放电电压的参数略有不同)。高于终止充电电压及低于终止放电时会对电池有损害。
 
    其使用有一定要求:充电温度:0℃~45℃;保存温度:-20℃~+60℃。锂离子电池不适合大电流充放电。一般充电电流不大于1C,放电电流不大于2C(C是电池的容量,如C=950mAh,1C的充电率即充电电流为950mA)。
 
   充电、放电在20℃左右效果较好,在负温下不能充电,并且放电效果差[4],(在-20℃放电效果最差,不仅放电电压低,放电时间比20℃放电时的一半还少)。
 
锂离子电池的充放电特性
锂离子电池的标称电压为3.6V,充满电压为4.2V,对过充电和过放电都比较敏感。为了最大限度减少锂离子电池易受到的过充电、深放电以及短路的损害,单体锂离子电池的充电电压必须严格限制。其充放电特性如图2-3
 
锂离子电池的充电特性
 锂电池在充电中具有如下的特性:
 
   1.在充电前半段,电压是逐渐上升的;
 
   2.在电压达到4.2V后,内阻变化,电压维持不变;
 
   3.整个过程中,电量不断增加;
 
   4.在接近充满时,充电电流会达到很小的值。
 
   经过多年的研究,已经找到了较好的充电控制方法:
 
   1.涓流充电达到放电终止电压2. 7V ;
 
   2.使用恒流进行充电,使电压基本达到4.2V。安全电流为小于0.8C;
 
   3.恒流阶段基本能达到电量的80% ;
 
   4.转为恒压充电,电流逐渐减小;
 
   5.在电流达到较小的值(如0.05C)时,电池达到充满状态。
 
    这种CC-CV的充电方式能很好的到达电池的充满状态,并且不损害电池,已经成为锂离子电池的主要充电方式。
 
但是在电池电压已经很低的情况下,电池内部的锂离子活性减弱,如果此时用比较大的电流充电,也有可能对电池有损害。如同人在剧烈运动前要进行必要的热身活动一样,锂离子的活性也要逐步激活。可以在电池低压段采用涓流方式,有效激活电池电压到2.7V以上,然后采用CC-CV的充电方式,有效的保护电池。
 
锂离子电池的放电特性
    锂离子电池在线监测过程中,大部分电池参数是在对锂离子电池放电过程中得到,因此,对电池放电是电池监测中必不可少的环节。由于锂离子电池对过放电十分敏感,深度放电将严重影响锂离子电池的质量。因此,单体锂离子电池的放电电压必须得到精确控制。
 
    实验发现,锂离子电池在放电终止电压2.7V的条件下,放电电流越大电池的极化越大,电池的放电容量越小,但电池的静态电压与电池的放电深度的关系是基本保持不变的状态。锂离子电池以大电流放电(大于2C)的情况下,电池的放电曲线出现了电压先降低后上升的现象
 
    通常情况下,确定锂离子电池放电电流大小时,不能用电流的绝对值来衡量,而用额定容量C与放电时间的比来表示,称作放电速率或放电倍率。对于1700mAh的电池,如果以0.1C的电流放电,则放电电流为170mA。由于锂离子电池的内阻,一般在30-100mmΩ之间,大电流放电或充电都会导致电池升温,因此在监测过程中,锂离子电池一般不允许高速率放电,一般放电速率应小于0.5C,最大连续放电速率不能超过1.5C,电压低于2.7V时应终止放电。