锂电池充电策略的详细讲解
来源：宝鄂实业
2019-09-16 15:59
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1、恒流恒压（CCCV）
恒流恒压充电是最为常见也是最为普通的充电方式，充电开始的阶段采用恒流充电的模式对锂电池进行充电，当达到设置电压后转而控制电压不变而不断降低充电电流直到电流达到设置值或者时间达到设定值。这种充电策略充电时间主要受到恒流充电电流Icc大小的影响，充电容量则主要受到充电截止电压Vch和恒压充电截止电流Iend的影响，而相关的研究也表明高的充电截止电压Vch和大的充电电流Icc会导致锂电池的寿命显著劣化。
2、多步恒流充电法（MSCC）
在这种充电策略中不再使用恒压充电，而是采用了多步的充电电流递减的恒流充电策略，例如采用I1恒流充电到截止电压后，继续采用更小的电流I2充电到截止电压，依次类推直到电流降低到最终截止电流。
3、脉冲充电法（PC）
这种充电方法可以在一些相关的文献报道中发现，在这种充电策略中充电的过程中可能会采用一系列的调整充电电流甚至是充电方向的短时间脉冲构成，常见的脉冲充电策略有两种，一种是仅将CCCV充电中的恒压充电部分替换为脉冲充电，另外一种是将整个过程都替换为脉冲充电。
4、加速充电（BC）
所谓的加速充电模式是在CCCV充电模式的基础上增加了一个大电流的CC或者恒功率充电过程，从而达到降低充电时间的目的，有研究表明加速充电模式能够有效的提升锂电池的充电效率，同时又不会对锂电池的循环寿命产生显著的影响。
1.1充电电流的影响
CCCV充电策略中采用不同充电电流时电池充电所需要的时间，从图中能够看到电池A和C大部分容量都是在恒流充电的过程中完成的，而恒压充电容量仅占非常小的一部分，而对于电池B恒压充电的时间占比较大。
对于电池充电时间影响最大的还是充电电流，例如我们将充电电流从1A增加到3A，则充电时间能够缩短50%，继续将充电电流提高到5A只有电池A和C的充电时时间缩短了1/3，而电池B由于恒压充电时间较长，所以将充电电流提高到5A后充电时间相比于3A并没有显著的缩短。
采用CCCV充电策略时不同的充电电流对于电池循环寿命的影响，从图中能够看到对于电池A，大充电电流会造成电池寿命的显著下降，例如1A充电时电池的寿命可达1000次，3A充电时电池的寿命就会下降到800次，而充电电流达到5A时电池的寿命则仅为600次左右。但是对于电池B不同的充电电流对于电池的循环寿命并没有显著的影响。对于电池C在1A充电时电池循环1200次后容量保持率仍然可以达到97%，3A充电时电池循环1200次后容量保持率为95%，但是在5A充电时电池寿命会发生快速衰降，寿命不足700次。
1.2充电截止电压的影响
充电截止电压会影响正负极的电极电势，因此对于锂电池的循环寿命会产生显著的影响。下图为A、B和C三种电池容量随充电截止电压的变化，可以看到电池A和B的充电截止电压对于电池的容量有显著的影响，充电截止电压每降低100mV，电池的容量会衰降10-20%，而电池C由于采用了LFP正极，因此在3.4V以上电池的容量几乎与电池的充电截止电压无关。
下面为不同截止电压下电池的循环性能，整体上来看随着充电截止电压升高电池的循环性能是在不断降低的，对于电池A而言，充电截止电压的影响就比较小，如果将将充电截止电压从4.2V降低到4.1V，寿命仅增加100次左右，要显著增加A电池的寿命需要降低到4.0V，但是这会使得电池的容量降低30%，而提高电池的充电电压到4.25V则仅仅会使得电池的循环寿命轻微的降低。
电池B则对于充电电压敏感的多，将充电电压从4.1V降低到4.0V后，电池在循环800次后容量保持率提高5%，但是进一步降低充电截止电压到3.9V则对于电池的循环寿命没有显著的影响，但是如果将充电截止电压提高到4.15V则会显著的加速电池B的衰降速度。
电池C对于充电截止电压最为敏感，如果将充电截止电压从3.6V提高到3.65V则会导致电池的循环寿命出现显著的降低，但是降低充电截止电压对于电池的循环寿命没有显著的影响。
