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锂离子电池充电时预充功能有什么用?

锂离子电池在充电的过程中包含了慢充、快充和慢充三大阶段,预充电就是开始充电的时候,电池保护板为了保证电池内部化学物质反应的安全,会进行前期的“预热”,就像我们运动时做热身运动一样。

锂离子电池的充电方法

锂离子电池工作电压从2.5V(碳负极电池:3V,电量为0%)到4.2V(电量为100%)。当电压小于2.5V时,电池放电终止。同时因为放电回路关闭使内部保护电路的电流损耗也降为最低。当然,实际应用中由于不同的内部材质,放电终止电压可在2.5V-3.0V范围。当电压超过4.2V时,充电回路终止,以保护电池安全;而当充电电池工作电压降到3.0V以下,我们即可认为过放电状态,放电回路终止,以保护电池安全。所以电池不用时,应将电池充电20%的电量,再进行防潮保存。

由于锂离子电池具有较高的能量比,因此在电池使用中要严格防止过充,过放的现象。过放会导致活性物质的恢复困难,此时假如直接进入快速冲电模式(大电流),会对电池出现损害,影响使用寿命并可能因此带来安全隐患。先以小电流(C/10)充到2.5V至3.0V,再转换成快充是必要的。

虽然目前锂离子电池在应用中都带有保护板,在通常的情况下,发生过放的几率会很小,但不加预充功能,在这两种情况下的情况还是可能带来过放的隐患。一是保护板失效,二是长时间放置(5%-10%/月)的自放电率。因此小电流预充可以有效解决过放电池的充电问题。

但是,充电电流并非越大越好。以单体锂离子电池为例,它的充电方式都包括恒流、恒压充电过程,恒压通常为4.2V(以LiCoO2电池为例),恒流设置值为0.1C~1C。虽然大电流的充电会缩短充电时间,但也会造成电池生命周期的缩短和容量的降低,因此我们需选择恰当的恒流值进行充电。

通过对多个4.2V/900mAHLiCoO2电芯的不同电流充电与电池容量的关系测试后,通过仪器的曲线,我们可以看出大约500个充放周期后,小电流充电的电池容量明显大于大电流充电的电池容量。

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