鋰電池過(guò)充電對(duì)性能有何影響?如何設(shè)計(jì)鋰電池過(guò)放保護(hù)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-10-30 16:55  瀏覽量：次

　　鋰電池過(guò)充電對(duì)性能有何影響？如何設(shè)計(jì)鋰電池過(guò)放保護(hù)？我們都知道，鋰電池隨著充放電次數(shù)的增加，容量會(huì)越來(lái)越少，直接表現(xiàn)就是鋰電池的性能越來(lái)越差。那么鋰電池過(guò)充電對(duì)性能有何影響？如何設(shè)計(jì)鋰電池過(guò)放保護(hù)？

　　鋰電池過(guò)充電對(duì)性能的影響

　　過(guò)充電是指電池經(jīng)一定充電過(guò)程充滿電后，再繼續(xù)充電的行為，如Ni-Cd電池，過(guò)充電產(chǎn)生如下反應(yīng)：正極：4OH--4e2H2O+O2負(fù)極：2Cd+O22CdO由于在設(shè)計(jì)時(shí)，負(fù)極容量比正極容量要高。因此，正極產(chǎn)生的氧氣透過(guò)隔膜紙與負(fù)極產(chǎn)生的鎘復(fù)合。故一般情況下，電池的內(nèi)壓不會(huì)有明顯升高。

　　但如果充電電流過(guò)大，或充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生的氧氣來(lái)不及被消耗，就可能造成內(nèi)壓升高，電池變形，漏液，等不良現(xiàn)象。同時(shí)，其電性能也會(huì)顯著降低。特別是大電流過(guò)放或反復(fù)過(guò)放，對(duì)電池影響更大，一般而言，會(huì)使鋰電池內(nèi)壓升高，正負(fù)極活性物質(zhì)可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復(fù)，容量也會(huì)有明顯衰減。

　　鋰電池過(guò)充電的控制方法

　　1.dT/dt控制：通過(guò)檢測(cè)電池峰值溫度變化率來(lái)判斷充電的終點(diǎn)；

　　2.T控制：電池充滿電時(shí)溫度與環(huán)境溫度之差會(huì)達(dá)到最大；

　　3.計(jì)時(shí)控制：通過(guò)設(shè)置一定的充電時(shí)間來(lái)控制充電終點(diǎn)，一般設(shè)定要充進(jìn)130%標(biāo)稱容量所需的時(shí)間來(lái)控制；

　　4.TCO控制：考慮電池的安全和特性應(yīng)當(dāng)避免高溫(高溫電池除外)充電，因此當(dāng)電池溫度升高60時(shí)應(yīng)當(dāng)停止充電。

　　如何設(shè)計(jì)鋰電池過(guò)放保護(hù)

　　電池在對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著放電過(guò)程逐漸降低，當(dāng)電池電壓降至2.5V時(shí)，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載放電，將造成電池的永久性損壞。在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到過(guò)放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過(guò)該二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。

　　由于鋰離子電池的化學(xué)特性，在正常使用過(guò)程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對(duì)其過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命，并可能產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問(wèn)題，因此所有的鋰離子電池都需要一個(gè)保護(hù)電路，用于對(duì)電池的充、放電狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對(duì)電池發(fā)生損害。

　　一般而言，過(guò)放電會(huì)使鋰電池內(nèi)壓升高，正負(fù)極活性物質(zhì)可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復(fù)，容量也會(huì)有明顯衰減。

　　無(wú)論是充電電流還是充電截止電壓都存在一個(gè)值，當(dāng)充電電流或者電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí)就會(huì)導(dǎo)致電池衰降加速。鋰電池具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)及無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)。