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总结首篇 锂电池的基本知识

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发表于 2010-11-24 10:05:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

锂电池的基本知识

1         C的概念

这是一个很基本的概念,而我正是做这个应急灯,前期阅读资料中接触这个概念。

我们买充电电池,经常说的是多少多少 毫安时,比如说我手上的一个MP3上拆下来的,280mA.h

我们常用的手机电池,一般去到10003000毫安时之间。

C的概念就是以 这个 毫安时数为数值的一个电流值,比如说我那个电池,1C=280mA

 

这个概念有什么用呢?

 

如果你阅读更多的关于充电放电的技术要求和相关文章,你就会发现,经常提到“以0.3C充电”,“最大放电电流不能超过2C,一般控制在1C以下。”

 

因为,每个电池的充放电要求是不一样的,而对于同一类电池,往往其充放电电流值都是以C为单位,自然是因为跟它的容量(也就是那个 毫安时数 )有关,所以,定义一个C,就是一个标准单位的意义了。

 

因为这个C,我们可以知道一些基本的常识。

1 电池该充电多久?

  一般常用的 镍镉电池 锂电池,推荐的标准充电时间都是15小时,这是怎么算出来的呢?

前面说了,充电电流跟C有关,一般设定为0.1C的充电电流,这样算的话,理论上应该是10小时,但是,一般考虑到充电效率的问题,厂家建议充止容量的1.5倍,所以标准时间是15小时。

当然了,现在很少有充这么久的了。

由于电池本身性能提高,可承受的充电电流增大了,自然时间就缩短了。

比如锂电池,快充模式下,一般设置为0.3C1C,不过一般推荐越低越有利于电池寿命和充电效率,一般在0.5C以下为好。

这次,我的充电电流就设置在0.3C稍高一点,属于保守型,这一个是从安全考虑,一个是应急灯场合并不需要太快的速度。

同样的道理,对于放电也是这么回事。

 

但是,关于问题,有一点要补充,那就是,充电电流和充电时间之间并不是简单的线性关系。

比如说,以0.1C的速率充电,结果却需要15个小时,并不意味着就充到了容量的1.5倍,这里头主要是充电效率的关系,而我的理解是,恒定的电流在不同的时间里充进的容量不是恒量。

这个我没搞太清楚,但可以记住简单的结论:

充电电流越小,相应的充电时间越长,比如说,假设以0.3C,需要差不多4个小时,那以0.2C充,就要多于5个小时,以0.5C充,就少于2个小时。

对于放电也是如此,只是对它来说,是放电时的容量利用率是非线性变化的。

 

2 放电深度的概念

所谓 放电深度,就是指 所放电量与所储存电量(标准容量)的比值。

比如说,放电深度为20%,就是说放到剩下80%的容量。

自然,数字越小,就意味放电越浅。

 

提到这个概念,简单的是有两个相关的概念:

1 使用寿命的关系,放电深度越深,寿命就越容易缩短;

2         另外,放电深度越往深处走,电压和电流就越不能保证。反过来说,很多时候,电量计,用电量作为电池工作终止条件,也就是为了保证一定的电压和电流平台,另外就是从寿命出发。

与寿命有关的因素比较多,它除了跟 放电深度有关,还与放电速率有关。

简单说,就是“细水长流”、“厚积薄发”。

 

3         充电方式

因为这次做的是 锂电池,咱们之说 锂电池。

锂电池的充电模式首先,基本方向是 恒流。但它的充电程式较为复杂。

主要有两种,较为简单的是 纯粹恒流。即CC,这个往往要配合充电时间的控制。

比较先进的也是比较典型的是 CCCV,即恒流+恒压。

 

CCCV就是说,先以一个较大的充电速率,这个阶段叫快充,充到了一个电压阀值,转入涓充模式,使电压一点一点上升到最高电压,这个时候,容量就比较接近标准容量了,而快充模式结束时,一般可以充到80%左右。

这个电压阀值称为过压阀值,现在的锂电池的最高电压大多去到4.35V,面对这种情形,一个推荐的标准阀值是4.2V。但是,要记住,它只是一个统计值,大多数时候,我们会选择一个稍低一点的,但也不能太低,太低的话充电效率不高。

 

有一些较为先进的充电方案里还有一个 预充阶段。

这是什么概念呢?前面说了,放电太深了,电压下降得很厉害,而且会损伤锂电池。如果我们在对这类过度放电的电池快充以前,有一个 涓充模式 的缓和过程,可以一定程度修复一下有损伤的电池。

这也就是常说的,一个好的充电器,可以让频临死亡的充电池“死而复生”。

这个,就涉及到一个 欠压电压阀值,我见到的比较多的是2.75V,一般在2.5V3V之间。

 

充电速率意味着充电时间长短,在这个时代,时间比什么都吸引眼球,所以听说现在出现了一些超大速率的能耐大电流的充电电池。

比如有一种号称 超急速型 的,可以以1.5C的速率充电,那也就是说,它大概只需要40分钟就可以搞定了。

没有一件事情是容易的,所以,起念头时,一定要好好琢磨


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纯净的硅(中级)

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发表于 2010-11-24 19:22:30 | 显示全部楼层

关于锂电池

注意锂电池的电级材料,锂电池的电压与正极和负极材料均有关。需要确定材料后才能缺点欠压保护电压和过压保护电压,否则……


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 楼主| 发表于 2010-11-25 00:14:22 | 显示全部楼层

回复 沙发 yulzhu 的帖子

这个,涉及到的东西就太复杂了,而且,非批量,哪能得到这些这么细致的资料?
没有一件事情是容易的,所以,起念头时,一定要好好琢磨


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