锂离子电池使用脉冲充电好吗?
锂离子电池在生活中已得到广泛使用,但其仍存在充电耗时、电能损耗大、极化严重等缺点。为实现锂离子电池大容量高效快速充电,多个研究发现脉冲快速充电能极化反应,与此同时,该充电方式不仅能提高电池的使用寿命,还可大幅度提高充电速度与新增充电容量。
锂离子电池的标准充电方式是CCCV,前期恒流后期恒压,恒流充电相关于脉冲速度更慢,一般常见的充电器都是CCCV方式,诺基亚手机和座充与1879芯片都是脉冲方式,速度比较快。
但两者没有好与坏的差别,只是适用范围和充电的机制不同,CCCV是标准方式,脉冲是更新一点的充电方式,CCCV充电时不要太注意电池容量的选择,保证在速率1C之内就可以了,但因为脉冲的充电电流是波动的,充小电池或者容量下降的电池大电流可能超过1C,甚至更多导致电池发热。
脉冲充电是为了去除极化效应;降低充电电压/抑制电池发热。这种方式对薄极板结构有效,但对厚极板电池无效。动力锂电池的极板都比较厚,脉冲充电会新增表层有效物质的循环次数;而内层物质的反应依然很慢,所以动力锂电池用脉冲方式的优势不明显,在电池里将电解液循环泵起来是有效的方法。
脉冲充电方式是一种能有效蓄电池极化现象、减少充电时间的快速充电方法,其原理是:每隔一段正向充电脉冲后,加入一段充电停止时间和放电脉冲脉冲充电有两种形式:正脉冲充电形式和正负脉冲充电形式。
电池充电至截止电压时,正负脉冲充电方式可以减弱电池的极化现象,提高电池的实际充入电量;随着充电倍率的新增,相比于恒流充电方式,正负脉冲充电方式的实际充入电量更多;减小正负脉冲充电的脉冲周期宽度,正负脉冲充电方式的实际充入电量新增。
电池的充电方式与电池的循环寿命、充电效率有着直接的关系,关于大容量电池通常我们希望充电时间尽量短、效率尽量高,同时对电池的损害尽量小。要减少充电时间必须提高充电电流,但蓄电池可接受的持续大充电电流有限,传统充电方式无法大幅度提高充电电流。
已经证实,脉冲充电能在保证充电效率前提下,提高电池的充电效率,但关于大容量锂离子电池的充电效果缺乏实验依据,特别是大电流(电流1C以上,C为电池额定容量数值)充电条件下的电池特性。
总之,在大充电电流条件下,脉冲充电方式可以有效减小锂离子电池的极化现象,从而可以对其进行快速充电,并且极大的减小对电池的损害。通过合理选择脉冲充电参数,可以使脉冲充电效果达到优化。