锂离子电池充电的四个过程
锂离子电池在日常生活中已经变得非常普遍,电子设备的基本使用是锂离子电池,比如智能手机和无人机。锂离子电池电量用完后,如何给锂离子电池充电?虽然市场上有很多锂离子电池充电IC可以帮助我们完成整个充电过程,但是我们仍然要了解这个过程。只要我们了解整个锂离子电池充电的过程,我们就可以清楚的了解当前电池充电的阶段,进一步做控制或指令。也只要充分了解充电过程,我们可以直接用单片机来做锂离子电池的充电控制。
综上所述,锂离子电池的充电过程大致可以分为四个阶段,即单滴充电;2-恒流充电;3-恒压充电;4-停止充电。
细流充电,就是所谓的细流充电,我们可以用一个词来联想:细流,汇成大海,也就是说,细流充电是一种小电流充电。这个小电流的适当值是多少?一般我们可以取0.1c,C代表电池容量,比如华为最新的手机P30Pro配置了4200mAh的电池容量,所以0.1c就是420mA。然而,我们在给手机充电的过程中似乎并没有这个过程。每次我们插入充电器,我们立即开始充电。之前OPPO手机的口号是充电5分钟,通话2小时,是为了说明在手机充电中不存在这样的过程。那么涓滴充电的意义是什么呢?这是因为锂离子电池有过放电的可能性(过放电点一般为3V),过放电的电池有损坏的可能性,所以我们要用小电流来测试电池是否正常。一段时间后,假如电池电压超过3V,则我们认为电池状态正常,可以进行下一阶段的充电,否则我们认为电池不正常,放弃充电。
恒流充电,即充电电流稳定,是我们常说的CC的形式。恒流充电的电流要稳定。充电电流一般在0.2c-1c之间。小心不要超过1.5摄氏度。在此过程中,电池电压不断升高,直至电池电压达到4.2v,进入恒压充电阶段。
恒压充电,即充电电压稳定,是我们常说的CV型。恒压充电过程中充电电流不断减小,直至电流小于0.1℃,停止充电。有些人不明白为何电流会继续下降,让我们用一个公式来描述,假设输入电压为Vin,电池电压为Vbat,电池电阻为R,那么充电电流可以表示为:
根据公式分析,Vin不变,Vbat在充电过程中继续上升,而R不变,所以Ibat会随着Vbat的上升而继续下降。
停止充电。恒压充电结束后,即可停止充电。
以上是锂离子电池的四个充电阶段。图(1)描述了整个充电过程。纵坐标为电池充电电流,横坐标为电池电压。电池电压应该新增吗?
锂离子电池充电过程
事实上,这个图没有任何问题。4.2v恒压阶段=电池自身电压+电池内部压降。恒压充电过程虽然电池电压在升高,但充电电流在减小,所以电池的压降也在减小。这两个变量一个新增,一个减少,然后稳定在4.2v。