为何电池会有使用寿命?什么是恒流恒压充电?如何正确充放电的介绍

2021-04-08      7867 次浏览

电池和人、车相同,都是有寿命限制的,一般电池在200左右的重放电后储放电能力会明显下降,使用时间大打折扣,那怎么用好这200次的重放?或者说如何延长电池的寿命呢?


一、充电最高电压4.20V。


这个常识性的东西相信广大的模友都能了解。4.20V是一直以来锂聚合物电池的最高电压,但随着技术的发展和改良,目前的大多数厂家的锂聚合物电池都能安全的到达4.25V,更加有一些优秀技术的厂家能做到4.30V,4.30V的电压就是目前技术的最高电压。


因为我们的航模用聚合物电池的充电器基本上都是4.20V的设定电压,故按照4.20V充电就可以了。假如是用其它方式自行调高充电最高电压(比如4.35V),会造成电池的不可逆转的损坏,切忌!


二、放电最低电压2.75V。


可能有很多的模友会觉得惊奇,因为这个2.75V的放电最低电压会让他们疑惑,很多新入模的朋友甚至有一些牌子的航模电池商家都会认为是3.70V,这是一个错误的认识。每一组航模电池都是经过4.20V到2.75V这个电压阶段的测试,不管是从电池的内部构架的理论数据,还是从电池的放电实测上来讲,都是2.75V的最低电压。


这里有一个非常重要的情况必须向广大的模友说明:


首先让我给大家讲一下电量电压的大概比较参数:


2.75V≈0%;3.56V≈5%;3.70V≈10%;3.75V=20%;3.85V≈50%。


假如不是做高精度的科研和进行电池研究,以上数据完全可以当成标准数据来对待,哲学家说世界上没有两片相同的叶子,我想说的是世界上也找不出两片同样参数的电芯,只有参数相近的,所以以上电压和电量的比较关系我们只用约等于符号来表示,因为它们之间没有绝对精确的对应关系,就像10000MAH的电池永远不可能刚好精确到10000MAH这样的情况是相同的。


大家从上面的电量电压比较关系可以看出,当电池电压到3.56V时其实只有5%的电量,这5%的电量假如把握不好,就会很快到达或超过0%的极限值,超过了极限值,电池立刻胀气。假设一块航模电池在飞机上能飞行10分钟,那么这5%的电量只能支持到30秒,哪怕你只超过了5秒,也必然会造成胀气。考虑到不少新手朋友不能准确把握这个放电数值,才会有不少航模电池商家建议放电到3.70V为终止放电电压的情况。


所以:


放电过程做到心中有数,最好正确设置低电压报警,过放低于2.75V必然导致电池胀气损坏!


三、充电方式恒流恒压充电。


所有的锂离子电池都采取恒流恒压方式充电才能达到充满的要求。首先给大家解释一下什么叫恒流恒压方式充电。顾名思义,即先恒流后恒压的方式充电。


大家用的B6或者A6或者其它的充电器对航模电池充电,都要先设置充电电流和S数这两个参数,其实这里就是设定恒流恒压方式的恒流电流值和恒压的电压值。比如设定为5A、6S的参数,启动充电器后,在程序的控制下,充电器在前期会以5A的电流对电池进行充电,同时采样监测电池电压,当电池的电压接近或者到达4.20V,充电器会逐渐减小充电的电流,直到电压保持在4.20V且电流小于预设值时,充电器就认为充满电,自动停止。


上面提到了一个预设值,这个预设值到底是多少,可能有的模友会问到。根据我们对一些充电器的实测数据,这个预设值一般分两种情况。A、有的厂家将预设值设定为充电电流的10%,举例:假如你选择5A充电,当恒压后电流低于500MA,程序认定到达了预设值;B、固定值。像A6这种充电器将充电的预设值设定为100MA,也有简易充设定为20MA,假如是自己用的4.20V电源直接改制的自制充电器则可以无限制小下去。这里说明一个情况,预设值越小,电池越能够充到接近4.20V即电池充满的程度越高。


四、充电电流1C以内对电池无损伤,不建议5C充电。


电池的充电其实是将电能转换为化学能的一个过程,属化学反应。上学时都学过,化学反应的剧烈程度与温度和气压有相当大的关系。最早的锂离子电池只有锂和锰两种物质,其反应程式为Li+MnO2=LiMnO2属氧化还原反应。


充放电的速度其实就是化学反应的速度,有条件的模友或者爱好化学的模友可以自己找以上物质做下实验,这个反应速度是相当缓慢的。现在经过技术的改进和一些催化剂的加入,比如钴等,促使了锂离子电池的容重比得到了很大的提高,放电能力也得到前所未有的提升。最典型的航模电池充电反应方程式为:


正极:iCoO2=CoO2+Li-e;


负极:6C+Li+=LiC6+e;


总反应iCoO2+6C=CoO2+LiC6。


电池为何会有使用寿命?


充电的速度由允许的化学反应速度决定,根据实验数据和理论证明,锂离子电池的充电电流在1C以内对电池无任何的损伤。超过2C的电流会造成轻微的容量下降,5C的充电会有明显的容量减少现象。


容量减少重要是因为电池内部物质生成结晶导致化学物质的减少。大电流充电少数几次看不出对电池的伤害,但是数十次后你就了解电池的容量下降而且这个是无法逆转的。


所以建议我们的模友老老实实把充电电流控制在1C以内,这样对电池好。


五、放电电流建议倍率二分之一以内,最大不超规定值。


放电的原理和充电刚好是一个反向的化学反应。其过放影响、超倍率的影响与充电原理相同。经过我们多次实验。一般电池的放电电流不超其最大电流的一半,况且也几乎没有普通用户超过其最大电流一半的情况发生。


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