锂离子电池的充放电特性
电池的充电过程是一个凌乱的电化学变化过程,其凌乱性能如下:
(1)影响电池充电的因素很多,且具有多个变量,如极板浓度、电介质、极板活性物质、充电环境温度等,这些都直接影响电池所能接受的最大充电电流。
(2)非线性一般来说,充电过程中充电电流随充电时间呈指数递减,而不是简单地以恒流或恒压控制整个充电过程。
(3)凌乱的电化学即使是同一类型的电池具有相同的容量,与它们各自使用的放电历史不相同,剩余的电量不相同,充电的接受能力也相差很大。
作为给水下机器人供电的电池组,其充放电过程由于工作环境的杂乱而更加无序。特别是过充过放会对电池的结构造成不可逆的损害,严重影响电池的健康和功能。锂离子电池技能与传统电池技能相比具有很大的功能优势,但对监控系统的要求也更高。
假如控制不当,不仅会损坏电池结构,而且还会有危险。
锂离子电池的标称电压为3.6v,充电电压为4.2v,对过充和过放电非常敏感。为了减少过充、深放电和短路所造成的损害,有必要严格限制单个锂离子电池的充电电压。
不同可能有不同容量的电池,容量相同的数值叫做1c.锂离子电池在不同充电和放电功率流有不同的特点,所以其充电和放电特性的讨论,使用正确的充放电控制,对提出的使用安全保护措施和地位具有伟大的理论和意义。
锂离子电池充电时具有以下特点:
(1)充电前半段,充电电压逐渐升高。
(2)当电压达到4.2v时,内阻发生变化,电压不变。
(3)在整个过程中,电量不断新增。
(4)充电电流接近溢流时会达到一个小值。
经过多年的讨论,找到了一种更好的充电控制方法:
(1)先用恒流充电,使电压基达到4.2v。安全电流小于0.8c。
(2)恒流相基底可达到电量的80%。
(3)改为恒压充电,电流逐渐减小。
(4)当电流达到小值(如0.05c)时,电池达到溢出状态。
这种恒流-恒压充电方式能很好地达到电池的充放电状态,且不损伤电池,已成为锂离子电池的重要充电方式。但是,在电池电压一直很低的情况下,锂离子在电池中的活性就减弱了,假设此时带着比较大的电流充电,也可能会对电池造成损伤。就像人在剧烈运动前必须热身相同,锂离子的活动也应该逐渐被激活。脉冲充电法可用于电池的低压段,有利于将电池电压激活到3.0V以上,然后选择恒流恒压充电法,有利于保护电池。