锂离子电池工作及充电原理解析

2023-02-08      760 次浏览

锂离子电池工作原理


锂离子电池是以金属锂做负极活性物质的电池总称,它一般指的是一次锂离子电池,不可进行循环充电,且易出现枝晶引起爆炸,因此很少使用于日常电子产品。锂离子电池充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极集中,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。


锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。


同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。


锂离子电池充电原理


锂离子电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。新增其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压测试、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。


锂离子电池一般会要求充电过程按涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止四个阶段,进行管控。


锂离子电池的充电方式是限压恒流,都是由IC芯片控制的,典型的充电方式是:先测试待充电电池的电压,倘若电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入标准充电过程。

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