磷酸铁锂电池需要保护板吗?
磷酸铁锂电池需要保护板,保护板电路能分别检测串联电池组中每只电池的电压和电流,控制电池组的充放电过程。电池组中每只电池的电压均在过充检测电压和过放检测电压之间,并且输出无短路现象时,MOS管导通,P+、P-输出电池组电压,允许电池组进行充放电作业。另外保护板还具有电池组过放保护、过充保护、过流保护、短路保护等功能。
如何正确为磷酸铁锂电池充电
首先我们需要了解磷酸铁锂电池LiFePO4作为电池正极的结构和工作原理,由铝箔和电池正极连接,中间是聚合物隔膜,它把正负极分开,但锂离子能通过,电子不能通过,右侧由碳(石墨)电池负极组成,由铜箔与电池负极连接。电池的上端和下端之间是电池的电解液,它被封闭在金属外壳中。磷酸铁锂电池充电时,正极中的锂离子通过聚合物隔膜迁移到负极,在放电过程中,负极中的锂离子通过隔膜迁移到正极。锂离子电池以在充电和放电过程中来回迁移的锂离子命名。
电池充电时,锂离子从磷酸铁锂晶体表面迁移到晶体表面,在电场力的作用下,进入电解液,通过隔膜,再通过电解液到达石墨晶体表面,然后嵌入石墨晶格中。同时,电子流经导电体流向正极铝箔组装电极,通过极耳、电池极柱、外电路、负极柱、负极流向负极的铜箔收集液,再通过导电体流向石墨负极,使负极电荷达到平衡。锂离子从磷酸铁锂中解嵌后,磷酸铁锂转化为磷酸铁。
电池放电时,锂离子从石墨晶体中流出,进入电解液,通过隔膜,再通过电解液迁移到磷酸铁锂晶体表面,再重新表面嵌入晶格中的磷酸锂。同时,电池通过导电体流到铜箔收集电极的负极,通过极耳、电池负极柱、外电路、正极柱、正耳流向电池正极铝箔收集液,再通过导电体流向磷酸铁锂正极,使正电荷达到平衡。
注意:再次提醒磷酸铁锂电池在使用中应注意防水防尘,因此存放处不能有水,这会影响电池的性能和使用寿命。
磷酸铁锂电池组的充电建议使用CCCV充电方法,即恒流量和恒压。恒流量建议0.3C。建议恒压3.65。即恒流时0.3C电流充电,当电池电压达到3.65V时,以3.65V恒压充电,当充电电流低于0.1C(或0.05C)时停止充电,即电池充满电。用配重电源充电时,还要看充电电流,建议不要用过高的电压充电,调整电压,保证充电电流在0.5C以下,这样对电池有好处。
一般磷酸锂电池充电上限电压3.7至4V,放电下电压2至2.5V,综合考虑放电容量、放电介质电压、充电时间、恒流容量百分比、安全性这5个方面,采用恒流恒压充电方案对于磷酸铁锂电池组,充电极限电压设定为3.55至3.70V,推荐值为3.60至3.65V,放电下限电压为2.2V至2.5V。
磷酸锂电池组的充电器与普通锂电池不同。锂电池的最大终止充电电压为4.2伏,而磷酸锂电池组为3.65伏。磷酸铁锂电池组充电,是平衡充电板线,一般从两端直接串联整体充电,充电器电压大于电池组电压。线路检测每个单元核心的电压,相当于一个并排的稳压器,单次充电电压不超过调节值,而其他单元电池继续通过稳压器旁路充电。
因为此时每个单元的功率都接近满,只是平衡每个单片,所以充电电流很小,补充了每个铁芯的平衡。充电器只能是保护整个电池组的结束电压,平衡充电板是保证每个单元过充并且每个单元都充满,不能因为有充电芯充满而导致整个锂电池组停止充电。
磷酸铁锂电池组的充电方法
(1)恒压充电方式
充电过程中,充电电源的输出电压保持恒定。随着磷酸铁锂电池组充电状态的变化,充电电流自动调节,如果规定的恒压值合适,不仅可以保证动力电池的充分充电,还可以最大限度地减少脱气和失水。这种充电方式只考虑了电池电压单一状态的变化,并不能有效反映电池的整体充电状况。其启动充电电流过大,往往会对动力电池造成损坏。由于这个缺点,很少使用恒压充电。
(2)恒流充电方式
通过在整个充电过程中调节输出电压来保持充电电流恒定。保持充电电流不变,其充电速率相对较低。恒流充电控制方法简单,但由于锂电池组的可接受电流容量随着充电过程逐渐降低,到充电后期,动力电池的功率容量降低,充电电流利用率大大降低。这种方法的优点是操作简单、方便、易于实现,充电功率易于计算。
(3)恒流恒压充电方式
这种充电方式是上述两种的简单组合。第一阶段采用恒流充电方式,避免了恒压充电开始时的充电电流。第二阶段采用恒压充电方式,避免恒流充电时出现过充现象。磷酸铁锂电池组与任何其他密封充电电池一样,应控制充电,不宜过度充电,否则容易损坏电池。磷酸铁锂电池一般采用先恒流后限压的充电方式。
(4)斩波器充电方式
采用斩波器方式充电。在这种方法下,恒流源的电流不变,并且控制开关管使其打开一段时间然后关闭一段时间,来回循环,这种方法的优点是当通过外部电路给电池充电时,电池内部的离子产生需要一定的响应时间,如果连续充电,可能会降低其容量的潜力。而充电一段时间后,加上一个关机时间,可以让电池的极性离子有一个扩散过程,让电池有一个“消化”的时间,这将使电池利用率大大提高,提高充电效果。
文章整理自:乾莱信息咨询、驰普集团
-
电池充电
+关注
关注
9文章
463浏览量
74279 -
磷酸铁锂电池
+关注
关注
28文章
507浏览量
21325 -
电池保护板
+关注
关注
5文章
49浏览量
15709
发布评论请先 登录
相关推荐
评论