锂电池工作原理：充电及放电机制原理解析资料下载

电池充电最重要的就是这三步： 第一步：判断电压 第二步：判断 3V 第三步：判断电压>4.2V，恒压充电，电压为4.20V，电流随电压的增加而减少，直到充满。 一、锂电池 1、简述锂电池以及工作原理  锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电 池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等。   目前锂电池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”。锂电池的冲放电不是通过传统的方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入，发生能量变化。在正常冲放电情况下，锂离子的出入一般只引起层间距的变化，而不会引起晶体结构的破坏，因此从冲放电反映来讲，锂离子电池是一种理想的可逆电池。在冲放电时锂离子在电池正负极往返出入，正像摇椅一样在正负极间摇来摇去，故有人将锂离子电池形象称为摇椅电池。   我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。 具有工作电压高比能量大循环寿命长自放电率低无记忆效应等优点。 2、锂电池日常使用过程中的常识   （1）、误区：“电池激活，前三次充电12小时以上”   对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充 12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。经过抽样调查，可以看出有相当一部分人混淆了两种电池的充电方法。   锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，所查阅过的所有严肃的正式威廉希尔官方网站 资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。   （2）、 不益长时间充电、电池完全用完再充电   锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。如果锂电池在充满后，放在充电器上也是也不再充电。   超常时间充电和完全用空电量会造成过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。   （3）、电池寿命   关于锂离子电池充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下(DOD是放电深度的英文缩写)：   循环寿命 (10％DOD)：> 1000次   循环寿命 (100％DOD)：> 200次   从上面数据可见，可充电次数和放电深度有关，10％DOD时的循环寿命要比100％DOD的要长很多。当然 如果折合到实际充电的相对总容量10％*1000=100，100％*200=200，后者的完全充放电还是要比较好一 些。但是锂电池的寿命主要体现在充放电周期上，这个周期是一个绝对概念，上次使用了30％电力，充满电，下次又使用了70％的电力，又充满电，这个刚好是 一个充电周期。所以还是遵循锂电池发明者的口号“即用即充，即充即用”的方法使用锂电池。   （4）、定期深度充放电进行 电池校准   锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、 温度、ID 、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当 的值。 二、锂电池的充电方式是限压横流方式   主要分三步完成：   第一步：判断电压   第二步：判断 3V   第三步：判断电压>4.2V，恒压充电，电压为4.20V，电流随电压的增加而减少，直到充满。   其实今天我就是这一点有些不懂，在网上查了一下，然后上面那些做为常识了解。   充电开始时，应先检测待充电电池的电压，如果电压低于3V，要先进行预充电，充电电流为设定电流 的1/10，一般选0.05C左右。电压升到3V后，进入标准充电过程。标准充电过程为：以设定电流进行恒流充电，电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为4.20V。此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至设定充电电流的1/10时，充电结束。   一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。   术语解释：充放电电流一般用C作参照，C是对应电池容量的数值。电池容量一般用Ah、mAh表示，如M8的电池容量1200mAh，对应的C就是1200mA。0.2C就等于240mA。   下面是锂电池典型充电曲线图： 三、锂电池的放电，对电池来说，正常使用就是放电过程   锂电池放电只需要注意很少的几点：   1、放电电流不能过大， 过大的电流导致电池内部发热，有可能会造成永久性的损害；   2、绝对不能过放电！锂电池最怕过放电，一旦放电 电压低于2.7V，将可能导致电池报废。   下面是一般锂电池的典型放电曲线图： 从典型放电曲线图上可以看出，电池放电电流越大，放电容量越小，电压下降更快。 所以，一般情况下电池大负荷工作后，减少负荷会出现电压回升现象，就是所说的“回电”现象。 给个图看看，这个放电曲线图在放电过程中停了一下，出现了“回电”。 (mbbeetchina)