合適的充電方式不僅能夠最大限度的發(fā)揮電池的容量,而且可以延長電池的使用壽命.這種影響重要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

(1)電壓的影響.一方面,在充電過程中要嚴(yán)格控制電池電壓不能超過充電限制電壓,超過充電限制電壓稱為過充,輕微過充多次會(huì)導(dǎo)致電池容量減小,電池發(fā)生變形,過充嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸.另一方面,在充電結(jié)束后,應(yīng)使電池電壓盡量接近滿充電壓,否則會(huì)導(dǎo)致電池容量大大降低。

(2)電流的影響.鋰離子電池可接受的充電電流是有限的,若充電電流高于這個(gè)上限值,會(huì)造成電池中電解液發(fā)生析氣反應(yīng),大量發(fā)熱,使電池溫度急劇上升。

(3)溫度的影響.鋰離子電池溫度過高,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生一系列反應(yīng),電池可能爆炸,因此在充電過程中,要及時(shí)監(jiān)測電池溫度情況并對其加以控制。

選擇合適的充電方法可以提高充電效率,延長使用壽命.鋰離子電池的充電方法有很多種,常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流/恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

1.1恒定電壓充電法

恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對電池進(jìn)行充電.在這個(gè)過程中,充電電流滿足公式:I=(U–E)/R(式中:I為充電電流,U為充電電壓,E為電池電壓,R為充電回路電阻)。

在充電初期,由于電池電勢較低,因此充電電流較大,隨著充電過程的進(jìn)行,電池電勢逐漸升高,充電電流逐漸減小.恒壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,而且充電電流比較接近可接受充電電流,具有一定的自適應(yīng)性,但在充電初期電流比較大,有可能造成電池溫度上升過快,對電池帶來不利影響。

1.2恒定電流充電法

恒定電流充電法是指在充電過程中全程以恒定不變電流進(jìn)行充電.鋰離子電池的充電可接受電流隨著充電時(shí)間呈指數(shù)規(guī)律下降,而充電電流保持不變,若充電電流較大,在恒流充電后期可能出現(xiàn)充電電流超過可接受電流而導(dǎo)致電池電解液發(fā)生析氣反應(yīng),但若充電電流太小,就會(huì)延長充電時(shí)間,降低充電效率。

以上兩種方法都比較簡單,也都有很多不足之處.恒壓充電初期電流過大而恒流充電后期電流過大,因此,可采用先恒流后恒壓的充電方法以克服這兩種方式在這兩個(gè)階段的弊端。

1.3恒流/恒壓充電法

這種充電方法將充電過程分為三個(gè)階段.如圖1所示。

(1)預(yù)充階段.接通直流電源后,當(dāng)檢測到電池時(shí),充電芯片啟動(dòng),進(jìn)入預(yù)充過程,在此期間充電控制器以較小的電流給電池充電,使電池電壓、溫度恢復(fù)到正常狀態(tài)。

(2)恒流充電階段.在充電初期,充電電路以恒定的電流對鋰離子電池充電,一般鋰離子電池大多選用標(biāo)準(zhǔn)充電速率.恒流充電時(shí),電池電壓將緩慢上升,一旦電池電壓達(dá)到所設(shè)定的終止電壓,恒流充電終止,進(jìn)入恒壓充電過程。

(3)恒壓充電階段.在恒壓充電過程中,充電電流逐漸衰減,當(dāng)監(jiān)測到充電電流降到設(shè)置值以下,或滿充時(shí)間超時(shí)轉(zhuǎn)入頂端截止充電,此時(shí)充電控制器以極小的充電電流為電池補(bǔ)充能量,一般情況下,該過程可以延長電池5%~10%的使用時(shí)間。