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谁能解释一下锂电充电为什么要先恒流再恒压?
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谁能解释一下锂电充电为什么要先恒流再恒压?恒压的目的是什么?恒压后为什么电流变小?新手,希望虫友们不吝赐教!呵呵 |
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| 帖子挺老了,但是后面的同学可能会搜到这个帖子。我结合实际商用的情况讲一下这个原因。大家有没有考虑过,为什么锂电池的行业标准是3.7V或者4.2V?不同的厂家添加的正负极材料和电解质的量是不同的,而电极的电动势,却是和正负极材料以及电解质的量有关的,既然这样每个厂家的电动势应该不同啊。大家应该知道,锂电池的电动势其实是由锂离子的浓度决定的,锂电池组装后,一开始负极材料是没有Li元素的,如果仅仅电解质和正极材料有Li元素,当然是不能构成锂离子的电化学反应的。所以在电池组装完成后,第一个事情就是充电,生产上叫化成,也就是激活的意思。通过外加电压,将正极材料的Li离子迁移一部分到负极材料,然后才能发生原电池反应。由于正极材料的Li离子已经足够多了,当采用一定的电流或者电压化成时候,迁移一部分到负极,也就是说,一定的条件下迁移到负极的锂离子是一定的,那么正负极的电动势技就能确定了。这就是锂电池电压大都一样的原因。我接下去说说化成的具体过程,以我们公司为例,一般一个客户要求是2000mAh,4.2V的锂电池,化成时大体过程是2000mA的恒流充电30-40分钟,接着恒压4.2V充电一段时间(这个过程电流从2000mA降至50mA,当然也不一定是50,有些产品可能是20)。这里还有一个问题,既然我们前面说了相同的激活条件,不同公司不同批次的产品,最后电池储存的电量是一样的,比如2000mAh,但是我们不能保证每一个产品经过生产后是完全一样的,也就是说同样的条件激活后,我们把每个电池都激活至2000mAh,其实最后的电压是有点轻微区别的,比如有些是4.19有些是4.21V,这些都是没关系的。这就是电池激活,其实也是首次充电的过程。 |
30楼2014-10-20 13:08:57
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| 至于为什么要先恒流后恒压。首先要说的是,其实恒流和恒压,基本原理是一样的,都是激活而已,通过我们前面说的,都是通过电流充入电子而已,只是恒压过程是电流变化的。当你恒流时候,你就可以以稳定且较大的电流使反应进行,2000mAh为例,我们就可以以2000mA的大电流充入。随着反应的进行到一定程度,大约在30-40min时候,电极表面生成一层膜,造成了内阻的增大,以及内阻极化的明显增大,造成电极电势的偏离。这时候就要改用恒压充电,也就是之前说的4.2V,随着充电的进一步进行,反向电动势开始变大,整个电路的总电动势在减小,电路电流减小,从极化曲线可以看出,电流减小,极化电压变弱。加入我们一直以2000mA的电流充电1H,虽然我们可以激活到2000mAh的电量,但是我们得到的可能是极化非常严重的电极。但是在要出现内阻极化前一瞬间改用恒压,这种趋势偏离程度变弱不少。再说一下为什么先恒流后恒压。其实重点在于为什么后恒压,恒压4.2V放在最后,才能精确控制充电终止电压在4.2V终止,防止过充。 |
31楼2014-10-20 13:21:38
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| http://baike.baidu.com/view/10304417.htm?fr=aladdin这里是一张恒流恒压的充电坐标图。有一点忘了说了,哪个同学看到回复也许还有疑惑。大家可以看到,恒流充电到4.2V时还会恒压4.2V充电一段时间。有些人可能想问,继续充入电量,Li离子浓度变大, 岂不是不能保持4.2V了?其实在电电压达到4.2V的短时间内,只是离子大多数是在电极表面,只是电极表面的浓度满足电势而已,假如这时候停止充电,一段时间后经过充分扩散,电势将低于4.2V,因此还需要继续充电,当然对于2000mAh的电池来说,一般在恒压下电流为50mA时,差不多已经扩散完全,能稳定在4.2V左右。何况,一旦扩散完全,外电压也就4.2V,计算此时不拔掉充电器,也不会过充。至于为什么是降到50mA时差不多完成了充电,这是行业的实验测定的,所以很多充放电保护电路一般将这个电压定为50mA停止充电。 |
32楼2014-10-20 13:44:14
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