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命,同时降低充电器的成本。

在使用电池的过程中,我们常会听到电池业者这样的一句话:

“电池使用中坏的少,更

多的是被充坏的

”。这句话我们可以理解为,不正确的充电条件或方法将更容易损害电池、降

低电池的寿命。以

18650 钴酸锂离子电池为例,当充电过温,在 70

℃左右:电解质界面

(SEI)模开始分解并发热;120

℃左右:电解质、正极开始热分解,造成析气并使温度迅速上

升;在到

260

℃左右:电池爆炸。或充电过压,以过压 5.5V 来看,容易使锂金属析出,溶

剂被氧化,温度上升,产生恶性循环,甚至电池着火、爆炸。因此,针对如何充电,我们共
同来探讨下面几个重要的问题。

为什么需要预充功能?

电池工作电压从

2.5V(碳负极电池:3V,电量为 0%)到 4.2V(电量为 100%)。当电压小于

2.5V 时,电池放电终止。同时因为放电回路关闭使内部保护电路的电流损耗也降为最低。当
然,实际应用中由于不同的内部材质,放电终止电压可在

2.5V-3.0V 范围。当电压超过 4.2V

时,充电回路终止,以保护电池安全;而当单体电池工作电压降到

3.0V 以下,我们即可认

为过放电状态,放电回路终止,以保护电池安全。所以电池不用时,应将电池充电

20%的电

量,再进行防潮保存。

由于锂离子电池具有较高的能量比,因此在电池使用中要严格避免过充,过放的现象。

过放会导致活性物质的恢复困难,此时如果直接进入快速冲电模式

(大电流),会对电池产

生损害,影响使用寿命并可能因此带来安全隐患。先以小电流

(C/10)充到 2.5V 至 3.0V,再

转换成快充是必要的。

虽然目前锂离子电池在应用中都带有保护板,在通常的情况下,发生过放的几率会很

小,但不加预充功能,在这两种情况下的情况还是可能带来过放的隐患。一是保护板失效,
二是长时间放置

(5%-10%/月)的自放电率。因此小电流预充可以有效解决过放电池的充电问

题。

但是,充电电流并非越大越好。以单体锂离子电池为例,它的充电方式都包括恒流、恒

压充电过程,恒压通常为

4.2V(以 LiCoO2 电池为例),恒流设置值为 0.1C~1C。虽然大电流

的充电会缩短充电时间,但也会造成电池生命周期的缩短和容量的降低,因此我们需选择
恰当的恒流值进行充电。

下面是一个

4.2V/900mAHLiCoO2 电芯的不同电流充电与电池容量的关系曲线(图 1),

我们可以看出大约

500 个充放周期后,小电流充电的电池容量明显大于大电流充电的电池

容量。

恒压充电时的电压精度要求

作为高能量密度电池,过充会对锂离子电池造成很大的危害,有可能会膨胀漏液甚至

发生爆炸。而且过充容易造成电池里面的电解物质加快反应而造成电池的使用寿命减短,因
此准确的恒压值充电对锂离子电池的使用寿命而言有着重要的意义。

为了更充分地充满电,要保证恒压值和终止电压值的精度在

1%之内。以钴酸锂离子电

池为例,最好能尽可能接近

4.2V,但又不超过 4.2V,这种高精度的电压充电法,可以减少