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簡(jiǎn)述18650鋰離子電池的充電過(guò)程及原理

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1199次  |  2021年02月19日  

1、18650鋰離子電池的充電過(guò)程


有些充電器使用廉價(jià)的方法實(shí)現(xiàn)的,在控制精度上不夠好,容易造成電池充電異常,甚至損壞電池。選購(gòu)充電器的時(shí)候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器,質(zhì)量和售后有保證,延長(zhǎng)電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護(hù):短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、電池反接保護(hù)功能等。過(guò)充電保護(hù):當(dāng)充電器對(duì)鋰離子電池過(guò)充電時(shí),為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,需終止充電狀態(tài)。


為此,保護(hù)器件需監(jiān)測(cè)電池電壓,當(dāng)其到達(dá)電池過(guò)充電壓時(shí),即激活過(guò)充電保護(hù)功能,中止充電。過(guò)放電保護(hù):為了防止鋰離子電池的過(guò)放電狀態(tài),當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過(guò)放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí),即激活過(guò)放電保護(hù),中止放電,并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。過(guò)電流及短路保護(hù):當(dāng)鋰離子電池的放電電流過(guò)大或短路情況出現(xiàn)時(shí),保護(hù)器件將激活過(guò)電流保護(hù)功能。


鋰離子電池充電控制是分為兩個(gè)階段的,第一階段是恒流充電,在電池電壓低于4.2V時(shí),充電器會(huì)以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段,當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V時(shí),由于鋰離子電池特性,假如電壓再高,就會(huì)損壞,充電器會(huì)將電壓固定在4.2V,充電電流會(huì)逐步減小,當(dāng)電流減小到一定值時(shí)(一般是1/10設(shè)置電流時(shí)),切斷充電電路,充電完成指示燈亮,充電完成。


鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入;過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。


2、18650鋰離子電池的充電原理


鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。


同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。


不難看出,在鋰離子電池的充放電過(guò)程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛(ài)的名字搖椅式電池。


六、18650鋰離子電池為何有爆炸歷史


18650電池絕大多數(shù)使用鋼殼封裝,質(zhì)量不過(guò)關(guān)的電池由于沒(méi)有保護(hù)功能,在過(guò)充(過(guò)度充電)的情況下,會(huì)使其內(nèi)部壓力驟增,當(dāng)超過(guò)承受值時(shí),便會(huì)爆炸。而短路、溫度過(guò)高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問(wèn)題都可能會(huì)引起電池爆炸。


經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展,18650電池制備工藝已經(jīng)非常成熟,除了性能有了極大提升之外,其安全性也非常完善。為了防止密封的金屬外殼發(fā)生爆炸,現(xiàn)在18650電池都會(huì)在頂部配有一個(gè)安全閥,安全閥是每一顆18650電池的標(biāo)配,也是最重要的一道防爆屏障。


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