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為什么鋰電池充電先要預充電?

發布時間:2023-11-24

? ? ? ?離子電池為何要預充電?對于很多鋰電同行來說,并不理解為何鋰離子電池充電先要預充電?業界已經形成了對鋰離子電池進行充電時的四階段策略:預充電、恒流充電、恒壓充電和充電終止。本文就一起來探討一番。

 

 

01鋰離子電池為何要預充電?
? ? ? ?首先,鋰電池充電需要保證電池中的所有電芯能夠充分充電,從而讓電池能夠充滿電。但是由于每一個電芯的電阻、電容等參數不盡相同,因此在普通充電狀態下,有些電芯充滿電了,而有些卻沒有。這就會導致鋰電池容量的降低,影響電池的續航時間和壽命。而預充電就是為了解決這個問題。預充電是在實際充電前,對電池進行一定的處理,讓電池中所有的電芯達到相同的充電水平。這樣就可以使鋰電池的容量大大增加,提高其使用壽命。? ? ? ?其次,預充電還可以檢測鋰電池是否存在潛在的安全問題。在電池使用前,電池內部可能存在散料或者結晶的物質,這些物質可能會導致電池內部發生短路、漏電等安全問題。通過預充電,可以為這些潛在的安全問題提供一個檢測的機會,確保鋰電池在使用過程中不會發生安全事故。? ? ? ?對鋰離子電池生產廠家來說,在電池設計中都內置線路保護板,通常情況下電池過充過充的幾率很少,但假如電池起先不預充,會帶來很多方面的隱患,如保護板失效、長時間放置的自放電率等,當電池過放會導致活性物質的恢復困難,此先以小電流充到2.5V至3.0V,再轉換成快充,預充電小電池可以有效解決過放電池的充電問題。

? ? ? ?鋰離子電池工作時的電壓從2.5V到4.2V。當電壓低于2.5V時,電池放電終止。同時,由于放電電路是閉合的,內部保護電路的電流損耗被最小化。當然,由于實際應用中當事人不同,不同的是因人而異。內部材料,放電終止電壓可在2.5V-3.0V范圍內,當電壓超過4.2V時,終止充電電路,保護鋰離子電池安全;而當單體電池的工作電壓下降到3.0V以下時,我們可以認為是過度放電狀態,放電電路被終止,以保護電池安全。

? ? ? ?一些消費者認為,為了快速充滿電,使用大電流來快速充電。這種想法是一種誤解。充電電流越大越好。流動恒壓充電過程通常是4.2V,恒流的設定值是0.1C到1C。雖然大電流的充電時間會縮短充電時間,但也會造成電池壽命周期的縮短和容量的降低。

? ? ? ?因此,武漢中電通建議大家正確認識鋰離子電池預充電的重要性,且選擇恰當的恒流值為電池進行充電。

02鋰電池充電過程
? ? ? ?鋰離子電池的充電過程可以分為四個階段:涓流充電(低壓預充)、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。? ? ? ?鋰電池的充電方式是限壓恒流,都是由IC芯片控制的,典型的充電方式是:先檢測待充電電池的電壓,如果電壓低于3V,要先進行預充電,充電電流為設定電流的1/10,電壓升到3V后,進入標準充電過程。標準充電過程為:以設定電流進行恒流充電,電池電壓升到4.20V時,改為恒壓充電,保持充電電壓為 4.20V。此時,充電電流逐漸下降,當電流下降至設定充電電流的1/10時,充電結束。

 

 

 

 

 

? ? ? ?階段1:涓流充電——涓流充電用來先對完全放電的電池單元進行預充(恢復性充電)。在電池電壓低于3V左右時,先采用最大0.1C的恒定電流對電池進行充電。? ? ? ?階段2:恒流充電——當電池電壓上升到涓流充電閾值以上時,提高充電電流進行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至 1.0C之間。恒流充電時的電流并不要求十分精確,準恒定電流也可以。? ? ? ?在線性充電器設計中,電流經常隨著電池電壓的上升而上升,以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問題。大于1C的恒流充電并不會縮短整個充電周期時間,因此這種做法不可取。當以更高電流充電時,由于電極反應的過壓以及電池內部阻抗上的電壓上升,電池電壓會更快速地上升。恒流充電階段會變短,但由于下面恒壓充電階段的時間會相應增加,因此總的充電周期時間并不會縮短。

? ? ? 階段3:恒壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時,恒流充電結束,開始恒壓充電階段。為使性能達到最佳,穩壓容差應當優于+1%。

? ? ? ?階段4:充電終止——與鎳電池不同,并不建議對鋰離子電池連續涓流充電。連續涓流充電會導致金屬鋰出現極板電鍍效應。這會使電池不穩定,并且有可能導致突然的自動快速解體。

03鋰電池充電設備要求
? ? ? ?鋰電池充電設備的基本要求是特定的充電電流和充電電壓,從而保證電池安全充電。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命,簡化充電器的操作,其中包括給過放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流限制、充電完成后關斷充電器、電池部分放電后自動啟動充電等。? ? ? ?快充為便捷,慢充延長壽命。鋰離子電池采用快充方式,迅速達到 80% 的電量,然后轉換至較慢的涓流充電。根據設置和充電設備的不同,充滿最初 80% 電量所用的時間將有所差異。當電池超出建議的溫度時,軟件可能會在電量達到 80% 之后限制充電。這種組合流程不僅能讓你更快地使用設備,同時還能延長電池的壽命。
04CDY-C鋰電池充電機,讓充電更輕松
? ? ? ?武漢中電通為新能源動力鋰電池充電測試提供智能維護儀器設備及完善解決方案,保障鋰電池的安全、續航及壽命等核心需求,為鋰電池應用各階段用戶提供良好服務體驗!? ? ? ?CDY-C鋰電池充電機,可實現對動力電池整個充電過程的智能化控制,具有功率因數高、諧波小、效率高、輕便便攜等特點;具備全自動、恒壓、恒流、涓流充,充滿自動關斷,帶有多種擴展通訊接口(RS232、RS485、CAN、USB)。? ? ? ?具有過壓、欠壓、過流、輸出短路、防反接保護和過熱保護功能。這意味著能更溫和的充電,充電過程中維持的溫度可延長鋰電池的使用壽命,從而降低運營成本。

? ? ? ?CDY-C系列鋰電池充電機覆蓋多個電壓等級系統、不同充電電流需求的全系列產品。適合(叉車/牽引車/觀光車/清掃車/巡邏車/船舶)多種場景下的鋰電池充電場合使用。

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