为什么手机电池要选择锂离子电池呢?和传统电池相比,锂离子电池充电更快,待机时间更长,重量更轻,功率密度更大,寿命更长。但我们需要知道一些有关知识才能让它更好地工作。
锂离子电池循环充放电会导致内部腐蚀和电解液及电极的退化变质。和铅酸系统类似,锂离子电池充电器大多为限电压充电器,区别在于锂离子电池有更严苛的电压容限,充满电后几乎没有涓流或浮充电流,而铅酸电池的截止电压更灵活。锂离子电池的生产厂家有更严格的充电标准,因为锂离子电池不能承受过电压。所谓的脉冲充电延长电池寿命或提高电池容量这一类神奇的充电器并不存在于锂离子电池的世界中,锂离子是非常“干净”的系统。
将锂离子电池充电至高电压后,电池会变得不稳定。如果给4.2V的电池充电至4.3V,会使得电池正极积淀金属锂,负极材料被氧化,失去稳定性的电池会产生CO2。电池内压力升高,如果保持充电状态,内压达到1000-1380kPa时,保证电池安全的电流切断器(CID)即会切断电流。当压力持续升高到3450kPa时,隔膜爆开脱落,电池可能最终壳体泄漏,伴随燃烧。
一个满电量的电池具有更低的热失控温度,相比于低电量的电池,满电量的电池泄压也更快,因此锂离子电池在低电量状态时更加安全,这也是为何官方要求空运的锂电池30%电量,而不是满电量。
艾德克斯ITS5300测试系统可以设定充、放电任意截止电压,截止充电容量和截止时间,适合电池出货及打包前的预充电。
除了内部电芯的保护,外部保护电路可以防止电芯充电电压超过4.3V。此外,当电池表面温度超过90℃时,保险丝或继电器可以切换电流。此外,为了防止电池过放,当电芯电压低于2.2V时,控制电路也会切断电流回路。
一串电芯需要独立的电压监控,数量越多,保护越复杂。艾德克斯ITS5300可以同时检测多达两百个电芯的电压、交流电阻及温度,可以及时发现电芯间电压的不平衡,并进行自动均充均放,设置截止电压,防止电池的过充和过放。
锂离子电池充电指南