電池_初識鋰電池——手機、電池、充電器三件套之電池篇1

鋰電池因其出色的能量密度,被廣泛應用於各種便攜設備上。電池主要由電芯,控制保護電路,外殼引線等組成。

鋰電池的電壓過高或者過低都會造成嚴重問題。根據實際使用情況,劃分了鋰離子電池電壓的幾個區域,不同的電芯製造商雖有區別但區別不大。

               

爲了保護電池工作在正常的工作區域,如3.0V- 4.2V,電池內部通常都需要對應的保護電路對電芯進行監測和控制。

如下圖所示,充電時,當保護電路檢測到電芯電壓高於充電限制電壓時,會自動切斷充電迴路;反之,放電時,當檢測到電芯電壓地獄放電終止電壓時,會自動切斷放電迴路。

                            

 

因此,保護電路的電壓檢測精度直接影響着鋰電池是否工作在正常使用區。 此外,電池充電終止電壓的高低對電池循環充電次數及電池的容量有非常大的影響。由下圖可知,電池充電終止電壓由4.2V變爲4.3V時,電池循環充電次數減少70% 但電池容量增加了25% 所以充電終止電壓高循環次數減少,反之,充電終止電壓低 電池容量小。 保護電路需要嚴格、準確的控制電池充電終止電壓就非常的重要。

                  

                        充電終止電壓對循環次數影響                          充電終止電壓對 電池容量的影響

 

電池的另外一個核心部分就是電池電芯,鋰電池的電芯起到電能和化學能相互轉換的作用。充電時,將外部的電能轉換爲化學能進行存儲; 放電時,將化學能轉換爲電能提供電量。衡量電芯的參數主要有存儲電量的大小,通常也稱爲電池的容量,用mAh表示。除了容量之外,還有一個重要參數決定是否能夠將電池存儲的電量全部有效的釋放,這個參數就是電池的內阻。

 

關於電池內阻對電池的充電、放電的影響,我們以以下兩組實例給大家介紹:

                      

給一塊電壓3.7966V的電池放電,當放電電流爲-1A時,此時電池的電壓下降到3.3V;而當放電電流爲-2A時,電池電壓再次下降到2.77V,此時手機等用電設備就會關機,導致電池內部電量無法釋放出來。

                       

同樣,給一塊電壓爲3.6V的電池充電,當充電電流爲1A時,電池電壓上升至3.95V,當充電電流爲2A時,電池電壓再次上升至4.24V,此時就超出了電池的充電終止電壓,電池會切斷對應的充電迴路,因此無法對電池進行充電。

 

無論是對電池進行放電,還是對電池進行充電, 電池自身有一種勢力阻止電池的放電或充電,這就是我們通常說的電池內阻。 電池內阻越大,相同的電流條件下,充電或放電時電壓的上升或下降就越大。 通常電池的內阻會隨着充放電的循環次數逐漸變大,導致電池的充電及放電電量越來越少,這就是爲什麼大家的手機待機時間會越來越短。

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