电池充电的关键三步与锂电池的工作原理详解

电池充电的关键三步与锂电池的工作原理详解

电池充电最重要的三个步骤是：

步骤 1：确定电压

第二步：判断3V4.2V，恒压充电，电压4.20V，随着电压升高电流减小直至充满。

1.锂电池

1.简述锂电池及其工作原理

锂离子电池自1990年问世以来，凭借其优异的性能得到了迅速的发展，在社会上得到了广泛的应用。凭借着其他电池无法比拟的优势，锂离子电池迅速占领了手机、笔记本电脑、小型相机等众多领域。

锂电池普遍公认的基本原理就是所谓的“摇椅理论”。锂电池的充放电并不是通过传统方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层间材料晶体中的进出，从而引起能量的变化。在正常的充放电条件下，锂离子的进出一般只会引起层间间距的变化，而不会对晶体结构造成破坏。因此，从充放电反应的角度看，锂离子电池是一种理想的可逆电池。在充放电过程中，锂离子在电池的正负极之间来回穿梭，就像一把摇椅在正负极之间来回摇摆一样，所以有人形象地把锂离子电池称为摇椅电池。

我们常说的锂离子电池的优点，是相对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）、镍氢电池（Ni/MH）而言的，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点。

2、锂电池日常使用常识

（1）误区：“电池激活前三次需要充电12小时以上”

关于锂电池“激活”的问题，很多人说充电时间一定要在12小时以上，反复三次，才能激活电池。这种“前三次充电必须充电12小时以上”的说法，显然是从镍电池（如镍镉、镍氢）继承下来的说法。所以这种说法可以说从一开始就是一个误解。经过抽样调查，可以看出，有相当一部分人混淆了两种电池的充电方式。

锂电池和镍电池的充放电特性有很大不同。我查阅过的所有严肃的正规技术资料都强调，过充过放对锂电池，特别是液态锂离子电池的伤害很大。所以最好按照标准时间、标准方法充电，尤其不要充电超过12小时。通常手机说明书上介绍的充电方法就是适合该手机的标准充电方法。

（2）不宜长时间充电，应将电池充分使用后再充电。

锂电池手机或充电器在电池充满电后会自动停止充电，不存在像镍电池充电器那样持续10多个小时的所谓“涓流”充电，锂电池如果充满电了，即使放在充电器上也不会充电。

充电时间过长或将电池完全耗尽，都会导致过度充电和过度放电，从而对锂离子电池的正极和负极造成永久性损坏。从分子水平上讲，过度放电会导致负极碳释放过多的锂离子，导致其层状结构崩塌。过度充电会迫使过多的锂离子进入负极碳结构，使得部分锂离子无法再释放。

（3）电池寿命

锂离子电池充放电循环实验表，其中循环寿命的数据如下（DOD是放电深度的缩写）：

循环寿命（10%DOD）：>1000次

循环寿命（100%DOD）：>200次

从上面的数据我们可以看出，充电次数和放电深度有关，10%DOD下的循环寿命比100%DOD下的循环寿命长很多。当然如果把实际充电的相对总容量换算成10%*1000=100次，100%*200=200次，还是后者的完全充放电更好一些。但是锂电池的寿命主要体现在充放电的循环次数上，这个循环是个绝对的概念，上一次用了30%的电量，就充满电了，下一次用了70%的电量，又充满电了，这正好是一个充电循环。所以，最好按照锂电池发明者的口号“随用随充，随充随用”来使用锂电池。

（4）定期进行深度充电和放电来校准电池

锂离子电池通常配有管理芯片和充电控制芯片。管理芯片包含一系列寄存器，存储容量、温度、ID、充电状态、放电次数等值。这些值在使用过程中会逐渐发生变化。使用说明中“每月一次完全充放电”的主要目的应该就是为了纠正这些寄存器中不合适的值。

2、锂电池充电方式为限压横流法

主要通过三步完成：

步骤 1：确定电压

第二步：判断3V4.2V，恒压充电，电压4.20V，随着电压升高电流减小直至充满。

其实这是我今天没有太明白的一点，所以就上网查了一下，就把上面的信息当成了常识。

开始充电时，应先检测待充电电池的电压，若电压低于3V，应先进行预充电，充电电流为设定电流的1/10，一般为0.05C左右。电压升到3V后，开始标准充电过程。标准充电过程为：以设定电流恒流充电。当电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，充电电压维持在4.20V，此时充电电流逐渐减小，当电流降至设定充电电流的1/10时，充电完成。

一般锂电池的充电电流设置在0.2C~1C之间，电流越大，充电越快，电池发热量也越大，而且电流过大，容量也会充满不完，因为电池内部的电化学反应需要时间，就像倒啤酒一样，如果倒得太快，会产生泡沫，不够饱满。

术语解释：充放电电流一般用C表示，是电池容量对应的数值，电池容量一般用Ah或者mAh表示，比如M8的电池容量对应C，0.2C等于240mA。

以下是锂电池的典型充电曲线：

3.锂电池的放电。对于电池来说，正常的使用就是放电过程

放电锂电池时只需注意以下几点：

1、放电电流不能太大，过大的电流会导致电池内部发热，可能造成永久性损坏。

2、千万不要过放！锂电池最怕过放，一旦放电电压低于2.7V，电池就可能报废。

下面是一般锂电池的典型放电曲线：

从典型的放电曲线可以看出，电池放电电流越大，放电容量越小，电压下降越快。

因此，正常情况下，电池在大负载下工作之后，当负载减小时，电压就会回升，这就是所谓的“电量恢复”现象。

这是一张图。这个放电曲线在放电过程中会暂停，然后发生“再充电”。