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锂离子电池的主要类型
根据锂离子电池使用的电解质材料不同,锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery,简称LIB)和聚合物锂离子电池(简称PLB)。
锂离子电池(Li-ion)
可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等现代数码产品中使用最广泛的电池,但它比较“吱吱”,在使用过程中不能过充或过放(会损坏电池或导致报废)。 因此,电池上有保护元件或保护电路,以防止昂贵的电池损坏。 锂离子电池充电要求非常高。 为确保终止电压精度在±1%以内,各大半导体器件厂商开发了多种锂离子电池充电IC,以确保充电安全、可靠、快速。
手机基本使用锂离子电池。 正确使用锂离子电池对于延长电池寿命非常重要。 可根据不同电子产品的要求制成扁平长方体、圆柱体、长方体和纽扣型,具有由多个电池串并联组成的电池组。 锂离子电池的额定电压因材料变化一般为3.7V,磷酸铁锂(以下简称磷铁)为3.2V。 充满电的最终充电电压一般为4.2V,磷铁为3.65V。 锂离子电池最终放电电压为2.75V~3.0V(电池厂给出工作电压范围或最终放电电压,参数略有不同,一般为3.0V,磷铁为2.5V)。 低于2.5V(磷铁2.0V)继续放电称为过放,过放会损坏电池。
以钴酸锂类材料为正极的锂离子电池不适合大电流放电。 过大的电流放电会减少放电时间(内部温度升高,能量损失),可能有危险; 但磷酸铁锂正极材料锂电池可以20C以上大电流充放电(C为电池容量,如C=800mAh,1C充电率,即充电电流为800mA ),尤其适用于电动汽车。 因此,电池生产厂给出的最大放电电流,应小于使用时的最大放电电流。 锂离子电池对温度有一定的要求。 工厂提供充电温度范围、放电温度范围和储存温度范围。 过压充电会对锂离子电池造成永久性损坏。 锂离子电池的充电电流应以电池制造商的建议为依据,并应要求有限流电路,以避免过流(过热)。 一般充电速率为0.25C~1C。 经常需要在大电流充电时检测电池温度,以防止过热损坏电池或引起爆炸。
锂离子电池充电分为两个阶段:首先是恒流充电,接近终止电压时转为恒压充电。 比如一块容量为800mAh的电池,最终充电电压为4.2V。 电池以800mA恒流充电(充电率为1C)。 开始时,电池电压以较大的斜率升高。 当电池电压接近4.2V时,改为4.2V恒压充电。 电流逐渐下降,电压变化不大。 当充电电流下降到1/10-50C(各种出厂设置,不影响使用)时,认为接近充满电,可以终止充电(有的充电器在1/10C后启动定时器, 一定时间后充电结束)。