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为什么锂电池充电先要预充电?

发布时间:2023-11-24

       离子电池为何要预充电?对于很多锂电同行来说,并不理解为何锂离子电池充电先要预充电?业界已经形成了对锂离子电池进行充电时的四阶段策略:预充电、恒流充电、恒压充电和充电终止。本文就一起来探讨一番。

 

 

01锂离子电池为何要预充电?
       首先,锂电池充电需要保证电池中的所有电芯能够充分充电,从而让电池能够充满电。但是由于每一个电芯的电阻、电容等参数不尽相同,因此在普通充电状态下,有些电芯充满电了,而有些却没有。这就会导致锂电池容量的降低,影响电池的续航时间和寿命。而预充电就是为了解决这个问题。预充电是在实际充电前,对电池进行一定的处理,让电池中所有的电芯达到相同的充电水平。这样就可以使锂电池的容量大大增加,提高其使用寿命。       其次,预充电还可以检测锂电池是否存在潜在的安全问题。在电池使用前,电池内部可能存在散料或者结晶的物质,这些物质可能会导致电池内部发生短路、漏电等安全问题。通过预充电,可以为这些潜在的安全问题提供一个检测的机会,确保锂电池在使用过程中不会发生安全事故。       对锂离子电池生产厂家来说,在电池设计中都内置线路保护板,通常情况下电池过充过充的几率很少,但假如电池起先不预充,会带来很多方面的隐患,如保护板失效、长时间放置的自放电率等,当电池过放会导致活性物质的恢复困难,此先以小电流充到2.5V至3.0V,再转换成快充,预充电小电池可以有效解决过放电池的充电问题。

       锂离子电池工作时的电压从2.5V到4.2V。当电压低于2.5V时,电池放电终止。同时,由于放电电路是闭合的,内部保护电路的电流损耗被最小化。当然,由于实际应用中当事人不同,不同的是因人而异。内部材料,放电终止电压可在2.5V-3.0V范围内,当电压超过4.2V时,终止充电电路,保护锂离子电池安全;而当单体电池的工作电压下降到3.0V以下时,我们可以认为是过度放电状态,放电电路被终止,以保护电池安全。

       一些消费者认为,为了快速充满电,使用大电流来快速充电。这种想法是一种误解。充电电流越大越好。流动恒压充电过程通常是4.2V,恒流的设定值是0.1C到1C。虽然大电流的充电时间会缩短充电时间,但也会造成电池寿命周期的缩短和容量的降低。

       因此,武汉中电通建议大家正确认识锂离子电池预充电的重要性,且选择恰当的恒流值为电池进行充电。

02锂电池充电过程
       锂离子电池的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止。       锂电池的充电方式是限压恒流,都是由IC芯片控制的,典型的充电方式是:先检测待充电电池的电压,如果电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入标准充电过程。标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,保持充电电压为 4.20V。此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的1/10时,充电结束。

 

 

 

 

 

       阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时,先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。       阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。恒流充电时的电流并不要求十分精确,准恒定电流也可以。       在线性充电器设计中,电流经常随着电池电压的上升而上升,以尽量减轻传输晶体管上的散热问题。大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间,因此这种做法不可取。当以更高电流充电时,由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升,电池电压会更快速地上升。恒流充电阶段会变短,但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加,因此总的充电周期时间并不会缩短。

      阶段3:恒压充电—— 当电池电压上升到4.2V时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳,稳压容差应当优于+1%。

       阶段4:充电终止——与镍电池不同,并不建议对锂离子电池连续涓流充电。连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。这会使电池不稳定,并且有可能导致突然的自动快速解体。

03锂电池充电设备要求
       锂电池充电设备的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。       快充为便捷,慢充延长寿命。锂离子电池采用快充方式,迅速达到 80% 的电量,然后转换至较慢的涓流充电。根据设置和充电设备的不同,充满最初 80% 电量所用的时间将有所差异。当电池超出建议的温度时,软件可能会在电量达到 80% 之后限制充电。这种组合流程不仅能让你更快地使用设备,同时还能延长电池的寿命。
04CDY-C锂电池充电机,让充电更轻松
       武汉中电通为新能源动力锂电池充电测试提供智能维护仪器设备及完善解决方案,保障锂电池的安全、续航及寿命等核心需求,为锂电池应用各阶段用户提供良好服务体验!       CDY-C锂电池充电机,可实现对动力电池整个充电过程的智能化控制,具有功率因数高、谐波小、效率高、轻便便携等特点;具备全自动、恒压、恒流、涓流充,充满自动关断,带有多种扩展通讯接口(RS232、RS485、CAN、USB)。       具有过压、欠压、过流、输出短路、防反接保护和过热保护功能。这意味着能更温和的充电,充电过程中维持的温度可延长锂电池的使用寿命,从而降低运营成本。

       CDY-C系列锂电池充电机覆盖多个电压等级系统、不同充电电流需求的全系列产品。适合(叉车/牵引车/观光车/清扫车/巡逻车/船舶)多种场景下的锂电池充电场合使用。

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