通透了解锂电池技术

Zedd

通透了解锂电池技术

9 V! i( ~! m  f/ F! Z% w       无线充电存在的意义是为了给电池充电，如果对电池不懂，就不要谈充电，更不要谈无线充电，想了解无线充电，先了解电池，这里说的电池主要是指锂电池。这里只介绍电池的基础知识，适合无线充电行业的所有从业人员。
　　太多的人对电池等的认识是有误区的：
3 m& ~# Q. Z6 r% P% b　　误区一：电池是否需要激活，新电池是否需要反复充放3次，每次充12小时。
! m* e7 B! [! u* S　　误区二：电池尽量少充电，少使用寿命才长。
　　误区三：电池充电充太久了会爆炸，充满了就要拔掉电源。
" G9 D- p  \* M& E) L, n6 p+ z* g1 z　　误区四：充电越快，电池越好。
- F7 T' z. ^, S) Y$ ]" x' k/ j9 L' ~: A　　误区五：充电器充电电流越大，充电越快。
# G4 `+ J0 F2 B$ Z　　误区六：无线充电没有有线充电快。
　　我们先不讨论这些误区的原因在哪里，下面我们一起分析一下锂电池的特性后自然都清楚了具体原因。
6 l% y. f: y& G5 |, v2 t& b0 X  ]* c* z: D　　全文分三大块介绍：电池基础、电池保护、电池充电。
7 B, ~2 _$ y4 p6 D) H1 n　　（一）锂电池基础
　　锂电池的组成
　　我们平时见的手机电池都是锂电池，行业较电池PACK，锂电池PACK主要由两大块构成：电芯和保护板。电芯主要由五块构成：正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳。保护板主要由保护芯片、MOS管、电阻电容和PCB板构成。

　　

　　锂电池的分类
- m* Z- n, F8 @5 N4 d; w+ s, P　　锂电池按照形状分为圆柱型电池和方形电池。圆柱型如一些移动电源和电动工具用的18650电池，方形电池如手机电池。
- y5 `& D1 T( i　　按电解液分为锂离子电池和聚合物电池。锂离子电池电解液是液态的，外壳是一般是硬的，一般为铝壳或钢壳，如三星的传统机器都是锂离子电池。聚合物电池电解液为固态，如苹果手机的电池。
6 Y4 R3 f. _& M; h

　　

　　锂电池的常用术语
; D" q) p6 i6 D! Z　　1)电池容量
　　电池的容量又叫电池的电量，单位为Ah（安时）或mAh（毫安时）。容量为1Ah的电池理想情况，在充满电的情况下用1A的电流持续放电可以放1个小时。
　　2)充/放电倍率
4 k; X) O' x- ~; u8 K( [% ^　　充/放电倍率表示以多大电流充/放电，一般以电池的标称容量的倍数来计算，一般称为“多少C”。2500mAh的锂电池，如果放电倍率为1C是指放电电流为2500mA，充电电流为0.2C是指充电电流为500mA。
' z  S4 D0 U) c" E8 W& W　　3)标称电压
/ C/ Y0 N* S0 ]　　锂电池的标称电压又称为额定电压，普通手机电池的标称电压一般为3.7V，电池充满时的电压一般为4.2V左右，电池刚放完时的电压一般为2.5V左右。
　　4)标称功率/标称能量
* h: m) Q, ]6 n: a　　根据物理教材，P=U*I，W=U*I*t，功率的单位为W（瓦），能量的单位为Wh（瓦时）。容量为1500mAh的电池，标称电压为3.7V，标称功率为5.55W，标称能量为5.55Wh。
　　5)内阻
5 U0 U5 C; @8 [" _　　电池可以等效为一个电压源，带有一定的内阻的电压源。对电池来说，内阻越小越好，内阻越小也越贵。
" j& k5 j) d3 J5 w6 x  t9 p　　电池的内阻的单位为Ω（欧姆）或mΩ（毫欧）。电池内阻主要受电池的材料和制造工艺的影响。
　　6)循环寿命
; X+ V# y# Q$ X6 t3 Y7 F　　电池的循环寿命一般指充满和放光一次的循环，电池到了循环寿命后，电池老化很厉害，电池的容量将下降很多，循环寿命也是衡量电池的重要指标。
　　IEC标准规定电池的循环寿命为500次后保持为初始容量的60%，国标规定循环300次后容量应保持为初始容量的70%。
: d6 D8 Q+ B$ k" v: W- m9 C　　7)剩余电量（SoC）
　　电池的剩余容量指电池当前的电量与总的可用电量的百分比，0%~100%，反映还有多少电量的情况。（SoC ： State of Charge）。
9 _& H7 O/ I$ s7 D　　（二）电池保护
3 [4 N/ @. l( t1 r- ?7 l! j　　锂电池为什么需要保护？
　　锂电池由于其化学活性，结构等原因需要有保护系统，如果没有保护系统，可能对电池的使用寿命影响很大，严重的情况可能存在爆炸或燃烧的危险。没有带保护板的锂电池是禁止使用的。
/ N# z/ G1 T# h5 k9 T# b　　锂电池要避免深充深放，这样会严重影响电池寿命，如果经常给电池补充电对电池的寿命有帮助。很多人要用到手机自动关机才开始给手机充电，这是严重不好的习惯，一个是电量低的时候RF发射功率大，辐射厉害，同时影响电池的使用寿命。
　　经常使用无线充电的朋友，由于不拨打电话的时候，手机放在无线充电器上，无线充电器会及时的给手机补充电量，对电池的寿命很有帮助。
& x  l& f2 G- O& z% q- L1 s" }9 j　　因此电池最好的状态是不要充太满也不要放过量。
% A$ W0 D9 _" a( q% ^; j6 L　　锂电池保护系统如下图：

　　

/ j7 X( f. R. J- Q　　锂电池由于其特殊原因，需要至少以下保护措施：
+ J  E- P0 o  Y/ n' v　　1)过充保护
　　当电池快充满时，一般电池电压达到4.2V左右，需切断充电通路，防止电池过充。
. Q$ |% [& Y2 y2 w8 F, j, y　　2)过放保护
　　当电池快放完时，一般电池电压达到2.5V左右（不同厂家电压会有一定差异），也需切断放电通路，防止电池过放。
6 P5 g: ?- R3 m9 i　　3)过温保护
　　当电池由于过大电流充放电或异常时，电池温度会急剧升高，一般电池温度达到60~65°左右，一定要切断充放电回路，确保系统安全。
　　电池温度过高对电池的使用寿命也会有较大影响，如果电池长时间工作在高温环境，如45°以上，会严重缩短电池的使用寿命。
( K- Q# z) |+ r8 d' @　　很多无线充电的接收端是紧贴电池的，有些厂家的接收端设计的不合理，效率低，发热严重，同时也会严重影响电池的寿命，做无线充电的朋友一定要注意这一块。
　　另外有些保护系统还会对充电电流和放电电流做保护，防止系统过流或短路。
　　手机电池都带有保护系统的，如果电池充满，电池保护系统会自动关断，切断充电回路，不用担心电池爆炸的危险。
+ E) L6 C5 o" v1 l" X　　（三）电池充电
- T: D( g6 T% K　　分析电池一定要分析电池的充电，同时结合无线充电分析。锂电池由于其本身的特性，充电也是有要求的，如果电池严重过放，电压很低的话，只能以小电流给电池充电，慢慢激活电池，否则对电池伤害会很大。
2 m3 R$ y$ J8 k" g9 A9 ^4 c+ P　　另外大电流、高倍率给电池充电或放电都对电池有伤害，会影响电池的使用寿命。
+ }8 I% x- p* t1 ^5 w7 T　　业内一般对电池的充电过程分为三段：涓流、恒流、恒压。
　　电池电压过低时采用先涓流充电，当电池电压充到正常电压后再恒流快速充电，当电池快充满时又转为小电流恒压充电给电池慢慢补充电量。
) I  p3 Z( M/ V- j" C7 _- G　　举个例子：
　　经常发生的事，很多朋友有时想简单对比两个无线充电器的充电速度，一般是两个手机一个电量少（假如50%）左右，一个电量多（假如90%），放在上面同时充10分钟再看结果，一个充了5%左右，一个只充了1%左右，问我差异怎么这么大，我只能说你这个对比的差异也太大了。
0 W5 v3 ~: J* g, a7 f. ?　　另外什么情况是充满了，通过电池电压判断是不太准确的，业内有一个标准，一般认为恒压充电时充电电流为恒流充电的0.1倍左右就认为充满了。
　　锂电池的充电电流与电压的曲线图如下：
6 d6 o8 O8 X1 l1 y

　　

　　对电池来说，充电快慢主要是由恒流充电阶段的充电电流决定的，与你采用的是有线充电还是无线充电没有直接关系。无论是有线充电还是无线充电，只要充电器提供的充电电流大，充电速度就快。

6 A  V& J$ ]: F) `' l; m2 C$ B

relchhiclty

谢分享