原创 科普 - 初识锂电池(转载)

2013-5-30 14:02 4106 20 30 分类: 消费电子

    在好友“baohua 的博客 http://bbs.ednchina.com/BLOG_baohua.lv_2002148.HTM ”看到了一篇很有趣的文章,是关于我们每天都在使用的锂电池的。 和大家一起分享。

初识锂电池

   锂电池因其出色的能量密度,被广泛应用于各种便携设备上。电池主要由电芯,控制保护电路,外壳引线等组成。锂电池的电压过高或者过低都会造成严重问题。根据实际使用情况,划分了锂离子电池电压的几个区域,不同的电芯制造商虽有区别但区别不大。 

20130530134953761001.gif

 

为了保护电池工作在正常的工作区域,如3.0V- 4.2V,电池内部通常都需要对应的保护电路对电芯进行监测和控制。

 

20130530135042284001.gif

如下图所示,充电时,当保护电路检测到电芯电压高于充电限制电压时,会自动切断充电回路;反之,放电时,当检测到电芯电压地狱放电终止电压时,会自动切断放电回路。

 

20130530135129483001.gif


   因此,保护电路的电压检测精度直接影响着锂电池是否工作在正常使用区。 此外,电池充电终止电压的高低对电池循环充电次数及电池的容量有非常大的影响。由下图可知,电池充电终止电压由4.2V变为4.3V时,电池循环充电次数减少70% 但电池容量增加了25% 所以充电终止电压高循环次数减少,反之,充电终止电压低 电池容量小。 保护电路需要严格、准确的控制电池充电终止电压就非常的重要。

 20130530135209441001.gif

充电终止电压对循环次数影响


 

20130530135250465001.gif

充电终止电压对 电池容量的影响

 

    电池的另外一个核心部分就是电池电芯,锂电池的电芯起到电能和化学能相互转换的作用。充电时,将外部的电能转换为化学能进行存储; 放电时,将化学能转换为电能提供电量。衡量电芯的参数主要有存储电量的大小,通常也称为电池的容量,用mAh表示。除了容量之外,还有一个重要参数决定是否能够将电池存储的电量全部有效的释放,这个参数就是电池的内阻。

 

关于电池内阻对电池的充电、放电的影响,我们以以下两组实例给大家介绍:

 

20130530135521742001.gif

 

给一块电压3.7966V的电池放电,当放电电流为-1A时,此时电池的电压下降到3.3V;而当放电电流为-2A时,电池电压再次下降到2.77V,此时手机等用电设备就会关机,导致电池内部电量无法释放出来。

20130530135627299001.gif

 

同样,给一块电压为3.6V的电池充电,当充电电流为1A时,电池电压上升至3.95V,当充电电流为2A时,电池电压再次上升至4.24V,此时就超出了电池的充电终止电压,电池会切断对应的充电回路,因此无法对电池进行充电。

 

无论是对电池进行放电,还是对电池进行充电, 电池自身有一种势力阻止电池的放电或充电,这就是我们通常说的电池内阻。 电池内阻越大,相同的电流条件下,充电或放电时电压的上升或下降就越大。 通常电池的内阻会随着充放电的循环次数逐渐变大,导致电池的充电及放电电量越来越少,这就是为什么大家的手机待机时间会越来越短。

以上内容转载于baohua 的博客, 并得到了作者的同意

 http://bbs.ednchina.com/BLOG_baohua.lv_2002148.HTM

文章评论10条评论)

登录后参与讨论

用户1678053 2016-1-12 14:17

看看

用户1454308 2016-1-12 08:31

Good

用户1052108 2016-1-6 17:31

ding

用户1409452 2013-7-16 09:49

让更多HIFI烧友了解USB DAC的方案

kent_rao_738407428 2013-6-6 10:39

从行业实测的数据来看,温度对锂电池的容量有影响,但在一定的温度范围内,如10到40摄氏度内,变化几乎不大。但如果温度太低了,例如从-20度到10度之间,电池容量几乎相差一倍

用户1277994 2013-6-5 15:16

锂电池温度对于电池的充电有什么影响?

kent_rao_738407428 2013-6-4 08:43

没问题!我们将来会用更多的文章介绍这方面的知识。当然,我们更多是关注在测试测量,毕竟是搞这行的,比较熟悉。

kent_rao_738407428 2013-6-4 08:40

电池充电曲线就是这样设计的,先恒流充电,然后恒压(此时电流就会逐渐减小)充电,恒压阶段主要就是补偿电池内阻导致的虚压影响; 当然,降低恒流充电阶段的电流,可以保持电池恒流充电的时间。 同时,电池内阻越大,恒流充电时间就越短,相反,恒压充电时间越长。

用户1033552 2013-6-4 07:50

希望多了解这方面的知识、电池、电源等等。

kent_rao_738407428 2013-6-3 08:53

没错,现在电池容量越来越大,相当于每个人身上都会带着几个小**。 一旦出现安全问题,谁都受不了。电池研发的工程师和厂家在这方面花费了不少心思
相关推荐阅读
kent_rao_738407428 2015-01-13 20:49
电源测试中的恒流和恒阻负载 – 程控电源技术和应用(79)
在电源产品的测试中, 电子负载是必不可少的设备。 多数的电源产品为恒压类产品, 例如电池、电源适配器等。 对这些产品的测试, 为了测试这些产品在实际使用是的工作参数, 需要利用电子负载的恒流(CC)或...
kent_rao_738407428 2014-12-27 10:49
为被测件提供有效的过压保护 – 程控电源技术和应用(78)
在测试过程中,超出被测器件极限的电流或电压相关的事件, 是造成被测件电气损坏的两个最常见原因。导致电流或电压超限的原因可能出自被测件自身, 或是由测试系统导致。过压是导致被测器件受损的最常见电源相关事...
kent_rao_738407428 2014-12-21 11:24
便捷的多路继电器性能测试(下)–程控电源技术和应用(77)
(接上篇) 3) 同向的多路开关断开和闭合的一致性的测试 使用N6705B和四个电源模块,一路给控制信号输出24V-0V的交变电压脉冲,另三路给同方向开关. 如1,2,3供电,观察控制信号电压与开关...
kent_rao_738407428 2014-12-21 11:15
便捷的多路继电器性能测试(上)– 程控电源技术和应用(77)
继电器是一种电控制器件,是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时,在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。通常应...
kent_rao_738407428 2014-11-30 12:35
欧姆定律给电流精确测量带来的麻烦 – 程控电源技术和应用(76)
在众多测量工作中,需要对电压和电流进行精确测量,并根据测量结果来计算器件功率及其它电气参数,例如功率效率测试和电池功耗分析等。这些测量往往需要总误差达到甚至低于0.1%的测量精度。但实际过程中,总测量...
kent_rao_738407428 2014-11-15 11:46
新能源汽车大功率器件的测试手段 - 程控电源技术和应用(下)(75)
(接上篇) 一体化的供电-负载解决方案 如果将供电和吸收功能整合到单一仪器中,可以减少使用单独的直流电源和电子负载来配置功率供给和吸收解决方案的缺点。这些功能进行整合之后,可以在闭环控制下工作,在...
我要评论
10
20
关闭 站长推荐上一条 /2 下一条