鋰電池過充電對性能有何影響?如何設計鋰電池過放保護

來源：存能電氣  日期：2019-10-30 16:55  瀏覽量：次

　　鋰電池過充電對性能有何影響？如何設計鋰電池過放保護？我們都知道，鋰電池隨著充放電次數的增加，容量會越來越少，直接表現就是鋰電池的性能越來越差。那么鋰電池過充電對性能有何影響？如何設計鋰電池過放保護？

　　鋰電池過充電對性能的影響

　　過充電是指電池經一定充電過程充滿電后，再繼續充電的行為，如Ni-Cd電池，過充電產生如下反應：正極：4OH--4e2H2O+O2負極：2Cd+O22CdO由于在設計時，負極容量比正極容量要高。因此，正極產生的氧氣透過隔膜紙與負極產生的鎘復合。故一般情況下，電池的內壓不會有明顯升高。

　　但如果充電電流過大，或充電時間過長，產生的氧氣來不及被消耗，就可能造成內壓升高，電池變形，漏液，等不良現象。同時，其電性能也會顯著降低。特別是大電流過放或反復過放，對電池影響更大，一般而言，會使鋰電池內壓升高，正負極活性物質可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復，容量也會有明顯衰減。

　　鋰電池過充電的控制方法

　　1.dT/dt控制：通過檢測電池峰值溫度變化率來判斷充電的終點；

　　2.T控制：電池充滿電時溫度與環境溫度之差會達到最大；

　　3.計時控制：通過設置一定的充電時間來控制充電終點，一般設定要充進130%標稱容量所需的時間來控制；

　　4.TCO控制：考慮電池的安全和特性應當避免高溫(高溫電池除外)充電，因此當電池溫度升高60時應當停止充電。

　　如何設計鋰電池過放保護

　　電池在對外部負載放電過程中，其電壓會隨著放電過程逐漸降低，當電池電壓降至2.5V時，其容量已被完全放光，此時如果讓電池繼續對負載放電，將造成電池的永久性損壞。在電池放電過程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時，其“DO”腳將由高電壓轉變為零電壓，使V1由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護作用。而此時由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二極管對電池進行充電。

　　由于鋰離子電池的化學特性，在正常使用過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應，該副反應加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命，并可能產生大量氣體，使電池內部壓力迅速增大后爆炸而導致安全問題，因此所有的鋰離子電池都需要一個保護電路，用于對電池的充、放電狀態進行有效監測，并在某些條件下關斷充、放電回路以防止對電池發生損害。

　　一般而言，過放電會使鋰電池內壓升高，正負極活性物質可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復，容量也會有明顯衰減。

　　無論是充電電流還是充電截止電壓都存在一個值，當充電電流或者電壓超過這個值時就會導致電池衰降加速。鋰電池具有放電電壓穩定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應及無公害等優點。