何為鋰電池脈沖充電?脈沖充電對(duì)鋰電池有什么影響

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-04-02 15:12  瀏覽量：次

何為鋰電池脈沖充電？脈沖充電對(duì)鋰電池有什么影響？鋰電池的充電時(shí)間和壽命一直是電動(dòng)汽車應(yīng)用的瓶頸，傳統(tǒng)的快充技術(shù)可能會(huì)縮短鋰離子電池的循環(huán)壽命，極化電壓是充電電流在電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)效果的外在表現(xiàn)。充電過(guò)程中極化電壓過(guò)大會(huì)縮短鋰電池的壽命，脈沖充電來(lái)減輕極化電壓堆積的最優(yōu)充電策略。何為鋰電池脈沖充電？脈沖充電對(duì)鋰電池有什么影響？

鋰電池脈沖充電

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)脈沖充電分為：負(fù)脈沖、正脈沖、正負(fù)脈沖。脈沖充電可以采用幅值和占空比可調(diào)的脈沖電流進(jìn)行充電。正脈沖充電如下圖所示，充一段、擱置一段，如此循環(huán)下去。在充電過(guò)程加入擱置可以對(duì)歐姆極化和電化學(xué)極化進(jìn)行一定程度的消除，但是對(duì)濃差極化消除作用有限。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以采用正負(fù)脈沖方式，在正脈沖充電后加入放電脈沖，利用放電脈沖和擱置來(lái)增強(qiáng)去極化作用。

脈沖充電主要包括三個(gè)階段：預(yù)充、恒流充電和脈沖充電。與常規(guī)充電方法相比，脈沖充電能以較大的電流充電，在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會(huì)被消除，使下一輪的充電更加順利地進(jìn)行，充電速度快、溫度的變化小、對(duì)電池壽命影響小，因而目前被廣泛使用。但其缺點(diǎn)很明顯：需要一個(gè)有限流功能的電源，這增加了脈沖充電方式的成本。

脈沖充電對(duì)鋰電池的影響

鋰電池在大電流脈沖工作模式下，更容易使得電解液中的鋰鹽LiPF6分解為L(zhǎng)iF，LiF的存在使得電池的離子擴(kuò)散阻抗和電荷交換阻抗迅速增大，使得電池在大電流充電時(shí)，電池的極化電壓迅速升高，超出了鋰電池的限制電壓，使得電池?zé)o法完成充電。

由于鎳鎘電池在常規(guī)充電時(shí)容易極化，常規(guī)恒壓或恒流充電均會(huì)使電解液持續(xù)產(chǎn)生氫氧氣體，其氧氣在內(nèi)部高壓作用下，滲透至負(fù)極與鎘板作用生成CdO，造成極板有效容量下降。脈沖充電一般采用充與放的方法，即充5秒鐘，就放1秒鐘。這樣充電過(guò)程產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液。不僅限制了內(nèi)部電解液的氣化量，而且對(duì)那些已經(jīng)嚴(yán)重極化的舊電池，在使用本充電方法充放電5-10次后，會(huì)逐漸恢復(fù)或接近原有容量。充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來(lái)的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電。

正確的充電方法

智能充電器能夠針對(duì)每一種電池的特性給出不同的充電模式以及相應(yīng)的算法，以達(dá)到很好的充電效果，可充電電池具有較高的性能價(jià)格比、放電電流大、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備、儀器儀表、電氣測(cè)量裝置中。但是不同類型的電池如鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池具有不同的充電特性和過(guò)程。

脈沖是電流的一種類型，它不同于單純的直流電，充電電流是脈動(dòng)電流；優(yōu)良的智能充電器先用恒流對(duì)電池充電，臨近充電結(jié)束時(shí)改用恒壓對(duì)電池充電。電池充滿后充電自動(dòng)結(jié)束。這樣的充電方式，可以充得更飽滿而且對(duì)電池延壽有利。脈沖充電是充電電流用的是脈動(dòng)電流。脈沖充電同樣可以做成智能型的。智能充電，不僅可以控制充電電流，優(yōu)良的智能充電器還具有溫度監(jiān)控，所以找不到智能型的脈沖充電器，可以直接選用智能充電器。

脈沖快充主要解決的是如何快速的減小極化作用，使得充電效率得到提高，從而達(dá)到以較快速度達(dá)到充滿電的目的，脈沖充電方法可以在不犧牲鋰電池壽命的情況下提高充電速度。為了能夠更好的確定脈沖的幅值和寬度，提高速度和效率，對(duì)于鋰電池本身的極化特性需要有較好的掌握，這樣才能設(shè)計(jì)出合適的充電策略。