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鋰離子電池充放電過程原理詳解

鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣道理,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰

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鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。

同樣道理,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

鋰離子電池

在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優秀的運動健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。
需要注意的是,過度充電或過度放電會對電池造成損害。針對這一情況,鋰離子電池設置了過度充電保護、過度放電保護。
鋰離子電池的保護電路是由保護IC及兩顆功率MOSFET所構成,其中保護IC監視電池電壓,當有過度充電及放電狀態時切換到以外掛的功率MOSFET來保護電池。
過度充電保護IC的原理為:當外部充電器對鋰離子電池充電時,為防止因溫度上升所導致的內壓上升,需終止充電狀態。此時,保護IC需檢測電池電壓,當到達4.25V時(假設電池過充點為4.25V)即激活過度充電保護,將功率MOSFET由開轉為切斷,進而截止充電。
另外,還必須注意因噪音所出現的過度充電檢出誤動作,以免判定為過充保護。因此,要設定延遲時間,并且延遲時間不能短于噪音的持續時間。
在過度放電的情況下,電解液因分解而導致鋰離子電池特性劣化,并造成充電次數的降低。采用鋰離子電池保護IC可以防止過度放電現象出現,實現電池保護功能。
過度放電保護IC原理:為了防止鋰離子電池的過度放電狀態,假設鋰離子電池接上負載,當鋰離子電池電壓低于其過度放電電壓檢測點(假定為2.3V)時將激活過度放電保護,使功率MOSFET由開轉變為切斷而截止放電,以防止鋰離子電池過度放電現象出現,并將電池保持在低靜態電流的待機模式,此時的電流僅0.1μA。

鋰離子電池充電與放電的使用過程中,由于已經在技術層面解決了過度充電及過度放電的問題,因此鋰離子電池可以放心使用。

摘自:http://www.zbdckqn.com/

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