锂电池工作原理和充放电原理,锂电充电器原理

来源：存能电气  日期：2019-06-25 13:51  浏览量：次

　　锂电池工作原理和充放电原理，锂电充电器原理。锂电池的充放电不是通过传统的方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入，发生能量变化。根据锂电池的结构特性,最高充电终止电压应为4.2V不能过充,否则会因正极的锂离子拿走太多,而使电池报废。

　　锂离子电池工作原理

　　锂电池在结构上主要有五大块：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

　　锂离子电池的充放电过程就是Li+在正负极材料的嵌入和脱嵌并伴随着能量的吸收和释放的过程。给锂离子电池充电：Li+从正极材料中脱嵌，经电解液到达负极，吸收电子后嵌入负极材料中形成能量较高嵌入化合物。

　　1、充电时

　　在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。充电开始时，应先检测待充电电池的电压，如果电压低于3V，要先进行预充电，充电电流为设定电流的1/10，一般选0.05C左右。一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。

　　2、放电时

　　过程正好相反锂离子返回正极，电子通过用电器由外电路到达正极与锂离子复合。锂电池放电电流越大，放电容量越小，电压下降更快。

　　锂电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。

　　锂电池的特点

　　1、具有更高的重量能量比、体积能量比;

　　2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压;

　　3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性;

　　4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电;

　　5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次;

　　6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时;

　　7、可以随意并联使用;

　　8、由于锂电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池。

　　锂电池充电器原理

　　锂电池充电器是专门用来为锂离子电池充电的充电器。锂离子电池对充电器的要求较高，需要保护电路，所以锂电池充电器通常都有较高的控制精密度，能够对锂离子电池进行恒流恒压充电。锂离子电池的充电过程可以分为三个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电。

　　需要注意的是，锂离子电池的充电过程与镍镉、镍氢电池的充电过程是完全不同的，它是一个复杂的电化学反应过程。因此需要配置专用的充电器进行充电。即便是专用的锂电池充电器，由于对充电电压允差的要求非常严格(一般为1%)，也要区分电池充满电时的电压是4.1V还是4.2V。充电器的好坏，对锂电池的寿命起着至关重要的作用。