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三元鋰離子電池的充放電原理是怎么樣的?

2023-02-10 14:11 作者:新威研選  | 我要投稿

三元鋰離子電池全稱是三元聚合物鋰電池,三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高。

一、三元鋰離子電池的充電

單節(jié)鋰離子電池的最高充電終止電壓為4.2V,不能過(guò)充,否則會(huì)因正極的鋰離子丟失太多而使電池報(bào)廢。對(duì)鋰離子電池充電時(shí),應(yīng)采用專用的恒流、恒壓充電器,先恒流充電至鋰離子電池兩端電壓為4.2V后,轉(zhuǎn)入恒壓充電模式;當(dāng)恒壓充電電流降至100mA時(shí),應(yīng)停止充電。

充電電流(mA)可為0.1~1.5倍電池容量,例如:1350mAh的鋰離子電池,其充電電流可控制在135mA~2025mA之間。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右,充電時(shí)間約為2~3小時(shí)。

二、三元鋰離子電池的放電

由于鋰離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因,放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極,必須保留一部分鋰離子在負(fù)極,以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則,電池壽命會(huì)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子,就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓,也就是說(shuō)鋰離子電池不能過(guò)放電。

單節(jié)鋰離子電池的放電終止電壓通常為3.0V,最低不能低于2.5V。電池放電時(shí)間長(zhǎng)短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時(shí)間(小時(shí))=電池容量/放電電流,且鋰離子電池放電電流(mA)不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍,例如:1000mAh的鋰離子電池,則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以內(nèi),否則會(huì)使電池?fù)p壞。

不難看出,在鋰離子電池的充放電過(guò)程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如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(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛(ài)的名字搖椅式電池。

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