一些工業(yè)充電器采用限制充電截止電壓來延長電池使用壽命。圖一表格顯示了電池充到截止電壓對(duì)應(yīng)電池電壓的剩余容量、充電時(shí)間及飽和充電后的剩余容量的估算值。

圖一表格：鋰離子電池典型充電特性

如 圖二 所示，第一次給鋰電池充電，電壓上升很快。電池容量會(huì)隨著電池接近充滿時(shí)最終跟上，這就像拿著橡皮筋舉起重物，會(huì)有一定延時(shí)。這種充電特性適用于所有電池。充電電流越大，橡皮筋效應(yīng)會(huì)越明顯。低溫或電池內(nèi)阻較大時(shí)會(huì)加劇這種效應(yīng)。

圖二：鋰電池充電時(shí)電壓/電量隨時(shí)間的變化

艾德克斯電子ITS5300充放電全程均可檢測(cè)充電電壓、電流及容量的變化，并可進(jìn)行各參數(shù)的提取、分析及參數(shù)間關(guān)系曲線圖的自動(dòng)繪制，如圖三所示。

圖三：ITS5300電池測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

通過讀取正在充電的電池電壓預(yù)測(cè)SoC（剩余電量）是不現(xiàn)實(shí)的，通過讓電池休息幾小時(shí)再測(cè)量電池開路電壓會(huì)更準(zhǔn)確。因?yàn)閷?duì)于所有電池，溫度影響著開路電壓，鋰離子電池也不例外。然而，智能手機(jī)、筆記本電腦和其他便攜式電子設(shè)備的SoC是通過庫倫計(jì)數(shù)法推算的。

庫倫計(jì)數(shù)是通過測(cè)量輸入或輸出的電流，鋰電池符合標(biāo)準(zhǔn)的庫倫算法和較低的自放電率，老化和溫度相關(guān)的自放電還是需要考慮到，因此定期校準(zhǔn)對(duì)于化學(xué)電池轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化電池非常有必要。艾德克斯ITS5300電池充放電系統(tǒng)可以在電池循環(huán)充放電過程中測(cè)試并記錄電池充放電容量，幫助客戶快速建立電池模型。

鋰離子不能吸收過充，所以當(dāng)電池充滿后，充電電流必須被斷開，持續(xù)地涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰沉積在金屬板上，降低安全性。為了降低電池壓力，務(wù)必保持鋰電池在滿充電壓的停留時(shí)間越短越好。從圖二中能看出，比如未飽和充電的電芯電壓在3.7V-3.9V時(shí)，停留在高電壓的時(shí)間比飽和充電的時(shí)間短很多。

便攜式電子設(shè)備在充電時(shí)應(yīng)該關(guān)閉，不然形成了寄生負(fù)載會(huì)改變充電循環(huán)并引發(fā)小循環(huán)，但是一邊充電一邊放電很多時(shí)候是無法避免的，比如筆記本電腦一邊工作一邊插在交流電網(wǎng)上，電池始終處于高壓狀態(tài)，往往溫度也較高，大大縮短了電池壽命。

電池過充

當(dāng)然，非鈷酸鋰電池的額定電壓也并不都是3.6V，比如LiFePO電壓從3.2V到3.65V，LTO（鈦酸鋰電池）電壓從2.4V到2.85V。將鋰離子電池充電至高電壓后，電池會(huì)變得不穩(wěn)定。如果給4.2V的電池充電至4.3V，會(huì)使得電池正極積淀金屬鋰，負(fù)極材料被氧化，失去穩(wěn)定性的電池會(huì)產(chǎn)生CO2。電池內(nèi)壓力升高，如果保持充電狀態(tài)，內(nèi)壓達(dá)到1000-1380kPa時(shí)，保證電池安全的電流切斷器（CID）即會(huì)切斷電流。當(dāng)壓力持續(xù)升高到3450kPa時(shí)，隔膜爆開脫落，電池可能最終殼體泄漏，伴隨燃燒。

一個(gè)滿電量的電池具有更低的熱失控溫度，相比于低電量的電池，滿電量的電池泄壓也更快，因此鋰離子電池在低電量狀態(tài)時(shí)更加安全，這也是為何官方要求空運(yùn)的鋰電池30%電量，而不是滿電量。

艾德克斯ITS5300測(cè)試系統(tǒng)可以設(shè)定充、放電任意截止電壓，截止充電容量和截止時(shí)間，適合電池出貨及打包前的預(yù)充電。

ITS5300電池充放電測(cè)試系統(tǒng)

除了內(nèi)部電芯的保護(hù)，外部保護(hù)電路可以防止電芯充電電壓超過4.3V。此外，當(dāng)電池表面溫度超過90°C時(shí)，保險(xiǎn)絲或繼電器可以切換電流。此外，為了防止電池過放，當(dāng)電芯電壓低于2.2V時(shí)，控制電路也會(huì)切斷電流回路。

一串電芯需要獨(dú)立的電壓監(jiān)控，數(shù)量越多，保護(hù)越復(fù)雜。艾德克斯ITS5300可以同時(shí)檢測(cè)多達(dá)二百個(gè)電芯的電壓、交流電阻及溫度，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電芯間電壓的不平衡，并進(jìn)行自動(dòng)均充均放，設(shè)置截止電壓，防止電池的過充和過放。

總結(jié)

鋰離子電池充電指南

充電時(shí)關(guān)閉電子設(shè)備或斷開電池負(fù)載，保證電流在飽和充電狀態(tài)時(shí)能順利降低

保證合適的充電溫度，不要在0℃以下給鋰電池充電

鋰離子電池不需要被充滿，部分充滿對(duì)電池壽命更佳

當(dāng)充電后電池過熱時(shí)，請(qǐng)不要繼續(xù)使用此充電器或電池

存儲(chǔ)電池前給電池充一些電（40%-50%的剩余電量最佳）

電池放電指南

高溫可以提高電池容量但卻縮短電池壽命，在25–30°C以上每升高10℃，電池壽命減少2%。請(qǐng)保持電池的低溫

防止過放，電池反極接入會(huì)導(dǎo)致電池短路

使用大電池可以減少由于重載或重復(fù)充分放電對(duì)電池造成的壓力

當(dāng)放電頻率較高時(shí)，電池會(huì)表現(xiàn)出電容特性，這就允許拉載更高的峰值電流

鎳或鋰電池有快速的化學(xué)反應(yīng)；鉛酸電池較慢，重載往往需要幾秒鐘才能恢復(fù)過

并非只有鋰離子電池在過充時(shí)存在安全隱患，鉛基、鎳基電池如果錯(cuò)誤使用，同樣也會(huì)融化、起火。艾德克斯ITS5300電池測(cè)試系統(tǒng)已獲得多家國際知名公司的青睞，可根據(jù)客戶需要進(jìn)行全面的定制，全面的保護(hù)設(shè)計(jì)包括對(duì)溫度的感測(cè)適用于幾乎所有的電池系統(tǒng)，可以長時(shí)間穩(wěn)定工作，具有斷電保護(hù)及數(shù)據(jù)分析功能，是用戶值得信賴的測(cè)試系統(tǒng)。

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