我可以对 4.35V LiPo 过度充电多少?

电器工程 电池 电池充电
2022-01-22 17:36:43

我正在为一组 LiPo 电池制造充电器。我的电路需要确保它们完全充电到 4.35V 的最大水平。同时,电路应保护电池免受过度充电。达到 4.35V 时停止充电。

组件的公差可能会导致轻微的过充电,例如 10mV。这会对电池有害吗?

电池是从什么过电压开始损坏的?

4个回答

锂离子电池的充电(终止)电压水平由制造商指定。该规范基于电池可以承受的合理接受的循环次数(“电池使用寿命”),例如 500 或 1000 次。此参数取决于特定的电池化学成分、内部结构、充电电流,并由制造商用于最佳的市场价值。

较高的充电电压会导致电池容量略有增加,但会缩短电池寿命。制造商推荐的电压是这两个参数之间的折衷。

与“损坏”电池的城市神话相反,“电池使用寿命”对充电电压的依赖性是一条平滑的连续曲线。当然,生命周期的依赖最终会以灾难性故障告终,但对 10 mV 过度充电的担忧被严重夸大了。但是,超过 4.35 V 的 100 mV(对于锂聚合物电池)可能会导致问题,例如,请参阅德州仪器 ( Texas Instruments) 的此出版物,第 3-5 页。 在此处输入图像描述

因此,在标称 4.2 V 上过度充电 150 mV 会导致前 50-100 个循环的容量增加约 10%,但使用寿命会从 500-1000 个循环缩短到约 200 个。推断,另外 100 mV 可能会导致 30 -50 次循环寿命。这意味着超过规格 50 mV 不会杀死电池。

第 3-7 页也提供了相当丰富的信息。它说CC阶段将有70-80%的容量到来,而尾部(CV阶段)仅占容量的20-30%,因此没有太多理由等待降至0.03C。大多数 TI 充电器默认为 256 mA 以终止充电过程。

要获得更多的见解和正确的充电器应用,可能需要检查其他材料作为THIS ONE

为锂聚合物和锂离子充电并不像在其上施加电压那么简单。这是一个涉及恒流和恒压的两阶段操作。

  1. 施加(比方说)1C的恒定电流(对于1200mAh电池,1.2A)直到电压升至4.35V
  2. 切换到施加 4.35V 的恒定电压,直到电流变平(通常在 0.03C 左右)。

这是我前几天使用台式电源充电的 1200mAh 电池的充电曲线:

在此处输入图像描述

正如您所看到的,大部分时间它都在等待电流下降。您等待恒定电压的时间越长,容量就越大。我一直等到0.03C。

增加超过充电电压的电压不会再强制进入电池。等待更长时间让当前曲线变得更平坦是您感兴趣的。

在已发布的规格之外操作任何设备都可能导致不确定的结果。当在公布的参数之外操作像电池这样具有潜在爆炸性的东西时,可能会导致爆炸性结果。

如果使用高于规格的电压充电是安全的,规格将显示这一点。通常采用绝对最大规格的形式。

在 4.35 V 截止电压下,普通 LiCoO2 电池的电池已经损坏。您需要在最大 4.15 V 或 4.2 V 时截止。

4.1 和 4.2 V 之间的能量容量仅占总能量容量的 1.2%。在 4.2 V 和 4.3 V 之间,它甚至更小,可能占总容量的 0.6%。超过 4.2 V 确实没有意义,因为您只会增加 0.6% 的能量含量,并且即使您不经常循环电池,它也会快速且永久地降低电池的能量容量。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

这是一个使用 2 个 LM317 的简单恒流恒压设计。我必须自己制造一个,因为在市场上很难买到一个 4.35V 的充电器。电路过于简化,请记得添加电容和保护二极管。

充电前使用 R3 电位器在空载期间将 U2 输出设置为 4.35V。充满电时不会超过 4.35V。还要检查电池的制造商规格,我提到 4.35V +- 0.03V 充电电压。