有效延長(zhǎng)鋰離子電池壽命的充電和放電幾大方法

決定電池浮動(dòng)電壓的因素

主要的決定因素是電池陰極中使用的活性材料的電化學(xué)電勢(shì)，就鋰而言約為4V。增加其他化合物將提高或降低這個(gè)電壓。第二個(gè)因素是在電池容量、周期壽命、電池壽命和安全性之間取得平衡。圖2所示曲線顯示了電池容量和周期壽命之間的關(guān)系。

圖2：充電器浮動(dòng)電壓與電池容量和周期壽命

大多數(shù)鋰離子電池制造商都設(shè)置了一個(gè)4.2V浮動(dòng)電壓，以此作為容量和周期壽命之間的最佳平衡。用4.2V作為恒定限壓值(浮動(dòng)電壓)時(shí)，電池一般可以提供約500個(gè)充電/放電周期，然后電池容量降至80%。一個(gè)充電周期由一個(gè)滿充電至一個(gè)滿放電過(guò)程組成。多個(gè)淺放電過(guò)程合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)滿充電周期。

盡管利用降低浮動(dòng)電壓或最低充電電流終止方法充電至低于100%的容量最初會(huì)降低電池容量，但是隨著周期數(shù)增加到超過(guò)500次，較低浮動(dòng)電壓的電池容量可以超過(guò)較高浮動(dòng)電壓的電池容量。關(guān)于容量和充電周期數(shù)，圖3顯示了推薦浮動(dòng)電壓與降低浮動(dòng)電壓的比較情況。

圖3：周期壽命和容量與4.1V和4.2V浮動(dòng)電壓

由于不同的鋰離子電池化學(xué)材料和其他條件可能影響電池壽命，因此本文顯示的曲線只是估計(jì)的充電周期數(shù)和電池容量值。由于電池材料和制作方法的微小差別，甚至來(lái)自不同制造商的類似電池化學(xué)材料也可能產(chǎn)生有天壤之別的結(jié)果，電池制造商規(guī)定最終用戶必須使用的充電方法和浮動(dòng)電壓，以滿足電池容量、周期壽命和安全規(guī)格要求。不建議充電至高于推薦的浮動(dòng)電壓。很多電池含有電池組保護(hù)電路，如果超過(guò)最高電池電壓，該電路暫時(shí)斷開電池連接。一旦斷開，將電池組連接到充電器一般會(huì)復(fù)位電池組保護(hù)電路。電池組上常常印有一個(gè)電壓值，如單節(jié)電池為3.6V。這個(gè)電壓不是浮動(dòng)電壓，而是電池放電時(shí)的平均電池電壓。選擇電池充電器以延長(zhǎng)電池壽命

盡管電池充電器對(duì)電池的深度放電、放電電流和電池溫度不加以控制，但是所有這些因素對(duì)電池壽命都有影響，很多充電器具有能夠延長(zhǎng)電池壽命的功能，而且有時(shí)可以極大地延長(zhǎng)電池壽命。

電池充電器延長(zhǎng)電池壽命的作用主要由充電器的浮動(dòng)電壓和充電終止方法決定。凌力爾特公司的很多鋰離子電池充電器具有4.2V±1%(或更低)的固定浮動(dòng)電壓，但是有一些產(chǎn)品為4.1V和4.0V以及具有可調(diào)浮動(dòng)電壓。圖4顯示了一些具有較低浮動(dòng)電壓的電池充電器，用來(lái)給4.2V鋰離子電池充電時(shí)可以延長(zhǎng)電池壽命。

圖4：提供較低浮動(dòng)電壓以延長(zhǎng)電池壽命的電池充電器

不提供較低浮動(dòng)電壓選項(xiàng)的電池充電器也能延長(zhǎng)電池壽命。采用最小充電電流終止方法(C/10或C/x)的充電器通過(guò)選擇以恰當(dāng)?shù)某潆婋娏髦到K止充電周期，可以延長(zhǎng)電池壽命。

C/10終止大約僅將電池充電至其容量的92%，但是將提高周期壽命。C/5終止可以將周期壽命延長(zhǎng)一倍，但是電池充電量進(jìn)一步降低至約為容量的85%。圖5顯示了凌力爾特公司的幾款充電器，分別采用C/10(10%電流門限)或C/x(可調(diào)電流門限)充電終止模式。

圖5：用最小充電電流終止方法延長(zhǎng)電池壽命的電池充電器