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锂离子电池的原理

整理日期:2007-12-9 2:21:33 资料编辑: 点击次数:

锂离子电池是前几年出现的金属锂蓄电池的替代产品,它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极,放电时,锂变成锂离子,脱离电池阳极,到达锂离子电池阴极。锂离子在阳极和阴极之间移动,电极本身不发生变化。这是锂离子电池与金属锂电池本质上的差别。锂离子电池的阳极为石墨晶体,阴极通常为二氧化锂。充电时,阴极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子,并在阴极处合成锂原子。所以,在该电池中锂永远以锂离子的形态出现,不会以金属锂的形态出现,所以这种电池叫做锂离子电池。 

一、锂离子电池的充放电特性 

500mah的aa型锂离子电池的充放电特性曲线。单只锂离子电池的充电电压最好保持在4.1v+50mv,充电电流通常限制在1c(500ma)以下,否则会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池通常采用恒流/恒压充电模式,即先采用1c的恒定电流充电,电池电压不断上升,当上升到4.1v时充电器应立即转入恒压方式(4.1v+50mv),充电电流逐渐减小,当电池充足电时,电流降到涓流充电电流。用此方法,大约两个小时电池可以充足(500mah)。锂离子电池放电电流不应超过3c(1.5a),单体电池电压不应低于2.2v,否则会造成损坏。采用0.2c的放电电流,电池电压下降到2.7v时,可以放出额定电池容量(500mah),采用1c的放电电流时,电池能够放出90%的电池容量,另外环境的温度对电池的放电容量也会产生影响,所以规定了锂离子电池放电时的温度为-20℃~+60℃。锂离子电池的一个特点是比较容易显示剩余电量,因为锂离子电池的工作电压随时间徐徐下降,锂离子电池放电起始电压为4.1v(4.2v),放电终止电压为2.5v。 

二、锂离子电池的优缺点 

优点:1.工作电压高;2.体积小、重量轻、能量高;3.寿命长;4.安全快速充电;5.允许温度范围宽;6.放电电流小、无记忆效应、无环境污染。 

缺点:1.与干电池无互换性;2.不能快速充电;3.内部阻抗高;4.工作电压变化大;5.放电速率大,容量下降快,无法大电流放电。 

三、锂离子电池充电器 

下面介绍一种新型的锂离子电池充电器模块ps1719,它采用恒流/恒压方式控制锂离子电池充电。恒流、恒压调整方便,以充电电流减小到最大电流(恒流)的15%作为充满判别基准,并终止充电。此外还有充电显示和充满显示功能。ps1719模块工作电压为9v,内部结构 


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