正确选择锂电池充电系统
完整版了解一下锂电池充电IC的选择方案
随着手持设备业务的不断发展，对电池充电器的要求也不断增加。
要为完，我们必须权衡儿个因素。
在开始设计（IC）成这项工作而选择正确的集成电路标准、充电速率和成本等因素。
USB以前，我们必须考虑诸如解决方案尺寸、。
本文中，必须将这些因素按照重要程度依次排列，然后选择相应的充电器IC的一些特性。
此外，我我们将介绍不同的充电拓扑结构，并研究电池充电器IC们还将探讨一个应用和现有的解决方案。
锂离子电池充电周期锂离子电池要求专门的充电周期，以实现安全充电并最大化电池使用时。
电池位于完全充（CV）（CC）和恒定电FE间。
电池充电分两个阶段：恒定电流模式下，电流经过稳压达到两个CC满电压以下时，电流经过稳压进入电池。
在值之一。
如果电池电压非常低，则充电电流降低至预充电电平，以适应电池并防止电池损坏。
该阈值因电池化学属性而不同，一般取决于电池制造厂商。
一旦电池电圧升至预充电阈值以上，充电便升至快速充电电流电平。
典型电池的，但该电流也取）最大建议快速充电电流为 1C（C=1小时内耗尽电池所需的电流，目的是最大化电池使用时间。
对电'0.8C 决地电池制造厂商。
典型充电电流为（一般为4. 2V）,充电电流逐池充电时，电压上升。
一旦电池电圧升至稳压电压渐减少，同时对电池电圧进行稳压以防止过充电。
在这种模式下，电池充电时电流逐渐减少，同时电池阻抗降低。
如果电流降至预定电平（一般为快速充电电流的10%）,则终止充电。
我们一般不对电池浮充电，因为这样会缩短电池使用寿命。
图1以图形方式说明了典型的充电周期。
线性解决方案与开关模式解决方案对比将适配器电圧转降为电池电圧并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种：线性稳圧器和电感开关。
这两种拓扑结构在体积、效率.解决方案成本和电磁干扰（EMI）辐射方面各有优缺点。
我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。
一般来说，电感开关是获得最高效率的最佳选择。
利用电阻器等检测组件，在输出端检测充电电流。
磷酸铁锂电池充电正确方法
磷酸铁锂电池充电正确方法一、磷酸铁锂电池简介磷酸铁锂电池是一种高性能、长寿命、环保的锂离子电池，广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。
为了充分发挥磷酸铁锂电池的性能，正确的充电方法至关重要。
二、磷酸铁锂电池充电参数磷酸铁锂电池的充电参数包括充电电流、充电电压和充电时间。
1. 充电电流为了延长电池寿命，常规充电时应选择较小的充电电流，典型值为0.3C-0.5C。
其中C为电池的额定容量，例如一个100Ah的电池，充电电流可选择为30A-50A。
2. 充电电压充电电压是控制电池充电状态的关键参数之一。
磷酸铁锂电池的标准充电电压为3.6V/单体，截止充电电压为3.7V/单体。
当充电电压达到截止充电电压时，应立即停止充电，以避免过充。
3. 充电时间充电时间需要根据电池容量和充电电流来确定。
典型的充电时间为10-12小时，但具体时间需根据电池参数和实际情况进行调整。
三、磷酸铁锂电池充电步骤正确的充电步骤能够确保电池的安全性和寿命。
1. 准备工作在开始充电之前，需要确保充电设备正常工作，充电线路连接可靠，并检查电池表面是否有损坏或异物。
2. 设置充电参数根据电池要求和充电设备的能力，正确设置充电电流和充电时间。
确保充电电压与电池要求匹配，以避免过充或欠充。
3. 连接充电设备使用正确的连接适配器和充电器连接电池，确保连接牢固，不会引起电池和充电设备之间的电弧或短路。
4. 开始充电确认连接无误后，启动充电设备开始充电。
在充电过程中，应定期检查充电电流、电压和时间，确保正常充电。
5. 充电结束当充电电流下降到设定的截止充电电流，或充电时间达到预设时间时，应立即停止充电。
拔出充电设备后，断开电池和充电设备之间的连接。
6. 充电后处理充电完成后，及时将电池从充电设备中取出，并妥善保管。
在存放和使用过程中，应避免强热、强光和潮湿环境。
四、磷酸铁锂电池充电注意事项在进行磷酸铁锂电池充电时，还需要注意以下事项。
1. 使用合适的充电设备选择适用于磷酸铁锂电池充电的设备，以确保充电过程的稳定和安全。
高压锂离子电池组的四种充电方式
高压锂离子电池组的四种充电方式高压锂离子电池组的四种充电方式摘要：本文介绍了高电压锂离子电池组的四种充电方法，并进行了优缺点的比较。
锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是一种理想电源。
在实际使用中，为了获得更高的放电电压， 一般将至少两只单体锂离子电池串联组成锂离子电池组使用。
目前，锂离子电池组已经广泛应用于笔记本电脑、电动自行车和备用电源等多种领域。
因此如何在充电时将锂离子电池组使用好显得尤为关键，现将锂离子电池组常用的几种充电方法以及本人认为的最适合的充电方法试述如下：1 普通的串联充电目前锂离子电池组的充电一般都采用串联充电，这主要是因为串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。
但由于单体锂离子电池之间在容量、内阻、 衰减特性、自放电等性能方面的差异，在对锂离子电池组串联充电时，电池组中容量最小的那只单体锂离子电池将最先充满电，而此时，其他电池还没有充满电，如 果继续串联充电，则已充满电的单体锂离子电池就可能会被过充电。
而锂离子电池过充电会严重损害电池的性能，甚至可能会导致爆炸造成人员伤害，因此，为了防止出现单体锂离子电池过充电，锂离子电池组使用时一般 配有电池管理系统（Battery Management System，简称BMS），通过电池管理系统对每一只单体锂离子电池进行过充电等保护。
串联充电时，如果有一只单体锂离子电池的电压达到过充保护电压， 电池管理系统会将整个串联充电电路切断，停止充电，以防止这只单体电池被过充电，而这样会造成其他锂离子电池无法充满电。
经过多年的发展，磷酸铁锂动力电池由于具有较高的安全性、很好的循环性能等优势，已经基本能满足电动车特别是纯电动轿车的要求，工艺上也基本具 备了大规模生产的条件。
然而，磷酸铁锂电池的性能与其他锂离子电池存在着一定的差异，特别是其电压特征与锰酸锂电池、钴酸锂电池等不同。
以下是磷酸铁锂与 锰酸锂两种锂离子电池的充电曲线与锂离子脱嵌对应关系的比较：图1 锰酸锂电池锂离子脱嵌与充电曲线对应关系图2 磷酸铁锂电池锂离子脱嵌与充电曲线对应关系从上图的曲线不难看出，磷酸铁锂电池在快充满电时，锂离子几乎完全从正极脱嵌到负极，电池端电压会快速上升，出现充电曲线的上翘现象，这样会导 致电池很容易达到过充电保护电压。
锂电池的充放电系统
本科毕业论文（设计、创作）题目：锂电池的充放电系统学生姓名：学号：1002149所在院系：专业：电气工程及其自动化入学时间：2010 年9 月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士导师所在单位：完成时间：2014 年 5 月安徽三联学院教务处制锂电池的充放电系统摘要：随着时代的发展，便携化设备应用的越来越广泛，而锂电池则成为便携化设备的主要的电源支持。
锂电池与其他二次电池不同的是更需更安全高效的充电控制要求，因为这些特点让锂电池在实际的使用中有很多不便。
因此，基于特征的锂离子电池的充电和放电特性，锂离子电池充电的充电过程和控制单元的的发展趋势，本文设计出了一款智能充放电系统。
本文设计的控制单元大部分是由基于MAX1898的充电电路和AT89C51的控制单元构造而成。
以LM7805 为MAX1898与AT89C51提供电源支持。
本文还提供了用于锂离子电池的充电和放电控制系统的程序框图和功能。
锂离子充电电池和锂离子电池，微控制器，发电，转换和电压隔离光耦部分，放电特性充电芯片，锂离子电池充电电路设计，锂离子电池的程序设计充电作为主要内容本文。
关键词：单片机、MAX1898、AT89C51Li-ion battery charge and discharge system Abstract：With the progress of the times, portable device applications more widely, and lithium battery becomes more portable equipment's main power supply support. Lithium secondary batteries with other difference is safer and more efficient charging needs control requirements , because these features make lithium batteries have a lot of inconvenience in actual use . Therefore, The body on the characteristics of lithium ion rechargeable electric discharge pool,the development trend of lithium-ion battery charging process and control unit , the paper designed an intelligent charging and discharging system . This design of the control unit is constructed from long MAX1898 -based charging circuit and a control unit from AT89C51 . Provide power supply support for LM7805 MAX1898 with AT89C51. This article also provides a block diagram and function for lithium-ion battery charge and discharge control system.Lithium- ion battery characteristics , charge and discharge characteristics of lithium -ion batteries , the introduction of lithium-ion battery charging circuit design, rechargeable lithium-ion battery is designed to generate part of the program the microcontroller parts, power supply , voltage conversion and opto-isolated part of the charging chip , etc. as the main content of the paper .Key words: SCM,STC89c51, MAX1898目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1 课题研究的背景 (4)第2章电池的充电方法与充电控制技术 (8)2.1 电池的充电方法和充电器 (8)2.1.1 电池的充电方法 (8)2.1.2 充电器的要求和结构 (12)2.1.3 单片机控制的充电器的优点 (13)2.2 充电控制技术 (14)2.2.1 快速充电器介绍 (14)2.2.2 快速充电终止控制方法 (15)第3章锂电池充电器硬件设计 (18)3.1 单片机电路 (18)3.2 电压转换及光耦隔离电路 (21)3.3 电源电路 (23)3.4 充电控制电路 (24)3.4.1 MAX1898充电芯片 (24)3.4.2 充电控制电路的实现 (30)第4章锂电池充电器软件设计 (32)4.1程序功能 (32)4.2 主要变量说明 (32)4.3 程序流程图 (32)第5章结论与展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第1章绪论1.1课题研究的背景电池可以说是一种由电化学氧化还原转换成电力的化学物质。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案随着电动车的普及，充电问题成为限制其发展的瓶颈之一、传统的充电设备需要较长的时间来完成充电过程，影响用户的使用体验。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案的出现，将为电动车的充电问题提供了新的解决方案。
1.高能量密度：超级快充动力锂电池系统采用了高能量密度的锂电池技术，使得电池具有更高的储能能力。
用户只需要短时间的充电，就可以得到更长的续航里程。
2.快速充电：超级快充动力锂电池系统能够在非常短的时间内完成充电过程。
通过先进的充电控制技术，可以在数分钟内将电池的电量充满，大大缩短了用户等待的时间。
3.长寿命：超级快充动力锂电池系统采用了先进的电池管理系统，可以对电池进行精确的管理和充电控制。
这不仅可以保证电池的寿命，还可以提高电池的安全性和可靠性。
为了实现超级快充动力锂电池系统的快速充电，充电桩技术也需要进行相应的创新。
新一代的超级快充电桩解决方案应具备以下几个特点：1.高功率输出：超级快充电桩需要具备较高的功率输出能力，以便快速充电。
采用高功率输出的充电桩，可以大大提高充电速度，减少用户等待的时间。
2.智能充电控制：超级快充电桩应配备智能充电控制系统，能够根据电池的电量和需求情况，调节充电电流和电压。
这样可以最大程度地保护电池的寿命，同时提高充电效率。
3.充电桩网络化：超级快充电桩应具备网络化的功能，可以实现与充电管理系统的连接。
通过网络连接，可以实现充电桩的智能化管理和远程监控，提高服务的效率和质量。
4.多功能服务：超级快充电桩除了提供快速充电服务外，还可以配备多功能设施，如充电宝出租、充电咖啡馆、充电休闲区等。
这样可以提供更多元化的服务，增加用户的使用体验。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案的出现，将极大地改善了电动车的充电问题。
用户只需数分钟，即可快速完成充电，大大提高了充电的效率和便利性。
同时，新一代的充电桩技术也可以提供更多样化的服务，为用户提供更好的使用体验。
电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法
电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法陈洋;李荣正【摘要】电池管理系统的优劣直接影响动力电池性能的发挥以及整个系统的安全性.从锂电池的特点出发,设计了相关的硬件电路和控制软件,提出一种对串联锂电池组的有效管理方法,实现对串联锂电池组工作状态下的监控.实验结果证明,系统能对串联锂电池组高效、安全的使用提供有效的保障.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2015(029)003【总页数】5页(P213-217)【关键词】电池管理系统;均衡控制;新能源;串联锂电池组【作者】陈洋;李荣正【作者单位】上海工程技术大学电子电气工程学院,上海201620;上海工程技术大学电子电气工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TM912.9Keywords:batterymanagementsystem(BMS);balancedcontrolling;newenergy;seriesconnectedLi-ionbatteries能源危机和环境污染已然成为影响社会发展的两大难题,当今世界各国都在致力于解决这两大难题[1].在世界各国人民不断呼吁“低碳生活”的背景下,新能源开始占据着越来越重要的地位,锂电池作为新能源的一部分,得到了空前的发展.尤其近年来电动汽车的发展,更将锂电池的应用推向一个新的高峰.我国政府和企业不断加大对电动汽车产业的投入,迫切希望提升电动汽车的自主研发能力[2],而电池管理系统正是制约其发展的关键因素. 近年来,虽然我国在电池管理系统技术方面取得了很多突破,但是在数据采集的可靠性和安全性等方面仍需进一步改善.电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法尤其注重系统数据的可靠性,确保锂电池组的安全使用.由于功率和电压的限制,锂电池在大多数应用场合都需要串联使用,然而锂电池在容量、内阻、自放电率上的不同很容易造成电池容量的差异,因为“木桶效应”的存在,整个锂电池组的有效容量就会取决于最小容量的单体电池[3].除此之外,确保锂电池在使用过程中的安全性也同样具有挑战.因此,为锂电池组配备电池管理系统以确保电池组高效、安全的使用就变得至关重要了.电池管理系统及其均衡充电系统主要由主控单元、电池电压转换单元、充电控制单元、均衡放电单元组成.主控单元主要负责电池电压、负载电流、环境温度的采集和显示,电池的均衡判断,以及其他异常状态的处理;电池电压采样单元负责将单节锂电池端电压的模拟信号转换为数字信号;充电控制单元主要负责充电过程中充电电压和充电电流的控制;均衡放电单元负责在电池电压达到放电阈值时提供一条能量释放通道,确保电池不超过其极限电压,系统结构框图如图1所示.根据电池管理系统及其均衡充电系统的功能,分别设计了主控单元、电池电压转换单元、充电控制单元和均衡放电单元的相关硬件电路.系统主控单元的电路设计主要包含了单片机最小硬件系统设计、温度测量电路、电流测量以及液晶显示电路的设计.系统主控芯片选用了STC系统的单片机,其单时钟/机器周期(1T)的工作模式大大提高了系统运行速度,丰富的外围接口以及极低的成本使其在很多场合都应用广泛;温度的测量选用了DALLAS公司生产的单线数字式集成温度传感器ds18B20,其具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高等特点;电流测量采用串联电流采样电阻方式,利用差分放大器提取采样电阻两端电压,单片机AD端口采样该电压,通过一定的计算得到锂电池组的负载电流;系统的显示部分选用了硬件连接简单、控制方便、显示效果丰富的工业串口液晶屏,主控单元电路如图2所示.由于锂电池对电压非常敏感,必须精确测量锂电池的端电压,精确的电压测量也是决定电池管理系统优良的关键因素.常用针对串联锂电池组的电压采样方法主要有串联电阻分压法、浮动地技术法和线性放大器差分采样法等[4].这些方法虽然各有利弊,但是随着微电子技术的发展,单片集成度越来越高,使用单片系统已经成为一种趋势.本系统采用了ADI推出的串联锂电池组电压采集芯片AD7280A,电池电压转换单元的具体电路原理图如图3所示.锂电池充电一般分为3个阶段:预充电阶段、恒流充电阶段和恒压充电阶段,预充电主要针对深度放电的锂电池,以小电流充电来修复深度放电的电池,当锂电池电压上升到一定的值后,便可进入恒流充电,锂电池的电能补充大部分是在恒流充电阶段完成的,此时锂电池端电压不断上升,最后进入恒压充电,维持锂电池端电压不变,充电电流开始下降,直至下降到设定的阈值,锂电池的电能就补充完成.本系统选用了德州仪器(TI)公司推出的同步开关模式电池充电控制器BQ24650,除了包含上述基本功能外,它还拥有温度控制功能,由于锂电池充电的温度范围为0~45℃,当不满足这一条件时,它能自动暂停充电,直到温度重新回到合理范围内,再次开启充电,充电控制单元的原理图如图4所示.锂电池在充电过程中必须严格控制电池端电压,电池一旦过压不但使电池容量受损,而且容易引发安全事故[5].电池均衡方式分为主动式均衡和被动式均衡两种[6],主动式均衡能够将电量相对充足的电池的能量向电量相对低的电池转移,能量的利用率高,并且在充放电阶段都可实现.而主动式均衡控制复杂,成本高,相关技术并不成熟,所以目前应用较广的还是被动式均衡.被动式均衡一般均采用并联电阻方式,将多余的电池能量以热能方式耗散掉,当某节电池需要均衡时,为电池提供一条放电通路,被动式均衡通常用于充电阶段,当电池达到充电上限电压时,避免电池电压继续上升,均衡放电单元电路如图5所示.电池管理系统及其均衡充电系统的软件以KeiluVision4为开发环境,采用C语言编程,系统的软件流程图如图6所示.系统上电之后首先进行系统初始化,包括端口、系统时钟、打开看门狗等设置,然后进入工作循环,启动电池电压的转换,通过SPI通信读取电压转换单元的电压转换结果,接着采集环境温度以及锂电池组的负载电流情况,包括是否有电池电压达到设定的均衡阈值,是否有电池电量不足,环境温度是否在正常范围内等,进行分析判断,根据情况采取措施,最后将锂电池组的各种状态信息进行显示.选取6节串联锂电池组,对每节锂电池进行单独放电处理,使得锂电池组中出现电压不平衡,然后对串联锂电池组进行充电,测量并记录锂电池组在均衡和未均衡情况下充电前和充电后的单节锂电池电压,重复进行多次实验,其中两次实验的数据分别见表1和表2.在串联锂电池组的使用中,如果不采取均衡措施,整个锂电池组的容量取决于在充电状态下最先达到充电上限电压的那节电池,而最先达到充电上限电压的电池容量往往是整个电池组中容量最低的电池,因此,整个锂电池组的实际容量就大大降低.通过上述的实验结果表明,采取了均衡措施以后,每个单节锂电池的能量都能得到有效补充,从而有效避免了这一问题.电池管理系统及其均衡充电的方法搭建了一个基本的电池管理系统模型,主要解决了由于串联锂电池组的物理特性不一致而引起的充电不平衡问题,并且能够对其工作状态进行监视,在出现不正常状态时及时切断主回路,并发出提示信息,从而避免安全事故的发生,为串联锂电池组的安全、高效使用提供了行之有效的解决方案.[1] Vechiu I,Curea O,Camblong H. Transient operation of a four-leg inverter for autonomous applications with unbalanced load [J].IEEE Tra ns actions on Power Electronics,2010,25(2):399-407.[2] 汪世国.电动汽车电池管理系统(BMS)现状分析[J].汽车实用技术,2014(2):65-67.[3] 李仲兴,余峰,郭丽娜. 电动汽车用锂电池组均衡控制算法[J].电力电子技术,2011,45(12):54-56.[4] 王振世.基于MC9S12XET256和AD7280锂电池组管理系统的研究和设计[D].沈阳:辽宁大学,2012.[5] 蒋原,杜晓伟,齐铂金.基于Freescale单片机的电池管理系统设计[J].现代电子技术,2011,34(1):164-166,172.[6] 陈志.电动汽车电池均衡技术的研究[D].南京:南京航空航天大学,2014.[7] 姜点双,赵久远,宋军,等.电动汽车动力电池管理系统控制方法研究[J].汽车工程学报,2014,4(6):424-429.[8]Santhanagopalan S,White R E. State of charge estimation using an unscent ed filter for high power lithium ion cells[J]. International Journal of Energy Research,2010,34(2):152-163.[9] 邱斌斌,刘和平,杨金林,等.一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统[J].电工电能新技术,2014,33(1):71-75.[10]Oliver G,Steven C. Optimizing electric vehicle battery life through battery t hermal management[J].SAE International Journal of Engines,2011,4(1):1928 -1943.通信作者: 安小雪(1985-),女,助理实验师,硕士,研究方向为机器视觉.E-mail:****************。
锂电池快充方案
锂电池快充方案引言随着智能设备的普及和便携性的要求不断增加，锂电池作为一种高能量密度、长周期寿命和较低自放电率的电池技术，逐渐成为主流。
然而，传统的锂电池充电时间长、效率低的问题也限制了其应用范围。
为了解决这个问题，科技公司和电池制造商们纷纷推出了各种锂电池快充方案。
本文将介绍几种常见的锂电池快充方案以及它们的优缺点。
USB-PD快充USB Power Delivery（USB-PD）是一种智能充电技术，可以通过USB接口为设备提供更高功率输出。
与传统USB接口相比，USB-PD可以提供更高的电压和电流，从而实现更快的充电速度。
USB-PD快充的优点在于广泛的适应性，因为几乎所有现代智能设备都支持USB接口。
此外，USB-PD具有逆向兼容性，可以通过适配器连接到不同类型的设备。
然而，USB-PD快充也存在一些限制，例如需要支持USB-PD的充电器和电缆，以及设备自身必须支持USB-PD协议。
快充充电协议除了USB-PD快充，还有一些其他的快充充电协议，例如Qualcomm的Quick Charge和OPPO的VOOC。
这些协议通常与特定品牌或型号的智能设备兼容，并使用专有的充电器和电缆来提供更高效的充电体验。
快充充电协议的优点在于它们可以针对特定品牌和设备进行优化，提供更高的充电效率和更短的充电时间。
然而，这也意味着用户在购买和使用快充充电器时需要注意兼容性问题。
GaN快充技术氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料，具有更高的能量转换效率和更小的体积。
在锂电池快充方案中，GaN技术可以用于充电器的设计，以提供更高的功率输出和更小的体积。
GaN快充技术的优势在于它可以大大减小充电器的尺寸和重量，同时提供更高的充电效率。
然而，由于GaN技术仍处于发展阶段，目前市场上的GaN充电器相对较少，价格也相对较高。
无线快充技术无线快充是一种无需通过电缆连接即可充电的技术。
它通过电磁感应或电磁共振将电能传输到设备上进行充电。
锂离子电池及充电方案详解
锂离子电池及充电方案详解一、锂离子电池的工作原理正极材料通常是由锂离子化合物（如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等）制成，负极材料通常是石墨。
在充电过程中，锂离子从正极材料中嵌入负极材料中，同时电子从负极流向正极，电池处于充电状态。
在放电过程中，锂离子从负极材料中脱出，返回正极材料，同时电子从正极流向负极，电池处于放电状态。
二、锂离子电池的组成结构1.正极：正极材料通常是由锂离子化合物制成，如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等。
正极材料的选择和优化直接影响到电池的性能和安全性。
2.负极：负极材料通常是石墨，石墨具有良好的电导性和稳定性，能够承受锂离子的嵌入和脱出。
3.电解液：电解液是锂离子在正负极之间传输的介质，通常由有机溶剂和锂盐组成。
有机溶剂可以是碳酸酯、碳酸酯酮等，锂盐通常是锂盐酸酯。
4.隔膜：隔膜用于隔离正负极，防止短路和电池内部反应的发生。
隔膜通常是由聚合物材料制成，如聚乙烯、聚丙烯等。
三、锂离子电池的充电过程1.恒流充电：在恒流充电阶段，充电电流保持不变，直到电池电压达到预设值。
在这个阶段，锂离子从负极材料脱出，在电解液中迁移至正极材料。
2.恒压充电：当电池电压达到预设值后，进入恒压充电阶段。
在这个阶段，充电电压保持不变，直到充电电流降低到一定程度，电池充满。
四、锂离子电池的充电方案锂离子电池的充电方案可以分为锂离子电池是一种常见的可充电电池，它具有高能量密度、长寿命和较低的自放电率等优点，因此被广泛应用于移动设备、电动汽车和储能系统等领域。
在这篇文章中，我们将详细介绍锂离子电池的原理、充电过程和充电方案。
锂离子电池的原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来存储和释放电能。
锂离子电池的正极材料通常是钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）或锰酸锂（LiMn2O4），负极材料是石墨。
在充电过程中，锂离子从正极材料中脱嵌，并通过电解质溶液迁移到负极材料中嵌入。
而在放电过程中，则是相反的过程，锂离子从负极材料中脱嵌，并返回到正极材料中嵌入。
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正确选择锂电池充电系统正确选择锂电池充电系统中心议题：决定锂离子充电系统注意事项电池锂离子电池">锂离子电池充电终止方法锂离子充电应用实例解决方案：锂离子充电线性解决方案锂离子充电周期波形分析开关式充电解决方案在有些应用中，较长的电池寿命电池寿命、较多的充电次数或较安全的电池比电池容量更重要。
本文介绍几种可以极大延长电池寿命的锂离子电池充电和放电方法。
几乎所有高性能便携式产品都会使用包括锂离子聚合物电池在内的可再充电锂离子电池，这是因为与其他可再充电电池相比，锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命非常长，而且环保，且充电和维护简单。
另外，由于其具有相对高的电压（2.9V至4.2V），因此很多便携式产品都能用单节电池工作，从而简化了产品总体设计。
C速率等于特定条件下的充电或放电电流，定义如下：I=M×Cn其中：I=充电或放电电流，单位为A；M=C的倍数或分数；C=额定容量的数值，单位为Ah；N=小时数（对应于C）。
以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。
例如，如果标称容量是1000mAhr,那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流，C/10的速率对应100mA的放电电流。
通常生产商标定的电池容量都是指n=5时，即5小时放电的容量。
例如，上述电池在200mA恒流放电时能够提供5小时的工作时间。
理论上该电池在1000mA恒流放电时能够提供1小时的工作时间。
然而实际上由于大电池放电时效能降低，此时的工作时间将小于1小时。
给锂离子电池充电的推荐方法是，向电池提供一个±1%限压的恒定电流，直到电池充满电，然后停止充电。
用来决定电池何时充满电的方法包括：给总的充电时间定时、监视充电电流或兼用这两种方法。
第一种方法采用限压恒定电流，变化范围从C/2到1C,持续2.5至3小时，使电池达到100%充电。
也可以使用较低的充电电流，但是将需要更长时间。
第二种方法与第一种方法类似，只是需要监视充电电流。
随着电池的充电，电压上升，这与采用第一种方法时完全相同。
电池电压达到编程限压值（也称为浮动电压）时，充电电流开始下降。
电流一开始下降时，电池约充电至容量的50%至60%.浮动电压继续提供，直到充电电流降至足够低的水平（C/10至C/20），这时电池约充电至容量的92%至99%,充电周期终止。
目前，要为标准锂离子电池快速充电（不到1小时）至容量的100%,还没有一种安全的方法。
有些锂离子电池充电器允许使用热敏电阻监视电池温度。
这么做的主要目的是，如果电池温度超出推荐的0℃至40℃窗口范围，就禁止充电。
与镍镉或镍氢金属电池不同，锂离子电池在充电时温度上升非常少。
图1是一个典型的锂离子电池充电曲线，图中显示了充电电流、电池电压和电池容量随时间的变化。
那么怎样才能正确地为锂离子电池充电呢？锂离子电池最适合的充电过程可以分为四个阶段：涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止。
参考图1.阶段1:涓流充电--涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充（恢复性充电）。
在电池电压低于3V左右时，先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。
阶段2:恒流充电--当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。
恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。
恒流充电时的电流并不要求十分精确，准恒定电流也可以。
在线性充电器设计中，电流经常随着电池电压的上升而上升，以尽量减轻传输晶体管上的散热问题。
大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间，因此这种做法不可取。
当以更高电流充电时，由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升，电池电压会更快速地上升。
恒流充电阶段会变短，但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加，因此总的充电周期时间并不会缩短。
阶段3:恒压充电--当电池电压上升到4.2V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。
为使性能达到最佳，稳压容差应当优于+1%.阶段4:充电终止--与镍电池不同，并不建议对锂离子电池连续涓流充电。
连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。
这会使电池不稳定，并且有可能导致突然的自动快速解体。
有两种典型的充电终止方法：采用最小充电电流判断或采用定时器（或者两者的结合）。
最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流，并在充电电流减小到0.02C 至0.07C范围时终止充电。
第二种方法从恒压充电阶段开始时计时，持续充电两个小时后终止充电过程。
上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需要2.5至3小时。
高级充电器还采用了更多安全措施。
例如如果电池温度超出指定窗口（通常为0℃至45℃），那么充电会暂停。
1决定锂离子电池周期寿命或服务寿命的因素不存在任何延长或缩短电池寿命的单一因素，而常常是几种因素合起来发挥作用。
就延长周期寿命而言有以下方法可以延长电池寿命：1).采用部分放电的做法。
在再充电前仅使用20%或30%的电池容量会极大延长周期寿命。
作为一个一般性的规则，5至10个浅放电周期等于1个满放电周期。
尽管部分放电周期可能达到数千次，但是保持电池处于满充电状态也缩短电池寿命。
如果可能，应该避免满放电周期（降至2.5V或3V,取决于化学材料）。
2).避免充电至容量的100%.选择一个较低的浮动电压可以做到这一点。
降低浮动电压将提高周期寿命和服务寿命，代价是降低电池容量。
浮动电压降低100mV至300mV可以将周期寿命延长2至5倍或更长。
与其他化学材料相比，锂离子钴化学材料对较高浮动电压更敏感。
磷酸锂离子电池一般比更常见的锂离子电池的浮动电压低。
3).选择合适的充电终止方法。
选择一个采用最小充电电流终止（C/10或C/x）的充电器，通过不充电到容量的100%,也可以延长电池寿命。
例如，电流降至C/5时结束充电周期与将浮动电压降至4.1V的效果类似。
在这两种情况下，电池都只充电至约为容量的85%,这是决定电池寿命的一个重要因素。
4).限制电池温度。
限制电池的极限温度可以延长电池寿命，尤其是禁止在0℃以下充电。
在0℃以下充电促进金属在电池阳极上的镀敷，这可能造成内部短路，产生热量并使电池不稳定和不安全。
很多电池充电器都有测量电池温度的装置，以确保不会在极限温度时充电。
5).避免大的充电和放电电流，因为这会缩短周期寿命。
有些化学材料更适合较大电流，如锂离子锰和磷酸锂离子电池。
大电流给电池施加了过大的压力。
6).避免低于2V或2.5V的深度放电，因为这会迅速永久性损坏锂离子电池。
可能发生内部金属镀敷，这会引起短路，使电池不可用或不安全。
大多数锂离子电池在电池组内部都有电子电路，如果充电或放电时电池电压低于2.5V、超过4.3V或如果电池电流超过预定门限值，该电子电路就会断开电池连接。
2锂离子充电--系统注意事项要快速可靠地完成充电过程需要一个高性能的充电系统。
为实现可靠且经济高效的解决方案，设计时应当考虑到以下系统参数：2.1输入源许多应用都采用极廉价的墙式适配器作为输入电源。
其输出电压主要依赖于交流输入电压和从墙式适配器流出的负载电流。
在美国标准的墙面插座上交流母线输入电压的变化范围一般为90VRMS至132VRMS.假设额定输入电压为120VRMS,容差为+10%,?25%.充电器必须为电池提供适当的稳压措施，从而不受输入电压的影响。
充电器的输入电压与交流母线电压和充电电流成比例：VO=2VIN×a-1O（REQ+RPTC）-2×VFDREQ是次级绕组的电阻与初级绕组反射电阻的和。
RPTC是PTC的电阻，VFD是桥式整流器的前向压降。
此外变压器磁芯损失也会使输出电压略有降低。
利用汽车适配器充电的应用也会遇到类似的问题。
汽车适配器的输出电压典型范围为9V至18V.2.2恒流充电的速率和精度特定应用的拓扑结构选择可能要由充电电流来决定。
出于尺寸和成本方面的考虑，低档和中档的快速充电应用则倾向于采用线性解决方案，然而线性解决方案会以热的形式损失更多能耗。
对于线性充电系统来说，恒流充电的容差变得极为重要。
如果稳压容差太大，传输晶体管和其他元器件都需要更大体积，从而增加尺寸和成本。
此外，如果恒流充电电流过小，整个充电周期将会延长。
2.3输出电压的稳定精度为了尽可能地充分利用电池容量，输出电压稳压精度非常关键。
输出电压精度的小幅度下降也会导致电池容量的大幅减少。
然而出于安全和可靠性方面的考虑，输出电压也不能随意设置得过高。
图2显示出了输出电压稳定精度的重要性。
3充电终止方法毋庸置疑，过充始终是锂离子电池充电的心头大患。
准确的充电终止方法对于安全可靠的充电系统来说非常关键。
3.1电池温度监控一般情况下，锂离子电池充电时的温度范围应当在0℃至45℃。
在此温度范围之外对电池充电会导致电池过热。
在充电周期中，电池内的压力上升还会导致电池膨胀。
随着温度上升，压力也会过大，这可能会导致电池内部的机械破裂或材料泄漏，严重时还有可能导致爆炸。
在此温度范围之外对电池充电还会损害电池的性能，或缩短电池的预期寿命。
通常锂离子电池包内都采用了热敏电阻来准确测量电池温度。
充电器检测热敏电阻的阻值，当阻值超出规定工作范围，即温度超过规定范围时，充电被禁止。
3.2电池放电电流或反向泄漏电流在许多应用中，即使输入电源不存在，充电系统仍然与电池相连。
充电系统必须保证输入电源不存在时，从电池汲取的电流极小。
最大泄漏电流应当小于几个微安，通常应小于一个微安。
4锂离子充电--应用实例将以上几点系统注意事项事先充分考虑，就能开发出适合的充电管理系统。
4.1线性解决方案当存在稳压良好的输入电源时，通常采用线性充电解决方案。
在此类应用中，线性解决方案的优点包括易用、尺寸小以及成本低。
由于线性充电解决方案效率低因此影响设计的最重要因素就是散热设计。
最糟的情况是器件从涓流充电阶段向恒流充电阶段转换时，在此情况下，传输晶体管必须散发最大的热能，必须在充电电流、系统尺寸、成本和散热要求之间进行权衡。
例如，应用中需要利用一个5V±5%的输入电源以0.5C或1C的恒定电流对一个1000mAh的单节锂离子电池充电。
图3显示了如何利用Microchip的MCP73843构成一个低成本的独立解决方案，只需要极少量的外部元器件，就可以实现所需要的充电算法。
MCP73843完美地结合了高精度恒流充电、恒压稳压以及自动充电终止等功能。
为进一步减小线性解决方案的尺寸、降低其成本和复杂性，许多外部元器件都可以集成到充电管理控制器中。
先进的封装可以提供更高的集成度，当然也会牺牲一定的灵活性。
此外此类充电管理控制器还会实现一定的热调节功能。
热调节功能可根据器件管芯温度来限制充电电流，从而可在保证器件可靠性的情况下优化充电周期时间，热调节功能大大降低了散热设计的工作量。