聚合物锂离子电池的充放电方式
聚合物锂离子电池测试标准
1.0 范围scope本规范规定了聚合物锂离子电池定义、要求、测验方法。
本规范适用于聚合物锂离子电池（聚合物软包/固态/二次圆柱/一次圆柱），不适用于动力电池。
2.0 变更记录change record3.0 引用标准reference standard下列是本文引用的标准。
执行本规范时，所示版本均应为有效版本。
使用本规范的各部门应注意下列引用标准是否是最新版本。
GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语GB/T18287-2000蜂窝电话用锂离子电池总规范UL 1642 锂电池安全测试标准4.0 定义definition4.1充电限制电压--电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。
4.2标称容量一指电池在环境温度为 25± 2 C的条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示,单位为Ah（安培小时）或mAh（毫安小时）。
4.3恢复容量一在规定的温度、时间下贮存一段时间，电池放电后进行充电，并再次放电的容量。
4.4标称电压一用以标识电池电压的适宜的近似值。
4.5终止电压一规定放电终止时电池的负载电压。
4.6漏液一可见液体电解液的漏出。
4.7鼓胀一电池内部压力增加，内有气体，厚度（直径）膨胀率 108%以上。
4.8破裂一由于内部外部因素引起电池外壳的机械变形，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。
4.9起火一电池有可见火焰或冒黑烟等。
4.10爆炸一电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。
4.11聚合物软包一外包装膜为铝塑膜可循环充放电使用的电池。
4.12聚合物固态一外包装膜为铝塑膜，内部极片与隔膜混为一体可循环充放电使用的电池。
4.13聚合物二次圆柱一可循环充放电使用的聚合物圆柱电池。
4.14聚合物一次圆柱一不可再次充放电使用聚合物圆柱电池。
5.0 测试条件和要求test conditions and requirement5.1测试条件Testing conditions除非测试项目另有规定，本规范中各项测试应在以下条件下进行：温度:25C± 2C;相对湿度：45% ± 20%;大气压力：86kPa—106kPa5.2测量仪表与设备要求Requirement of the testing equipment and meter测量电压的仪表准确度应不低于0.5级,内阻应不小于10k Q /V。
锂电池性能介绍
2)负极导电材料: 能够提高负极活性材料导电能力的材料, 一般为碳黑类材料,本身不提供能量. 3) 负极粘接材料: 能够将负极活性材料与集流体紧密粘接 的材料,油系一般为聚偏氟乙烯类材料,水系一般为丁苯胶乳, 本身不提供能量. 4) 负极集流体: 能够将负极活性材料的电能收集并输送到 极耳进而输送到电池外部的材料,主要为铜箔,铜网.
实例
如我们的P0132电池,采用的是: 电芯:比克;型号:523450AH 控制IC:台湾精能 ;型号:DWO1 MOS管:台湾富晶;型号:TM8205
ID电阻:10KNTC±5%
电路图的分析 电路图的分析:
1.下面介绍保护IC个引脚功能:VDD是IC电源正极,VSS是电源负极, V-是过流/短路检测端,Dout是放电保护执行端,Cout是充电保护执 行端. 2.保护板端口说明:B+,B-分别是接电芯正极,负极;P+,P-分别 是保护板输出的正极,负极;T为温度电阻(NTC)端口,一般需要 与用电器的MCU配合产生保护动作,后面会介绍,这个端口有时也标 为ID,意即身份识别端口,这时,图上的R3一般为固定阻值的电阻, 让用电器的CPU辨别是否为指定的电池. 保护板工作过程: 保护板工作过程:
锂离子电池电芯的主要材料及结构
一) 正负极 1 正极材料可分为以下几种: 1) 正极活性材料:能够提供能量的材料,一般为钴酸锂, 锰酸锂,镍酸锂,磷酸铁锂等. LiCoO2 LiMn2O4 LiNiO2 148mAh/g 180mAh/g 理论容量 274mAh/g 110mAh/g 165mAh/g 实际容量 140 mAh/g 2) 正极导电材料: 能够提高正极活性材料导电能力的材料, 一般为碳黑类材料,本身不提供能量. 3) 正极粘接材料: 能够将正极活性材料与集流体紧密粘接 的材料,一般为聚偏氟乙烯类材料,本身不提供能量.
聚合物锂电池中锂离子插入石墨层过程的探索
聚合物锂电池中锂离子插入中间相碳微球过程的探讨郭佳丽 刘晓群 曾毓群 (东莞新能源电子科技有限公司 523080)摘要中间相碳微球石墨已广泛作为聚合物锂离子电池的负极材料。
锂离子在石墨层间的插层过程 对电池性能、容量影响颇大。
本文使用恒电流充放电和循环伏安电化学方法探究了锂离子电池的 层间化合物（GIC）的形成过程，插层电位以及与充放电电流密度和电池容量的关系。
实验表明锂 离子插入/脱出石墨层间的量决定着电池的容量。
插入的越多容量越大。
充放电电流密度越小， GIC 化合物四阶反应进行越充分，放电曲线上出现较长的三个电压平台，电池充放电容量越高。
采用 较低的电压扫描速率可以清楚地描述四阶化合物的形成电位和氧化还原反应的过程。
关键词：聚合物锂离子电池 插层反应 石墨层间化合物1．前言聚合物锂离子电池是近年来发展最快的新型高能电池之一。
它具有质量轻，能量密度高，电 压平台高，循环寿命长，安全环保等优点。
聚合物锂离子电池正极一般采用强氧化性的 LixCoO2 作 活性材料；负极采用锂离子可自由进出、完成充放电过程而自身的形状不变的层状结构的石墨作 活性物质。
锂离子电池工作模式如图示一：eDCe-In te r c a la tio nL i+ D e -in te r c a la tio n L i+L i+L i+ Cu F o il Al F o ilG r a p h iteL iq u id E le c tr o ly teP o s itiv e E le c tr o d e锂离子电池的负极锂离子电池的正极负极：nC + xLi+ +xe-< -----> LixCn 正极：LiCoO2<---->Li1-XCoO2 +xLi+ +xe图一 电池工作原理图 作为锂离子电池的负极材料主要有两个优点：高贮能性能；在 Li/Li 氧化还原电位附近有相 当的一个电压平台，满足聚合物锂离子电池优良性能要求。
锂离子聚合物电池的操作使用
锂离子聚合物电池的操作使用
锂离子聚合物电池是当前智能移动设备电池的主流之一，不仅具有高能量密度、长寿命、轻量化等优势，还可以提供超长待机时间和更快的充电速度。
因此，了解如何正确使用锂离子聚合物电池以及相关的操作细节是非常重要的。
前置知识
在了解如何正确使用锂离子聚合物电池之前，需要了解一些基础知识。
锂离子聚合物电池是由多个单体聚合而成的高分子聚合物电池，其中包括三种
主要的组成部分：正极、负极和电解质。
锂离子从正极进入电解质，再到负极，反向过程在放电阶段发生。
操作使用
充电
正确的充电方式可以有效地延长锂离子聚合物电池的寿命，并确保安全性。
•使用官方或认证的电源适配器，以确保充电电压和电流稳定；
•不要在过热或过冷的环境中充电，因为这会影响电池寿命；
•当电池电量足够时应及时拔出充电器，过度充电会导致电池发热并降低电池寿命；
•充电时应保持电池处于适温状态，通常在0℃到45℃之间。
放电
在正常使用中，也需要注意一些细节来确保电池寿命和安全性。
•避免长时间放置充电或空电状态下，建议每月至少进行一次充放电；
•避免将电池从极端低温（低于-20℃）或高温（高于60℃）的环境中取出使用；
•避免使用低质量或不兼容的充电器或电池，这会增加电池过热和爆炸的风险；
•避免过度充电或过度放电，这会不可逆地损坏电池和降低其容量和寿命。
总结
电池是现代智能设备操作使用的重要组成部分，了解如何正确使用锂离子聚合物电池，可以确保设备的稳定性和长寿命。
在使用和操作时，一定要注意充放电的时间、环境、质量等多个因素，才能达到最佳的使用效果和安全性。
锂聚合物电池
两种电池的比 较
锂离子电池俗称“锂电”，是综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂 的过渡金属氧化物，如LiMn2O4。
（1）锂离子电池的优点： ①工作电压高，锂离子电池的工作电压在3.7V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。 ②比能量高。锂离子电池比能量已达140Wh/kg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。 ③循环寿命长。锂离子电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可达几万次，超过了其他几种二次电 池。 ④自放电小。锂离子电池月自放电率仅为6%～8%，远低于镍镉电池（25%～30%）及镍氢电池（30%～40%）。 ⑤无记忆效应。可以根据要求随时充电，而不会降低电池性能。 ⑥对环境无污染。锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。
感谢观看
技术人员为了缓解锂离子电池的危险，加入了能抑制锂元素活跃的成分（比如钴、锰、铁等等），但这些并 不能从本质上改变锂离子电池的危险性。
普通锂离子电池在过充、短路等情况时候发生时，电池内部可能出现升温、正极材料分解、负极和电解液材 料被氧化等现象，进而导致气体膨胀和电池内压加大，当压力达到一定程度后就可能出现爆炸。而聚合物锂离子 电池因为使用了胶态电解质，不会因为液体沸腾而产生大量气体，从而杜绝了剧烈爆炸的可能。
特点
锂聚合物电池是采用锉合金做正极，采用高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等做负极，有机溶剂 作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350W.h/kg，但比功率只有50-60W/kg，使用温度-40-70度，寿命约 330次左右。
充电宝充放电原理
充电宝充放电原理
充电宝的充放电原理实际上是通过电化学反应来实现的。
在充电宝内部，通常会有一个或多个锂离子电池或聚合物锂离子电池。
下面将分别介绍充电和放电的过程。
充电过程：
当充电器与充电宝连接时，充电器会提供一个比充电宝电压稍高的直流电源，通常是5V或9V。
首先，充电器中的直流电
通过充电宝的输入端充入充电宝。
此时，充电宝内部的充电控制电路将输入的直流电转换为恒定电流充电。
电池内部的化学反应开始进行，正极材料（如锂钴酸锂）上的锂离子逐渐脱离正极并移动到负极材料（如石墨）。
同时，电池内的电解液承担了电荷的传递，确保了正负极之间的离子交换。
当电池的电压达到设定值时，充电控制电路会切换为恒定电压充电，以维持电池的电压不变。
这个过程通常需要几个小时，直到电池充满。
放电过程：
当有外部设备（如手机或平板电脑）需要充电时，充电宝会通过输出端向设备提供电能。
在输出端，充电宝会提供一个比设备所需电压稍高的直流电源。
电流从充电宝的电池正极流向设备，同时，锂离子从电池的负极返回正极。
这个过程会不断地进行，直到充电宝的电池电量耗尽或设备电量充满。
总结起来，充电宝通过将外部电源的电能转化为化学能来充电，并通过电化学反应将化学能转化为电能来供应外部设备。
这种
充放电原理使得充电宝成为了一个便携式的充电设备，为人们在移动环境下提供了便利。
聚合物锂离子电池测试标准
1.0范围scope本规范规定了聚合物锂离子电池定义、要求、测验方法。
本规范适用于聚合物锂离子电池（聚合物软包/固态/二次圆柱/一次圆柱），不适用于动力电池。
2.03.0引用标准reference standard下列是本文引用的标准。
执行本规范时，所示版本均应为有效版本。
使用本规范的各部门应注意下列引用标准是否是最新版本。
GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语GB/T18287-2000蜂窝电话用锂离子电池总规范UL 1642 锂电池安全测试标准4.0 定义definition4.1充电限制电压--电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。
4.2标称容量—指电池在环境温度为25±2℃的条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示,单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。
4.3恢复容量—在规定的温度、时间下贮存一段时间，电池放电后进行充电，并再次放电的容量。
4.4标称电压—用以标识电池电压的适宜的近似值。
4.5终止电压—规定放电终止时电池的负载电压。
4.6漏液—可见液体电解液的漏出。
4.7鼓胀—电池内部压力增加，内有气体，厚度（直径）膨胀率108%以上。
4.8破裂—由于内部外部因素引起电池外壳的机械变形，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。
4.9起火—电池有可见火焰或冒黑烟等。
4.10爆炸—电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。
4.11聚合物软包—外包装膜为铝塑膜可循环充放电使用的电池。
4.12聚合物固态—外包装膜为铝塑膜，内部极片与隔膜混为一体可循环充放电使用的电池。
4.13聚合物二次圆柱—可循环充放电使用的聚合物圆柱电池。
4.14聚合物一次圆柱—不可再次充放电使用聚合物圆柱电池。
5.0测试条件和要求test conditions and requirement5.1测试条件Testing conditions除非测试项目另有规定,本规范中各项测试应在以下条件下进行：温度:25℃±2℃; 相对湿度:45%±20%;大气压力:86kPa—106kPa5.2测量仪表与设备要求Requirement of the testing equipment and meter测量电压的仪表准确度应不低于0.5级,内阻应不小于10kΩ/V。
锂电池原理及充电正确方法归纳总结
一、锂电池原理锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常见的正极材料主要成分为LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流．化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻．虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应．但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的．主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物．物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目．过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来．这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因．不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂．在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常．而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的．他们甚至说，所谓使用前三次全充放的“激活”也同样没有什么必要．然而为什么很多人深充放以后Battery Information 里标示容量会发生改变呢? 后面将会提到．锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片．其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值．这些数值在使用中会逐渐变化．我个人认为，使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况．充电控制芯片主要控制电池的充电过程．锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段( 电池指示灯呈绿色闪烁．恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0 ，而最终完成充电．电量统计芯片通过记录放电曲线（电压，电流，时间）可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在Battery Information 里读到的wh. 值．而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的．所以我们需要深充放来校准电池的芯片．二、手机锂电池工作原理手机锂电池的标称电压都是3.6V，充满后电压是4.2V，其实标准速率放电（0.2C，C是锂电池的容量）锂电池的放电平台一般是在3.7V，在锂电池包中其实还包括有一块保护板，保护板的主要作用是防止锂电池的过充过放及短路，所以虽然说在电池上标明了不能用金属物体短路电池的正负极，但其实你短路也没有关系的，保护板会动作切断放电回路。
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深圳市沃尔德电子
聚合物锂离子电池的充放电方式:
聚合物锂离子电池的充电方式与液体锂离子电池基本上相同，主要有两种方式：恒流充电和恒压充电，当然两者也可以交叉进行。
前者主要用于实验室研究，后者则较少用。
在恒流充电过程中，电压起始升高较快，容量一般随时间线性增加，内阻也不断增加。
商品锂离子电池则是先采用恒流充电，然后采用恒压充电。
电压、电流和充电量随充电时间的变化。
恒流、恒压充电方式最简单的电路实现方法为：设计一个高精度的恒定电压控制电路，并在该电压环路内添加高精度的电流限制环路。
电流限制环路用于限制电池的充电电流，直到电池电压真正达到终止电压（单体聚合物锂离子电池通常为4V）。
当电池电压刚刚达到终止电压时，电池实际上只完成了充电的70％～80％。
因此需要在恒压模式下继续对电池充电，直到流入电池的电流衰减到最小（5％C）时，才说明电池达到满充电状态。
在实际应用或检测中，也可以采用脉冲放电或充电方式。
脉冲充电为将全波整流后的交流电压直接接至控制系统，当全波处于上升沿时，电压将超过设定的阈值时，切断充电电路；当全波信号的电压降至低于阈值时，充电电路再次启动。
使用这一电路，电池仅在线性充电器的输入输出电压差较低时充电。
这可以减小便携式设备的功率损耗，同时允许使用简单的全波整流适配器，电池充电器价格低。
聚合物锂离子电池的放电方式在实际过程中主要是负荷固定的方式。
尽管负荷的电阻不变，然而电池的电阻会发生变化。
随放电过程的进行，电压下降。
当电压降低到一定值时，会发生过放，导致集流体的溶解。
为了检测电池的性能，也可以采用恒流放电方式。
电池的输出功率与放电电流有关。
当电流位于一适中值，输出功率最大（Pmax）。
通常可接受的最大功率为Padm。
随着聚合物锂离子电池的进一步发展，充电技术也得到不断提高，以期缩短充电时间，提高充电效率和改进充电效果，例如多阶段变电流间歇快速充电方法、初始电流大的多阶段恒流充电等。
在聚合物锂离子电池的充电过程中，不可避免会发生包括欧姆极化、浓差极化和电化学极化等在内的极化现象，导致充电电压升高、充电效率降低。
为了减小充电过程产生的极化，有效增大充电量，提高充电效率，可以采用去极化的方式。
去极化的方式主要有两种：自然去极化（即采用中途停止充电、间歇的方式）和强制去极化（即采用脉冲放电的方式）。
脉冲充电和去极化脉冲的方式也可以对聚合物锂离子电池进行充电。
为了提高聚合物锂离子电池充电的效果，除了进行变电流充电以及充电波形（利用间歇和放电脉冲）的改进，还需要考虑电池状态（包括荷电状态或可接受充电电流以及老化状态）对充电的影响。
随电池充电的增多，其可接受充电电流减小。
并且，随着电池循环次数的增多，电池老化严重，其充电特性也逐渐变劣。
在不同的充电或放电状态下，正极、负极的状态不一样，电阻也不一样。
了解其变化对于正确理解聚合物锂离子电池的充放电行为具有积极意义。
对于整个电池而言，电池的电阻由本体电阻、膜电阻（Rsei）和电荷传递阻抗（Rct）组成。
在循环过程中，发现电池的本体电阻和膜电阻不变，而电荷传递阻抗表现出2个最小值。
温度降低时，Rct明显减少，决定电池的电阻。
在低温下充电比放电更难。
处于全充电状态时，电阻主要由负极的SEI 膜决定；而处于全放电状态时，主要由正极的电荷传递阻抗决定。
大电流下的放电容量受正极中锂离子的扩散系数限制，而负极的影响很小。
200次循环后，正极的电阻增加最大，例如充电状态为50％时，增加约200％。
低温放电时，负极的电阻最大。
放电快结束时，正极电阻占据主要地位，而负极的电阻减少。
为了衡量聚合物锂离子电池的循环性能，如果进行实际测试，直到循环达到500次或容量衰减到80％为止，将花费大量时间。
通过一系列试验，也可以建立一套模型，采用该模
型来估计聚合物锂离子电池的循环寿命。
该方法比较省时，但目前还有许多问题要解决。
由深圳市锂电池生产厂家沃尔德电子编辑，转载请留版权。