Was ist das Lade- und Entladeprinzip von Lithiumbatterien?

Erstens Lithiumbatterie

1. Beschreiben Sie kurz die Lithiumbatterie und ihre Funktionsweise.

Seit seiner Gründung im Jahr 1990 hat es sich aufgrund seiner überlegenen Leistung rasant entwickelt und ist in der Gesellschaft weit verbreitet. Lithium-Ionen-Batterien besetzen schnell viele Bereiche mit den unvergleichlichen Vorteilen anderer Batterien wie Mobiltelefonen, Notebooks, kleinen Kameras usw.

Das derzeit von Lithiumbatterien anerkannte Grundprinzip ist die sogenannte "Schaukelstuhl-Theorie". Das Entladen und Entladen einer Lithiumbatterie ist keine Übertragung von Elektronen auf herkömmliche Weise, sondern eine Energieänderung tritt durch den Durchgang von Lithiumionen in den Kristall der geschichteten Substanz auf. Bei normalem Rauschen und Entladen wird das Lithiumion im Allgemeinen nur durch die Änderung des Zwischenschichtabstands verursacht, ohne die Kristallstruktur zu zerstören. Daher ist die Lithium-Ionen-Batterie eine ideale reversible Batterie. Während des Entladens und Entladens werden Lithiumionen in die positiven und negativen Elektroden der Batterie ein- und ausgeschaltet und wie ein Schaukelstuhl zwischen den positiven und negativen Elektroden geschüttelt. Daher wird das Bild der Lithium-Ionen-Batterie als Schaukelstuhlbatterie bezeichnet.

Die Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien, die wir oft sagen, liegen bei herkömmlichen Nickel-Cadmium-Batterien (Ni / CD) und Nickel-Wasserstoff-Batterien (Ni / MH). Es hat die Vorteile einer hohen Arbeitsspannung, eines hohen Energieverhältnisses, einer langen Lebensdauer, einer geringen Selbstentladungsrate und ohne Memory-Effekt.

2. Gesunder Menschenverstand beim täglichen Gebrauch von Lithiumbatterien

(1) Missverständnis: "Batterie aktiviert, in den ersten drei Malen länger als 12 Stunden aufgeladen"

Für das "Aktivierungs" -Problem von Lithiumbatterien gibt es viele Behauptungen: Die Ladezeit muss mehr als 12 Stunden betragen und dreimal wiederholt werden, um die Batterie zu aktivieren. Diese Aussage, dass "die ersten drei Ladungen länger als 12 Stunden aufgeladen werden müssen", ist offensichtlich eine Fortsetzung von Nickelbatterien (wie Nickelcadmium und Nickelhydrid). Man kann also sagen, dass diese Art von Aussage am Anfang eine Fehlinformation ist. Nach einer Stichprobenerhebung ist ersichtlich, dass eine beträchtliche Anzahl von Personen die Lademethoden der beiden Batterien verwechselt hat.

Die Lade- und Entladeeigenschaften von Lithium- und Nickelbatterien sind sehr unterschiedlich. Alle ernsthaften formalen technischen Daten, die überprüft wurden, unterstreichen, dass Überladung und Überentladung Lithiumbatterien, insbesondere flüssige Lithiumionenbatterien, großen Schaden zufügen können. Daher erfolgt das Laden vorzugsweise gemäß der Standardzeit und den Standardmethoden, insbesondere für ein ultralanges Laden von mehr als 12 Stunden. Normalerweise ist die im Handbuch des Mobiltelefons beschriebene Lademethode eine für das Mobiltelefon geeignete Standardlademethode.

(2), profitieren Sie nicht vom Laden für eine lange Zeit, der Akku ist vollständig aufgebraucht und aufgeladen

Der Akku oder das Ladegerät des lithium-akkus stoppt den Ladevorgang automatisch, wenn der Akku voll ist. Es gibt kein sogenanntes "turbulentes" Laden, das das Nickel-Ladegerät 10 Stunden lang hat. Wenn der Lithiumakku vollständig aufgeladen ist, wird er nicht über das Ladegerät aufgeladen.

Übermäßiges Laden und vollständiges Entleeren führt zu Überladung und Überentladung, wodurch die positiven und negativen Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien dauerhaft beschädigt werden. Auf molekularer Ebene führt eine Überentladung dazu, dass der Anodenkohlenstoff Lithiumionen übermäßig freisetzt. Die Schichtstruktur kollabiert, und durch Überladung werden kaum zu viele Lithiumionen in die negative Kohlenstoffstruktur eingebunden, und einige der Lithiumionen werden nicht mehr freigesetzt.

(3) Batterielebensdauer

Für die experimentelle Tabelle der Lade- und Entladezyklen für Lithium-Ionen-Batterien sind die Daten zur Zykluslebensdauer unten aufgeführt (DOD ist die Abkürzung für Entladungstiefe):

Lebensdauer (10% DOD):> 1000-mal

Lebensdauer (100% DOD):> 200-mal

Wie aus den obigen Daten ersichtlich ist, hängt die Anzahl der Ladezeiten mit der Entladungstiefe zusammen, und die Zykluslebensdauer bei 10% DOD ist viel länger als die von 100% DOD. Wenn die relative Gesamtkapazität der tatsächlichen Ladung 10% * 1000 = 100, 100% * 200 = 200 beträgt, ist natürlich die vollständige Ladung und Entladung der letzteren besser. Die Lebensdauer der Lithiumbatterie spiegelt sich jedoch hauptsächlich im Lade- und Entladezyklus wider. Dieser Zyklus ist ein absolutes Konzept. Das letzte Mal, als 30% des Stroms verbraucht wurden, war er voll aufgeladen, und das nächste Mal, wenn 70% des Stroms verbraucht wurden, war er voll aufgeladen. Dies ist nur eine Gebühr. Zyklus. Daher wird die Lithiumbatterie immer noch gemäß dem Slogan des Erfinders der Lithiumbatterie "gebrauchsfertig, dh aufladen und verwenden" verwendet.

(4), regelmäßiges Laden und Entladen zur Batteriekalibrierung

Lithium-Ionen-Batterien werden normalerweise mit einem Management-Chip und einem Ladesteuerungs-Chip geliefert. Im Management-Chip gibt es eine Reihe von Registern, die Kapazität, Temperatur, ID, Ladezustand, Entladezeiten und andere Werte enthalten. Diese Werte variieren im Laufe der Zeit. Die Hauptfunktion der Anweisung "Nach etwa einem Monat sollte sie vollständig geladen und entladen sein" sollte darin bestehen, die falschen Werte in diesen Registern zu korrigieren.

Zweitens ist das Ladeverfahren der Lithiumbatterie ein begrenzter Druckquerstrom

Hauptsächlich in drei Schritten abgeschlossen:

Der erste Schritt: Um die Spannung <3 V zu bestimmen, müssen Sie zuerst einen Strom von 0,05 ° C vorladen.

Der zweite Schritt: 3V <Spannung <4,2V beurteilen, Konstantstrom beim Laden von 0,2C ~ 1C Strom;

Der dritte Schritt: Beurteilen Sie die Spannung> 4,2 V, Laden mit konstanter Spannung, die Spannung beträgt 4,20 V, der Strom nimmt mit zunehmender Spannung ab, bis er voll ist.

Tatsächlich verstehe ich diesen Punkt heute einfach nicht. Ich habe es online überprüft und dann als gesunden Menschenverstand verwendet.

Zu Beginn des Ladevorgangs sollte zuerst die Spannung des zu ladenden akkus ermittelt werden. Wenn die Spannung unter 3 V liegt, sollte zuerst eine Vorladung durchgeführt werden. Der Ladestrom beträgt 1/10 des eingestellten Stroms, im Allgemeinen etwa 0,05 ° C. Nachdem die Spannung auf 3 V angestiegen ist, tritt sie in den Standardladevorgang ein. Der Standardladevorgang ist: Konstantstromladung mit eingestelltem Strom. Wenn die Batteriespannung auf 4,20 V ansteigt, wird sie auf Konstantspannungsladung umgestellt und die Ladespannung wird bei 4,20 V gehalten. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Ladestrom allmählich ab, und wenn der Strom auf 1/10 des eingestellten Ladestroms abfällt, endet der Ladevorgang.

Im Allgemeinen wird der Ladestrom der Lithiumbatterie zwischen 0,2 ° C und 1 ° C eingestellt. Je größer der Strom, desto schneller das Laden und desto größer die Wärme der Batterie. Darüber hinaus ist bei übermäßiger Strombelastung die Kapazität nicht voll, da die elektrochemische Reaktion innerhalb der Batterie Zeit braucht. Genau wie beim Eingießen von Bier entstehen bei Blasen Blasen, die jedoch nicht voll sind.

Erläuterung der Begriffe: Der Lade- und Entladestrom wird allgemein als C bezeichnet, und C ist der Wert, der der Batteriekapazität entspricht. Die Batteriekapazität wird im Allgemeinen in Ah, MAH ausgedrückt, z. B. M8-Batteriekapazität 1200 mAh, das entsprechende C beträgt 1200 mA. 0,2 ° C entspricht 240 mA.

Das Folgende ist eine typische Ladekurve für eine Lithiumbatterie:

Drittens ist die Entladung der Lithiumbatterie für die Batterie die normale Verwendung der Entladevorgang

Bei der Entladung von Lithiumbatterien müssen nur einige Punkte beachtet werden:

1. Der Entladestrom sollte nicht zu groß sein. Übermäßiger Strom verursacht die interne Wärme der Batterie, die bleibende Schäden verursachen kann.

2. Kann absolut nicht überentladen werden! Lithiumbatterien haben am meisten Angst vor Überentladung. Sobald die Entladespannung unter 2,7 V liegt, kann die Batterie verschrottet werden.

Das Folgende ist eine typische Entladungskurve für eine typische Lithiumbatterie:

Aus dem typischen Entladungsdiagramm ist ersichtlich, dass je größer der Entladestrom der Batterie ist, desto kleiner die Entladekapazität und desto schneller der Spannungsabfall.

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