大家好,我是小小的電子之路,這是我的第66篇原創(chuàng)文章,很高興與大家一起分享~
原文出自微信公眾號【SignalTalks】
在鋰電池充電過程中,恒壓充電是繼恒流充電之后的關(guān)鍵階段。當(dāng)電池電壓達(dá)到預(yù)設(shè)上限值時,充電器會自動切換至恒壓模式,保持電壓恒定的同時讓充電電流逐漸減小,直至充電完成。這一設(shè)計不僅是電池管理系統(tǒng)的重要組成部分,更是保障鋰電池安全性和使用壽命的核心技術(shù)之一。
其中,極化電壓是理解鋰電池恒壓充電階段的關(guān)鍵概念。在電化學(xué)中,極化是指電極的實際電勢偏離其平衡電勢(理論開路電壓)的現(xiàn)象,這個偏離值就是過電位或極化電壓。簡單理解,就是因為電流的流動,電池“看起來”的電壓和它“真實”的電壓不一樣了,即
測量電壓 = 電池電壓 + 極化電壓
在恒流充電末期,由于極化電壓的存在,當(dāng)測量電壓達(dá)到鋰電池滿電電壓4.2V時,實際電池電壓并未達(dá)到4.2V,電池并沒有充滿。
因此,當(dāng)測量電壓達(dá)到4.2V時,充電器切換為保持這個電壓恒定,由于仍然有電流注入,電池的實際電壓會繼續(xù)上升,但是測量電壓需要保持不變,這就導(dǎo)致極化電壓必須減小,而極化電壓與電流強相關(guān),所以充電電流必須下降。隨著恒壓階段的進(jìn)行,充電電流會衰減到非常小,極化變得微乎其微,測量電壓近似等于電池電壓,充電完成。
如果不采用恒壓充電,則在恒流充電末期,為了使電池電壓達(dá)到4.2V,就必須繼續(xù)充電,理論上,如果明確了極化電壓值,就可以確定電池充滿時的測量電壓值,當(dāng)其達(dá)到該值時停止充電即可,但是,不同應(yīng)用場景下充電電流不一致,極化電壓很難統(tǒng)一,采用這種方法很容易產(chǎn)生過充。
總結(jié)來說,恒壓充電階段本質(zhì)上就是一個通過控制外部電壓,讓充電電流自動衰減以減弱極化效應(yīng),從而將電池安全、精確地充至滿電狀態(tài)的過程。