锂电池充放电特性分析和测试

论 著 锂电池充放电特性分析和测试 徐 进 (苏州经贸职业技术学院机电系,江苏 苏州 215009) 摘 要:简要分析了锂电池的充放电特性,为测试提供了测试参数,讨论了锂电池容量的测试依据,并测试了某品牌 1000mAh的锂电池充放电特性以及其容量,为锂电池的快速检测提供了一种测试参数设置依据。 关键词:锂电池;充电特性;放电特性;锂电池检测 DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2011.33.002 Charge and Discharge Characteristics of Lithium-ion Battery XU Jin (Electronic Department,Suzhou Institute of Trade & Commerce,Suzhou,Jiangsu 215009) Abstract:Based on the brief analysis on the charge and discharge characteristics of lithium-ion battery,the capacity of lithium-ion battery was discussed based on the test of a certain brand 1000mAh Li-ion battery.It provided a rapid testing parameters for Li-ion battery. Key words:Lithium-ion battery;Charge characteristics;Discharge characteristics;Lithium-ion battery testing 1 引言 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余 容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的 关系,测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的 局限是:(1)对于不同厂商生产的电池,其开路电压与容 量之间的关系各不相同。(2)只有通过测量电池空载时的 开路电压才能获得相对准确的结果,但是大多数应用都需 要在运行中了解电池的剩余容量,此时负载电流在内阻上 产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离 散性很大,且随着电池老化这种离散性将变得更大,因此 要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述,通过开 路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法 达到足够的精度,只能提供一个大致的参考值。通过对锂 电池充放电特性的分析,并给出了充放电的测试方法,从 而为锂电子的充放电的测试提供了一种快速检测方法。 2 锂电池的充电特性 锂离子电池对电压精度的要求很高,误差不能超过 图1 锂电池的充电曲线图 1%。目前使用比较普遍的是额定电压3.7V的电池,该电池 的 充 电 终 止 电 压 为 4.2V, 那 么 允 许 的 误 差 范 围 就 是 0.042V。 锂离子电池通常都采用恒流转恒压充电模式。充电开 始为恒流阶段,电池的电压较低,在此过程中,充电电流 稳定不变。随着充电的继续进行,电池电压逐渐上升到 4.2V,此时充电器应立即转入恒压充电,充电电压波动应 控制在1%以内,充电电流逐渐减小。当电流下降到某一范 围,进入涓流充电阶段。涓流充电也称维护充电,在维护 充电状态下,充电器以某一充电速率给电池继续补充电 荷,最后使电池处于充足状态。图1为锂电池充电曲线图。 图2 锂电池的放电曲线图 3 锂电池的放电特性 锂离子电池的放电特性曲线如图2所示。锂电池放电 时,一是放电电流不能过大,过大的电流会导致内部发 热,有可能会造成永久性的伤害。二是电池电压不能低于 放电终止电压后,若仍然继续放电,将产生过放现象,这 也会造成电池永久性损坏。不同的放电率下,电池电压的

变化有很大的区别。放电率越大,相应剩余容量下的电池 收稿日期:2011-09-18 修回日期:2011-10-07 基金项目:苏州经贸职业技术学院一般自然科学资助项目(JMYZ0903)。 作者简介:徐进(1972-),男,硕士,副教授,主要从事电子与通讯的教学和研究工作。 03

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