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18650鋰離子電池的充電過程及工作原理

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年05月18日  

選購充電器的時(shí)候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器,質(zhì)量和售后有保證,延長(zhǎng)電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護(hù):短路保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、電池反接保護(hù)功能等。過充電保護(hù):當(dāng)充電器對(duì)鋰離子電池過充電時(shí),為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,需終止充電狀態(tài)。


為此,保護(hù)器件需監(jiān)測(cè)電池電壓,當(dāng)其到達(dá)電池過充電壓時(shí),即激活過充電保護(hù)功能,中止充電。過放電保護(hù):為了防止鋰離子電池的過放電狀態(tài),當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí),即激活過放電保護(hù),中止放電,并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。過電流及短路保護(hù):當(dāng)鋰離子電池的放電電流過大或短路情況出現(xiàn)時(shí),保護(hù)器件將激活過電流保護(hù)功能。


鋰離子電池充電控制是分為兩個(gè)階段的,第一階段是恒流充電,在電池電壓低于4.2V時(shí),充電器會(huì)以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段,當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V時(shí),由于鋰離子電池特性,假如電壓再高,就會(huì)損壞,充電器會(huì)將電壓固定在4.2V,充電電流會(huì)逐步減小,當(dāng)電流減小到一定值時(shí)(一般是1/10設(shè)置電流時(shí)),切斷充電電路,充電完成指示燈亮,充電完成。


鋰離子電池過度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會(huì)造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。


鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。


同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極?;氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。


不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極負(fù)極正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。


18650電池絕大多數(shù)使用鋼殼封裝,質(zhì)量不過關(guān)的電池由于沒有保護(hù)功能,在過充(過度充電)的情況下,會(huì)使其內(nèi)部壓力驟增,當(dāng)超過承受值時(shí),便會(huì)爆炸。而短路、溫度過高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問題都可能會(huì)引起電池爆炸。


經(jīng)過30年的發(fā)展,18650電池制備工藝已經(jīng)非常成熟,除了性能有了極大提升之外,其安全性也非常完善。為了防止密封的金屬外殼發(fā)生爆炸,現(xiàn)在18650電池都會(huì)在頂部配有一個(gè)安全閥,安全閥是每一顆18650電池的標(biāo)配,也是最重要的一道防爆屏障。


當(dāng)電池內(nèi)部壓力過大時(shí),其頂部安全閥會(huì)開啟排氣減壓,防止爆炸。但是,當(dāng)安全閥開啟之后,電池內(nèi)部泄露出的化學(xué)物質(zhì)在高溫的條件下會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),仍然有可能出現(xiàn)起火的情況。另外,現(xiàn)在部分18650電池還自帶保護(hù)板,具有過充過放和短路保護(hù)等功能,安全性能十分高。


而此前發(fā)生的移動(dòng)電源爆炸事件,全部是因?yàn)闊o良廠家為節(jié)省成本使用不合格的劣質(zhì)18650電池,甚至是二手廢電引起的。目前各大電池廠商如松下、索尼、三星等等生產(chǎn)的18650電池其實(shí)是非常安全的,而且18650電池使用率非常高,我們?cè)谌粘J褂脮r(shí)能夠做到正確的使用以及防止電池短路,受損或溫度過高,完全不用擔(dān)心電池會(huì)爆炸。我們不能一竹竿打翻一船人,以個(gè)別劣質(zhì)產(chǎn)品來定性18650的安全性。


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