鋰離子動(dòng)力電池大電流脈沖充電特性研究

1、鋰離子動(dòng)力電池大電流脈沖充電特性研究報(bào)告人：謝玉強(qiáng)時(shí)間：2013.07.191、鋰離子電池充電方式概述1.1 鋰離子電池的充電特點(diǎn)1.1.1 耐過(guò)充的能力極其有限。如果充電電壓超過(guò)截止電壓，負(fù)極將析鋰，導(dǎo)致電池容量減小，甚至可能發(fā)生爆炸。1.1.2 鋰離子電池可承受的持續(xù)最大充電電流有限。由于蓄電池極化現(xiàn)象的存在， 隨著充電時(shí)間的增加，蓄電池可接受的最大充電電流減小。同時(shí)大電流充電下電池溫度會(huì)過(guò)高，對(duì)電池安全性產(chǎn)生影響。1.2 傳統(tǒng)的充電方式1.2.1 恒壓充電：充電過(guò)程中保持充電電壓恒定，充電電流不斷下降。有點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是充電速度慢，在充電初期的充電電流過(guò)大，對(duì)電池壽命影響很

2、大。1.2.2 恒流充電：整個(gè)充電過(guò)程電流恒定。電池在充電后期的電流會(huì)超過(guò)其最大充電電流，導(dǎo)致電池?zé)o法充滿，電池溫度上升過(guò)快，影響電池壽命。1.2.3 兩段式恒流恒壓與三段式恒流恒壓浮充方式：恒流階段電流保持恒定，電池端電壓持續(xù)上升；當(dāng)電池電壓上升到充電截止電壓時(shí)改為恒壓充電， 保持電池端電壓恒定，充電電流不斷減??；當(dāng)電流減小到一定值時(shí)，如果還有浮充階段， 則提供一個(gè)很小的浮充電流，以彌補(bǔ)蓄電池的內(nèi)部損耗使其保持在充滿狀態(tài)。1.3 脈沖充電方式 脈沖充電方式是指每隔一段充電脈沖后，加入一段充電停止時(shí)間和放電脈沖。其充電有兩種形式:正脈沖充電形式：是指在正脈沖中間加入一段停止時(shí)間。正負(fù)脈沖充電形

3、式：在正脈沖中間加入一段停止時(shí)間和負(fù)脈沖時(shí)間。2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程2.1 實(shí)驗(yàn)主要器材(1)、LT-40AH,3V鋰離子電池(2)、WWL-PS型直流穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源（015V,0300A）(3)、M9714型可編程直流電子負(fù)載（0240A,012000W）2.2 充電電路結(jié)構(gòu)3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論3.1脈沖充電和恒流充電的比較 將放電至放電截止電壓(2.5 V)的鋰離子電池靜置5 h，然后充電至充電截止電壓(4.2 V)。將兩種充電方式充好的電池均進(jìn)行1C放電，以其放電量來(lái)衡量充入的電量。脈沖充電的時(shí)間設(shè)置為T(mén)1=0.9s，T2=70ms，TS=30ms，其中T1、T2、TS分別表示正脈沖時(shí)間，負(fù)脈沖時(shí)間和

4、停充時(shí)間結(jié)論一：（1）脈沖充電能夠保持電池充進(jìn)電量基本不變（充滿），不會(huì)隨充電電流的增大而明顯減小， 而恒流充電隨著充電電流增大，充進(jìn)電量急劇減小。（2）脈沖充電時(shí)間相比恒流充電時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，這是因?yàn)槊}沖充電的電流平均值小于恒流充電電流。但隨著充電電流增大，兩者的充電時(shí)間之差越來(lái)越小，脈沖充電方式優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。3.2 不同正負(fù)脈沖時(shí)間對(duì)充電效果的影響 正負(fù)脈沖電流大小為2.5C，固定停充占空比為3%，改變負(fù)脈沖占空比，測(cè)試不同正負(fù)脈沖時(shí)間充電效率的大小，充電效率的計(jì)算方法如下 結(jié)論二:（1）隨著負(fù)脈沖占空比的提高，能充進(jìn)的電量逐漸增加，提高到7%左右時(shí)，充進(jìn)的電量基本保持最大值（充滿）不變。（2）隨著負(fù)脈沖占空比的提高，充電效率也逐漸提高，這也反映出當(dāng)減弱或消除極化現(xiàn)象后，能充進(jìn)的電量增加。（3）在本實(shí)驗(yàn)條件下，脈沖充電的最優(yōu)化條件是正脈沖占90%，