宁德时代申请锂离子电池的充电控制专利，充电控制方法能使得电池容量值达到095C
金融界2024年4月26日消息，据国家知识产权局公告，宁德时代新能源科技股份有限公司申请一项名为“锂离子电池的充电控制方法和充电控制装置“的专利，公开号CN117941123A，申请日期为2022年6月。
专利摘要显示，本申请实施例提供一种锂离子电池的充电控制方法和充电控制装置，该充电控制方法包括：对该锂离子电池进行第i次充电控制，以使得该锂离子电池在目标充电截止电压时的电池容量值为0.95C。
本文源自金融界
电池管理系统(BMS)：电池化学成分如何影响电池充电 IC 的选择
电池管理系统（BMS）：电池化学成分如何影响电池充电 IC 的选择
简述
电池供电设备是现代科技不可或缺的组成部分，它彻底改变了人们的生活，让很多电子设备能被随身携带。
本文分享四种电池化学成分：锂离子、磷酸铁锂、锂聚合物和镍氢，在 30V 以下电池应用中的优势与挑战，还将介绍不同类型电池的电池充电 IC 如何在应用中提升电池性能、运行时间和使用寿命等。
电池充电 IC 可确保电池充电安全，在电池管理系统 (BMS) 中发挥着至关重要的作用。充电 IC可与电量计、电池监控器和保护器配合使用，帮助保护电池、监控电池的健康状况，并在出现问题时与 BMS 进行通信。
锂离子(Li-Ion)电池
锂离子电池常用于笔记本电脑、电动自行车、电动汽车 (EV) 和智能手机等设备。这类电池具有较高能量密度和较长使用寿命，且放电率低，可进一步延长充电间隔时间。
锂离子电池的阴极为电池的正极，由锂化合物制成；而阳极为电池的负极，通常由碳制成。当锂离子电池充电时，锂离子从阴极流向阳极；反之，当它放电为设备供电时，锂离子从阳极流向阴极。
图1: 电池充/放电示意图
锂离子电池的缺点：
过度充电或放电时，其性能会降低；
极端温度条件下，它们具有潜在危险，可能爆炸或着火。
锂离子电池充电 IC
锂离子电池充电 IC 用于为锂离子电池充电，使其可重复使用。锂离子充电 IC 可以监控电池的电流、电压和温度，从而调节充电过程。它包括以下充电阶段：
涓流充电：此阶段通常在电池电压 (VBATT) 较低时使用，例如电池深度放电或断连时。在涓流充电期间，充电 IC 会产生小电流为电池组的电容充电。预充电：在此阶段，充电 IC 开始对电池进行缓慢充电，使 VBATT 以安全的速度缓慢上升。恒流（CC）充电：CC 充电也称为快速充电，意味着电池可以安全承载更大电流。CC 充电阶段持续到 VBATT 达到满电电压或浮充电压。恒压 (CV) 充电：此阶段可保证电池的安全运行。充电 IC 在 CC 充电期间监控 VBATT ，一旦 VBATT 超过电池组中的单电池电压，就会切换到 CV 充电。充电截止：充电截止代表充电的完成，此阶段 VBATT 开始衰减。图2: 电池充电曲线
磷酸铁锂(LFP)电池
LFP 电池是锂离子电池的一种变体，其阴极材料由磷酸铁制成，而不是镍锰钴 (NMC) 或镍镉 (Ni-Cd)。相比锂离子电池，LFP 电池具有较低的能量密度和功率密度。因此，锂离子电池更受空间受限应用欢迎，而 LFP 电池在电动工具、电动自行车、笔记本电脑和其他低压电池应用中并不常见。此外，LFP 电池具有较低的输出电压 (VOUT)，这会使电源设计复杂化，或者需要比锂离子电池更多的串联电池才能达到最低电压要求。
但 LFP 电池也有明显的优势。它成本较低，在较宽的温度范围内可保持稳定以确保安全，而且它比其他电池类型具有更长的生命周期，可以承受更多的充放电循环。凭借这些优势及其性能的稳步提升，LFP 电池也可能会在低压应用中越来越受欢迎。
LFP 电池充电 IC
LFP 电池充电 IC 的充电阶段与锂离子充电 IC 类似，也包括 CC 充电、CV 充电和充电截止。LFP 电池充电 IC 可以简化电池管理系统中对 LFP 电池的管理，因为它们需要经常调节电压，从而使电池通过 USB 端口甚至太阳能电池板获得供电。
锂聚合物电池
锂聚合物电池常用于智能手机、平板电脑和可穿戴设备等便携式设备。这种电池轻薄，形状和尺寸多样，可适应多种不同的应用。
锂聚合物电池的阳极和阴极与锂离子电池类似，但使锂离子在阳极和阴极之间流动的电解质不同。锂聚合物电池采用固体聚合物电解质，更加灵活并有助于减轻重量。
锂聚合物电池还具有较低的自放电率和较高的能量密度，因此可以保持存储的能量，并提供更长的电池寿命。然而，任何物理损坏或过度充/放电都可能导致电池膨胀甚至着火。而且，这种电池标准化程度不高，因此有时无法应用于不同的设备。
锂聚合物电池充电 IC
锂聚合物电池充电 IC 的功能与锂离子/磷酸铁锂电池充电 IC 类似。它们不仅充电曲线相同，还同时具备电压和电流调节、安全保护以及防止过充和过热的智能充电算法等优点。这些特性有效延长了锂聚合物电池的使用寿命。
镍氢 (NiMH) 电池
镍氢电池常用于数码相机和便携式电动工具。与标准电池不同，镍氢电池可以充电并重复使用。
镍氢电池的阴极是镍基，阳极通常为可吸收氢的合金，另外还采用碱性电解质来促进阳极与阴极之间的离子流动。
镍氢电池具有高能量密度和低自放电率，因此可以在较长的非活动时间内保持电量。但这种电池只能提供每电池 1.2V 电压，这限制了其应用范围；且不完整的充/放电周期也会对其最佳充/放电能力产生负面影响。
镍氢电池充电 IC
尽管镍氢电池与锂电池的化学成分完全不同，但它们的充电 IC 均遵循所有充电 IC的基本规则，即二者都能为电池和电池充电器提供多种保护，并实现参数监控与配置功能。镍氢电池充电 IC 还能跟踪 VBATT 的变化，从而调节充电过程。
小结
电池供电设备改变了人们与世界连接的方式，而它们的充电方式对其功能和持久使用至关重要。
尽管电池均遵循通用的充电规范，但化学成分的不同使其典型应用也有所不同，因此需要兼容的充电 IC 来确保其安全性和效率。但即使是适用于相同电池化学成分的充电 IC，适合的应用也可能不同。
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