锂电池是怎么充电的?原来分为这四个过程,今天才知道
引语:今天介绍锂电池充电过程
哈喽大家好,我是布丁哥,今天我们来看一下(三元)锂电池充电的过程,它总共分为四个阶段:涓流充电、恒流充电、恒压充电和充电停止。
我们以我手中这个最常用的TP4056锂电池充电模块为例,它给电池充电最大电流可达1A(建议选用容量1000mAh以上电池)
TP4056模块实物图
正文:锂电池充电的四个阶段
阶段1:涓流充电
涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充,让电池恢复一部分电压,一般在电池电压低于3V左右时,TP4056模块先采用最大0.1A的恒定电流对电池进行充电。
涓流充电电流约0.1A
阶段2:恒流充电
当电池电压上升到涓流充电与恒流充电转换阈值电压3V左右时,模块提高充电电流进行恒流充电。TP4056模块的恒流充电电流一般在0.2~1A之间(模块温度升高时,充电电流会有所下降)。
恒流充电电流为1A
阶段3:恒压充电
随着电池充电,电池电压上升,为保持一定的恒流值,模块给电池充电的电压也跟随上升,当模块检测到充电电压上升到4.2V左右时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段,此时电池实际电压仍未达到4.2V,仍有充电电流,充电电流随电池电压上升而逐渐减小。
恒压充电阶段电流减小
阶段4:充电停止
充电停止一般有两种典型的方法:采用最小充电电流判断或采用芯片定时停止。TP4056模块采用的是最小电流法,监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.01A左右时停止对电池充电,并且由红灯转成蓝灯,表示电池充满。
充电停止模块转灯
最后:锂电池充电时间和模块检测
上述的四个阶段对完全放电电池充电大约需要2至3小时,实际充电时间主要由电池容量决定。还有一些更高级的充电器还会通过NTC热敏电阻对电池温度进行实时监测,出现电池异常发热会暂停充电。
好了今天我们了解了锂电池充电的四个过程,如果觉得学到知识的,欢迎点赞、收藏、转发,喜欢布丁哥讲解电路知识的朋友点个关注不迷路,下期会更精彩哦!
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锂电池充电的四个过程你知道吗?
锂电池正我们生活中是非常常见的,很多电子设备上都有使用锂电池,比如手机以及无人机中。那么在电池电量用完后,我们是怎么对锂电池进行充电呢?虽然市面上有很多锂电池充电管理IC可以帮助我们完成整个充电过程,但是我们还是很有必要去了解这个过程,因为只有了解整个充电过程,我们才能清楚的知道当前电池所处于的充电阶段,才好进一步做控制或者指示。也只有充分了解了这个充电过程,我们才可能直接使用单片机来做锂电池的充电控制。
言归正传,锂电池的充电过程我们可以划分为四个阶段,1-涓流充电;2-恒流充电;3-恒压充电;4-停止充电。
涓流充电,所谓涓流,我们可以联想到一个词语:"涓涓细流,汇聚成海",即涓流充电就是小电流充电。这个小电流取多少合适呢?一般我们取0.1C即可,C代表电池容量,比如华为最新出的手机P30 Pro就配置了4200mAh容量的电池,那么0.1C就是420mA。但是我们在给手机充电的过程中,好像并没有这个过程,每次插上充电器都是立马开始快充,曾经OPPO 手机的广告语"充电五分钟,通话两小时"更是说明了手机充电没有这个过程。那么涓流充电的意义何在呢?这是因为锂电池存在电量过放的可能(过放点一般取3V),被过放的电池存在损坏的可能,所以我们需要用小电流来进行试探电池的是否正常。一段时间后,如果电池电压超过3V,那么我们就认为电池状态为正常,即可进行下一阶段充电,否则就认为电池不正常并放弃充电。
恒流充电,即充电电流恒定,就是我们常说的CC模式。恒流充电我们电流需要恒定,一般取充电电流在0.2C-1C之间,注意不要超过1.5C,否则对电池会有较大的损伤。这个过程中,电池的电压会不断上升,直达电池电压达到4.2V后进入恒压充电阶段。
恒压充电,即充电电压恒定,就是我们常说的CV模式。恒压充电过程充电电流不断下降,一直到电流低于0.1C后,截止充电。有些人不理解为何电流会不断下降,我们用一个公式来描述,假设输入电压是Vin,电池电压是Vbat,电池内阻是R,那么充电电流就可以表述为如下公式:
从公式分析,Vin不变,Vbat在充电过程中不断上升,R不变,这样Ibat就会随着Vbat的上升而不断下降。
停止充电,当恒压充电完成后,我们便可以停止充电。
以上就是锂电池充电的四个阶段,图(1)描述了整个充电过程,纵坐标是电池充电电流,横坐标是电池电压,有些人可能会认为这个图错了,恒压充电怎么电压一直是4.2V呢?电池电压应该增加才对啊?
图(1)锂电池充电过程
其实这个图没有错,恒压阶段的4.2V=电池本身的电压+电池内阻压降。恒压充电过程虽然电池电压在上升,但是充电电流在减少,所以电池内阻压降也在减少,两个变量一增一降从而稳定在4.2V。所以电池本身电压变化可以参考图(2)。
图(2)充电过程电池本身电压变化
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