磷酸铁锂电池 充电电流 浅谈磷酸铁锂电池充电方式

浅谈磷酸铁锂电池充电方式

磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁动力电池”，下面介绍一下磷酸铁锂电池的充电技巧。

1、在解决问题之前，首先我们需要了解磷酸铁锂电池的结构和工作原理LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子可以通过而电子不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。磷酸铁锂电池在充电时，正极中的锂离子通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中，负极中的锂离子通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

2、电池充电时，锂离子从磷酸铁锂晶体的面迁移到晶体表面，在电场力的作用下，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到石墨晶体的表面，然后嵌入石墨晶格中。与此同时，电子经导电体流向正极的铝箔集电极，经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体，再经导电体流到石墨负极，使负极的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后，磷酸铁锂转化成磷酸铁。

3、电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后重新经面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。与此同时，电池经导电体流向负极的铜箔集电极，经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体，再经导电体流到磷酸铁锂正极，使正极的电荷达至平衡。

注意事项：再次提醒磷酸铁锂电池在使用时要注意防水防尘，所以储存的地方不能有水，这样会影响电池的性能和使用寿命。

磷酸铁锂电池组正确充电方法

磷酸铁锂电池组的充电建议使用CCCV充电方式，即先恒流后恒压。恒流建议0.3C。恒压建议3.65.即恒流过程中0.3C电流充，当电池电压到达3.65V后，采用3.65V电压恒压充电，当充电电流低于0.1C（或0.05C）时停止充电，即电池已经充满。当您用衡压电源充电时，也要看充电电流，建议不要用太高的电压充，调整电压后，保证充电电流在0.5C以下，这样对电池好。

一般磷酸锂铁电池充电上限电压3.7~4V，放电下限电压2~2.5V，综合考虑放电容量、放电中值电压、充电时间、恒流容量百分比、安全性这5个方面，采用恒流恒压的充电方案，对于磷酸铁锂电池组，充电限制电压设定在3.55～3.70V较合理，推荐值为3.60～3.65V，放电下限电压2.2V~2.5V。

磷酸铁锂电池组的充电器与普通锂电池是不同的。锂电池的最高终止充电电压是4.2伏;磷酸铁锂电池组是3.65伏。磷酸铁锂电池组充电的时候，是平衡充电板接的排线，一般是从两端直接串联整体充电，充电器电压是大于电池组电压的。而排线检测每个单体电芯的电压，相当于并联个稳压管，单体充电电压不会超过稳压值，而其他单体电池继续充电通过稳压管旁路充电。

因为此时每个单体的电量已经接近充满了，只是在平衡每个单体，所以充电电流小，补充平衡每个电芯充满。充电器只能是保护整个电池组端电压，平衡充电板是保证每个单体个过充电又是每个单体都充满，不能因为有一个电芯充满而造成停止整个锂电池组充电。

磷酸铁锂电池组充电方式

（1）恒压充电法：在充电过程中，充电电源的输出电压保持恒定。随着磷酸铁锂电池组的荷电状态的变化，自动调整充电电流，如果规定的电压恒定值适宜，就既能保证动力电池的完全充电，又能尽量减少析气和失水。这种充电方法只考虑电池电压这一单一状态的变化，不能有效的反映电池的整体充电状况。它的起始充电电流过大，往往造成动力电池的损坏。鉴于这种缺点，恒压充电很少采用。

（2）恒流充电法：在整个充电过程中，通过调整输出电压使充电电流保持恒定。保持充电电流不变，其充电速率相对来讲都比较低。恒流充电控制方法简单，但由于锂电池组的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，动力电池受电能力下降，充电电流利用率大大降低。这种方法的优点是操作简单，方便，易于实现，充电电量容易计算。

（3）恒流恒压充电法：这种充电方法是上述两者的简单结合。第一阶段采用恒流充电方法，避免了恒压充电刚开始时的充电电流过大。第二阶段采用恒压充电方法，避免了恒流充电时导致过充电的现象。磷酸铁锂电池组和其它任何密封式可充电电池一样，要对充电进行控制，不能滥充，否则就容易损坏电池。磷酸铁锂电池一般采用先恒流后限压的充电方法。

（4）斩波充电法：采用斩波的方法进行充电。这种方法下，恒流源的电流不变，而开关管进行控制，使其开通一段时间后再关断一段时间，循环往复，这种方法的优点在于：当通过外部电路对电池充电时，电池内部的离子产生需要有一定的响应时间，如果持续不断的对它进行充电，可能会降低其容量的潜能。而在充电一段时间后，加入一个关断的时间，就可以让电池两极产生的离子有一个扩散的过程，使得电池有了一个“消化”的时间，这会使电池的利用率大大增加，改善充电效果。

钰泰推出磷酸铁锂充电芯片ETA4036：耐压20V

磷酸铁锂电池具有性能安全、寿命长、高温性好、容量倍率大、环保等特点，在某些储能产品上应用广泛。目前钰泰针对磷酸铁锂电池推出单节全集成充电芯片ETA4036，充电电流最大1.2A，输入耐压可达20V。

磷酸铁锂电池的的应用领域

储能设备：基于太阳能、风能、地热、海洋能发电系统之储能设备 ；配合太阳能电池使用作为储能设备（比亚迪已经在生产此类电池）家庭照明等；

大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；

轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；

电动工具：电钻、电锯、割草机等；

遥控汽车、船、飞机等玩具；

不断电系统UPS及应急灯、警示灯及矿灯（安全性最好）；

小型医疗仪器设备及便携式仪器等。

值得一提的是，随着电动汽车的兴起，磷酸铁锂被用作其供电电池，到后期很可能带动起一波磷酸铁锂报废电池的再利用，小型消费电子产品可能会兴起一波磷酸铁锂电池的使用热潮。

ETA4036的特点有：

一、输入高耐压

随着快充的快速普及，很多适配器可提供的电压范围也逐渐变宽，全协议的快充适配器可给出的电压可到达20V，虽然线性充电应用的大部分产品的充电电压都是5V，但是在充电插拔和市电电压不稳定等状态下，容易产生极高压的浪涌，造成IC失效。

钰泰新推出的ETA4036系列，延续了之前热卖的ETA405X系列的高耐压风格，输入端耐压达到20V，抗浪涌性很强，电池端耐压也达到了16V。输入电压范围3.35V～5V，内置7V OVP真关断。

二、NTC温度保护

ETA4036带NTC温度保护，过冷过热点两极可调，更加安全可靠。

三、电池端高耐压

ETA4036系列在电池端也做出了革新，电池端可承受电压高达16V，如此可以大幅度降低一些瞬间接触产生的高压导致的IC损坏，且带电池防反接保护，有效的保护了电池和产品的安全。

四、精准的充电电流设置

ETA4036可做到1.2A电流充电，可以满足各类充电要求，IC设有Iset的pin脚，可以根据需求设计不同的充电电流。通过更改Iset pin脚的下拉电阻设置不同的电流参数，值得一提的是，充电电流的设置精读可以高达1%。

其他方面，ETA4036保持了ETA405X的设计，内部包含过充、过放、OTP的设计，以及电池可介入保护等，全方位保护充电的安全。

ETA4036采用的是ESOP8的封装工艺，在设计layout等各方面都带来方便。

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