作者johnson35762 (哈棒鲁夫)
看板Electronics
标题Re: 锂离子电池充电问题
时间Tue Jun 8 19:44:51 2021
※ 引述《RedJackson (洪杰克★花花一生推)》之铭言:
: 各位先进好,我目前正在做锂离子电池充电的装置,利用buck converter将12V的电压降
: 为4.2V对锂离子电池充电。
: 我在网路上看的资料是锂离子电池充电不得超过4.2V,但是一直找不到这个4.2V是指
: 对锂离子电池的充电电压还是指电池本身的电压?
: 如果是锂离子电池不得超过4.2V,是不是表示我在对电池以CC-CV模式充电时,还得同
: 时计算本身的电压来进行模式切换的判断?
: 目前测试结果,当电池电压3.8V时,我用4.2V充电可得1A的充电电流,但要达到电池
: 厂给的1.75A最大充电电流,充电电压就势必得高於4.2V。
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: Sent from JPTT on my iPad
小弟实验室刚好是研究锂电池的,我想大大应该是在想充电器输出端buck电压是不是只能固定在4.2吧?
先说我的结论:不一定。
其实锂电池充电法有很多,最常见的就是CCCV,也就是定电流定电压充电法,这种方法最简单,就像网友说的只要电源供应器设定电压4.2V ,而限流在datasheet上会写,一般会建议0.5C,可是较贵的电芯可以快充,所以电流可以大到1C或1.5C,你的case是1.75A。
电芯在短时间的大电压下是不会立即损坏的,有些充电法是低电量时故意超压充电(Boost charging),当充到一定电量再转回普通CCCV。但这种方法充电电压值也不能太高,顶多就4.35V,让电流可以大一点,但是有可能会对电芯有负面影响,如温升、寿命下降等等取决於电池制程。
然後大大第二个问题问是不是充电过程中要一直监测电池电压,来让充电模式转态?
如果你要做最佳化电池充电,就必须要知道当下电池电量,可以用库伦积分法或者找对应的OCV Table(开路端电压与电池容量对应表)来决定你要转态的时机。如果没有,用个比较器量电池电压跟参考电压,再看要不要转CV就好。
最後,大大的实验结果很合理,因为没有把线阻压降算进去,电供给4.2实际上进到电池可能只有4V,然後电池端电压会随时间上升,两端电压差越来越小,充电电流也会越来越小。而在这过程电池内阻也会影响到充电电流,电池内阻会随电池剩余容量(SOC)改变,有些进阶充电法会连电池电化学状态都考虑进去,进行最佳化充电。但这再深入下去就变得很复杂,我想大大应该只是要做应用而已。
以上如有错误也请业界大佬指教
毕竟硕士才刚读一年
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1F:推 fragmentwing: 我记得不是说因为充电效率的问题 充电的方式有分两 06/09 09:35
2F:→ fragmentwing: 阶段进行吗? 一个是定电流一个是定电压 06/09 09:35
3F:→ fragmentwing: 还是这个就是定电流定电压法? 06/09 09:35
4F:→ johnson35762: 只用定电流的话,电池最後会虚饱,意思就是端电压好 06/09 14:20
5F:→ johnson35762: 像到4.2,但休息一阵子电压会自己降下来变成4.1之类 06/09 14:20
6F:→ johnson35762: 的。只用定电压充电初期电流会太大,所以最广泛运用 06/09 14:20
7F:→ johnson35762: 的就是定电流定电压(CCCV)常见模组如TP4056就是CCCV 06/09 14:20
8F:→ johnson35762: 的实作 06/09 14:20
9F:推 mmonkeyboyy: 其实通常写在手册上的那两个数字都是最好不要超过的 06/09 23:50
10F:→ mmonkeyboyy: 一般会有留一点空间 但那个不是给你用来超过用的 06/09 23:51
11F:→ mmonkeyboyy: 主要还有物理和化学上极限的存在 厂商一般会不太解 06/09 23:52
12F:→ mmonkeyboyy: 释理由(算机密) 所填上该有的参考数字 06/09 23:53
13F:→ mmonkeyboyy: 那些数字只是供瞬间变化用的 06/09 23:53
14F:推 mmonkeyboyy: 你要用什麽奇怪的方法在那里切来切去的也可以 06/09 23:57
15F:→ mmonkeyboyy: 但成本很高就是了 XD 06/09 23:57
16F:→ mmonkeyboyy: 你可以看看什麽pulse charing add-on charing switch 06/09 23:59
17F:→ mmonkeyboyy: 等等东西 06/09 23:59
18F:推 RedJackson: 感谢详细解说,我也是在实验室做的,只是前面学长没有 06/10 23:29
19F:→ RedJackson: 做过锂离子充电,所以在这一块并不熟悉,我才上来询问 06/10 23:29
20F:→ RedJackson: 我有想过是线材的压降,但是没想过会有这麽多的差距 06/10 23:30
21F:→ RedJackson: 实际量测充电端跟电池端确实有0.4V的压降。 06/10 23:31
22F:→ RedJackson: 最佳化充电是後续要研究的,还是感谢提供资讯! 06/10 23:32
23F:→ RedJackson: 目前的想法是建置一套完整的CC-CV锂离子电池充电系统 06/10 23:32
24F:→ RedJackson: 从电路到控制程式都从零开始写,虽然我知道CC-CV充电 06/10 23:33
25F:→ RedJackson: 法已经是很久的充电法,但是我希望能完整理解他的运作 06/10 23:34
26F:→ RedJackson: 逻辑,这样未来学弟们要做的时候也有个依据 06/10 23:34
27F:→ RedJackson: 我目前的测试结果是当电池电量到达59%的时候充电电压 06/10 23:34
28F:→ RedJackson: 就已经上升到4.2V,我必须得切换为CV充电来保护电池 06/10 23:35
29F:→ RedJackson: 而这时候电池两端电压仅有3.8V,所以造成充电时长会来 06/10 23:35
30F:→ RedJackson: 到将近四个小时,所以目前我正在想办法改进,并缩短充 06/10 23:36
31F:→ RedJackson: 电时长,感谢您的回文 06/10 23:36
32F:推 jeffic0730: 回楼上,回授侦测点,也就是固定4.2V的点,看能不能 06/11 07:57
33F:→ jeffic0730: 另外拉细绞线到电池正负端,这样就解决了 06/11 07:57
34F:→ jeffic0730: 只是你的充电系统可能会需要输出到4.2+0.4V以上的电 06/11 07:58
35F:→ jeffic0730: 压! 06/11 07:58
36F:→ jeffic0730: 来补线损 06/11 07:59