納新知識小講堂——鋰離子電池充放電原理大揭秘

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鋰離子電池充放電原理是什么？

鋰離子電池充放電原理大揭秘

     鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
     同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

     在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。
     需要注意的是，過度充電或過度放電會對電池造成損害。針對這一情況，鋰離子電池設置了過度充電保護、過度放電保護。
      鋰離子電池的保護電路是由保護IC及兩顆功率MOSFET所構成，其中保護IC監視電池電壓，當有過度充電及放電狀態時切換到以外掛的功率MOSFET來保護電池。
     過度充電保護IC的原理為：當外部充電器對鋰離子電池充電時，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，需終止充電狀態。此時，保護IC需檢測電池電壓，當到達4.25V時（假設電池過充點為4.25V）即激活過度充電保護，將功率MOSFET由開轉為切斷，進而截止充電。
     另外，還必須注意因噪音所出現的過度充電檢出誤動作，以免判定為過充保護。因此，要設定延遲時間，并且延遲時間不能短于噪音的持續時間。
     在過度放電的情況下，電解液因分解而導致鋰離子電池特性劣化，并造成充電次數的降低。采用鋰離子電池保護IC可以防止過度放電現象出現，實現電池保護功能。
     過度放電保護IC原理：為了防止鋰離子電池的過度放電狀態，假設鋰離子電池接上負載，當鋰離子電池電壓低于其過度放電電壓檢測點（假定為2.3V）時將激活過度放電保護，使功率MOSFET由開轉變為切斷而截止放電，以防止鋰離子電池過度放電現象出現，并將電池保持在低靜態電流的待機模式，此時的電流僅0.1μA。
     鋰離子電池充電與放電的使用過程中，由于已經在技術層面解決了過度充電及過度放電的問題，因此鋰離子電池可以放心使用。