1)鋰離子電池的充電
① 充電的目標(biāo)
• 使電池充滿電;
• 充電時間短;
• 充電過程產(chǎn)生的熱量少。
② 影響充電接受能力的因素
溫度對充電接受能力的影響
鋰離子電池的充電接受能力在10℃以下隨著溫度的降低電池的充電接受能力逐漸下降;在20℃至50℃時,充電接受能力最佳。
充電倍率對充電接受能力的影響
由于電池的型號不同,電池充電倍率對其充電接受能力的影響也不盡相同,但大致趨勢是一致的。任何電池都有一個最優(yōu)的充電倍率,電池的充電接受能力隨充電倍率偏離這個充電倍率的程度而降低。
③ 鋰離子電池(組)充電方法
鋰離子電池不耐受過充電,因此鋰離子電池(組)的充電需實時監(jiān)測電池電壓,通常由管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行控制,其過程通常分為兩個階段:恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段,電池電壓逐步升高到電池(組)的標(biāo)準(zhǔn)電壓,隨后在管理系統(tǒng)的控制下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以確保不會過充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值,而最終完成充電。
恒流充電
在整個充電過程中充電電流始終保持在一個特定值的充電形式稱為恒流充電。電池類別和型號的不同,充電電流從1/3C到1C不等。充電過程通過檢測充電時間、電壓以及電池的溫度等進(jìn)行控制。
恒壓充電
鋰離子電池在充電的后段,通常采用恒壓充電模式,即在鋰離子電池兩極間的電壓維持在恒定值的充電方式,當(dāng)電流下降至一定值時停止充電。這樣既可保證鋰離子電池不過充,又能保證鋰離子電池有充足的荷電量。
脈沖充電:包括正脈沖、負(fù)脈沖、零脈沖
④ 鋰離子電池(組)充電終止的控制方法
由于鋰離子電池的特殊充電方式,因此為防止電池出現(xiàn)非正常的過充電,并保證電池能夠完全充電,必須指定合理的電池充電截止條件,主要包括電壓,截電流、時間和溫度等。
充電時間控制
在特定的充電步驟中電池的充電電流是穩(wěn)定的,這樣通過結(jié)合電池的充電時間可以準(zhǔn)確的確定電池的充電量。一般情況下時間截止在其它截止條件沒有達(dá)到時起作用。
電池充電電壓、電流控制
• 電壓變化率(dV/dt)
• 電壓增值(+△V)
• 電壓負(fù)增量(-△V)
• 最高電壓(Vmax)
• 最小電流(Imin)
電池充電溫度控制
電池在充電的不同階段其溫度特性是不同的。這就為使用溫度來控制電池充電成為可能。但由于溫度受外界環(huán)境影響較大,且溫度控制引入的成本相對較高,所以一般將溫度控制列為輔助充電控制參數(shù)。
• 溫度變化率(dT/dt)
• 最高充電溫度(Tmax)
2)鋰離子電池的放電
① 影響電池放電性能的因素
環(huán)境溫度對電池放電性能的影響
鋰離子電池所處的環(huán)境溫度對電池放電性能有一定的影響,20℃~50時℃放電容量可達(dá)100%,隨著環(huán)境溫度的下降,電池容量逐步下降。
放電倍率對電池放電性能的影響
鋰離子電池的放電倍率對電池放電電壓平臺(放電電壓)、放電容量等都有很大的影響。一般來說在電池放電倍率較小時放電性能隨放電倍率變化不大,但當(dāng)放電倍率較大時,隨放電倍率的增加電池的放電性能衰降的速率增大。
② 鋰離子電池(組)放電終止的控制方法
當(dāng)電池放電截止條件達(dá)到時,終止對電池的放電稱為放電截止。放電截止可以有效的保護(hù)電池,防止電池出現(xiàn)過放電。鋰離子電池不能耐受過放電,因此鋰離子電池(組)的放電時需實時監(jiān)測電池電壓,通常由管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行控制。
放電終止電壓為電池在負(fù)載狀態(tài)下在保證電池不出現(xiàn)過放電的情況下可以達(dá)到的最低電壓。放電截止電壓受電池的放電倍率和環(huán)境溫度、電池數(shù)量影響。
鋰離子電池的放電截止電壓隨正極材料不同而有所差別,通常磷酸鐵鋰電池在常溫下的放電截止電壓為2.5V,在低溫環(huán)境下或常溫高倍率放電時的截止電壓為2.0V。
3)鋰離子電池的使用注意事項
① 運輸要求
• 在運輸過程中必須保持電池垂直放置,防止電池在運輸過程中受到劇烈的震動、沖擊和重壓;
• 電池必須在≤40%SOC電量條件下運輸。
② 存儲要求
• 鋰離子電池貯存時,應(yīng)以40%的荷電態(tài)貯存。
• 鋰離子電池應(yīng)貯存在清潔、干燥、通風(fēng)、溫度在15-30℃之間,相對濕度小于65%的環(huán)境中,同
時遠(yuǎn)離易燃易爆物品,避開塵埃和金屬粉末多的地方,并避免與酸性或其它腐蝕性氣體接觸。鋰
離子電池存放地點應(yīng)有防雨、防潮、防曬措施。
• 長時間放置的鋰離子電池,應(yīng)每六個月定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
• 鋰離子電池存放區(qū)應(yīng)安放干粉滅火器,并有明顯標(biāo)識。 |