鋰離子電池壽命因數及保護的必要性

摘要:本文研究了充放電和溫度條件對普通可充電鋰離子電池壽命的影響。通過對實驗數據的總結，討論了鋰離子電池保護的必要性和合理的參數范圍。

關鍵詞:鋰離子電池，電動工具，鋰保護過充過放電

0、引言

目前，電動工具的發展呈現出小型化、輕量化、無繩化的趨勢。在便攜式電動工具中使用鎳鎘電池越來越受到限制。同時，由于鎳、鈷等有色金屬的價格成倍上漲，以及新型鋰離子電池材料的應用和規模化生產，大大縮小了鋰離子電池與鎳鎘、鎳金屬氫化物電池之間的成本差距。這些因素有力地推動了鋰離子電池在便攜式電動工具中的應用和發展。

1、概述

鋰離子電池必須考慮充放電的安全性以及電池的一致性，以防止電池變質。鋰離子電池能量密度高，難以保證電池的安全性。在過充狀態下，電池溫度升高后能量過剩，電解液分解出現氣體，容易引起內部壓力升高，引起自燃或斷裂。相反，在過度放電狀態下，電解液分解導致電池特性和耐久性惡化，減少了可充電次數。溫度的變化，特別是在低溫下，使這兩種情況更加有可能發生。因此，鋰離子電池的過充、過放電、過電流、短路和溫度保護是非常重要的，所以通常在電池組設計保護線路時要保護鋰離子電池。

2、分析

2.1電池電壓過高及相應的過充保護正常情況下，鋰離子電池充電至4.2v;同時，當充電電流小于0.1c或0.05c時，電池充滿電。將3000毫安電池從3.0v充電，得到如圖1所示的容量曲線:將電池分為三組，研究充電電壓對電池壽命的影響。充電截止電壓分別設置為4.200v、4.275v、4.350v，放電截止電壓統一設置為3.0v，實現電池的充放電循環，記錄電池容量的變化。參見圖2。

如圖所示，由于充電電壓的新增，初始放電容量為no。3.電池比1號的大。我也沒有。2.然而，大約20次循環后，電池容量開始急劇下降;沒有。2號電池也有類似的性能，但充電的截止點稍低，充電約130次后容量開始下降。因此，電池充電電壓越高，壽命下降(或衰減率)越快。

根據300次電池循環后剩余80%電量的要求2,沒有。3不能滿足。可以準確達到1號，即在正常情況下，鋰離子電池的充電電壓不應大于4.2v。相應地，過充保護會限制電池電壓超過這個范圍。超過這個范圍，電池壽命必然會下降。電池電壓越高，危險系數越大。一般情況下，當電池電壓超過4.25v時，應特別警惕，以免發生爆炸危險。因此，結合充電終止電壓，電池的放電深度和容量。3.電池100%，即電池容量每次發光。250次循環后，電池的容量迅速衰減，即放電越深，電池衰減越快。

一般情況下，終端電壓不應低于2.5v或2.4v。當電池電壓低于2.4v時，電池進入深度放電。鋰離子電池放電深度越深，充電壽命越短，導致電池使用壽命越短。

在實際應用中，通常通過設置過放電保護的終止電壓來控制深放電。過放電保護的終止電壓的設置應參照應用設備的放電電流和應用環境，但應高于2.4v。