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18650鋰離子電池的充電過程及工作原理

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月18日  

選購充電器的時候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器,質量和售后有保證,延長電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護:短路保護、過流保護、過壓保護、電池反接保護功能等。過充電保護:當充電器對鋰離子電池過充電時,為防止因溫度上升所導致的內壓上升,需終止充電狀態。


為此,保護器件需監測電池電壓,當其到達電池過充電壓時,即激活過充電保護功能,中止充電。過放電保護:為了防止鋰離子電池的過放電狀態,當鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測點時,即激活過放電保護,中止放電,并將電池保持在低靜態電流的待機模式。過電流及短路保護:當鋰離子電池的放電電流過大或短路情況出現時,保護器件將激活過電流保護功能。


鋰離子電池充電控制是分為兩個階段的,第一階段是恒流充電,在電池電壓低于4.2V時,充電器會以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段,當電池電壓達到4.2V時,由于鋰離子電池特性,假如電壓再高,就會損壞,充電器會將電壓固定在4.2V,充電電流會逐步減小,當電流減小到一定值時(一般是1/10設置電流時),切斷充電電路,充電完成指示燈亮,充電完成。


鋰離子電池過度充放電會對正負極造成永久性損壞。過度放電導致負極碳片層結構出現塌陷,而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負極碳結構,而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。


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。而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。回到正極的鋰離子越多,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。


不難看出,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。假如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,而鋰離子就象優秀的運動健將,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。


18650電池絕大多數使用鋼殼封裝,質量不過關的電池由于沒有保護功能,在過充(過度充電)的情況下,會使其內部壓力驟增,當超過承受值時,便會爆炸。而短路、溫度過高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問題都可能會引起電池爆炸。


經過30年的發展,18650電池制備工藝已經非常成熟,除了性能有了極大提升之外,其安全性也非常完善。為了防止密封的金屬外殼發生爆炸,現在18650電池都會在頂部配有一個安全閥,安全閥是每一顆18650電池的標配,也是最重要的一道防爆屏障。


當電池內部壓力過大時,其頂部安全閥會開啟排氣減壓,防止爆炸。但是,當安全閥開啟之后,電池內部泄露出的化學物質在高溫的條件下會與空氣中的氧氣發生化學反應,仍然有可能出現起火的情況。另外,現在部分18650電池還自帶保護板,具有過充過放和短路保護等功能,安全性能十分高。


而此前發生的移動電源爆炸事件,全部是因為無良廠家為節省成本使用不合格的劣質18650電池,甚至是二手廢電引起的。目前各大電池廠商如松下、索尼、三星等等生產的18650電池其實是非常安全的,而且18650電池使用率非常高,我們在日常使用時能夠做到正確的使用以及防止電池短路,受損或溫度過高,完全不用擔心電池會爆炸。我們不能一竹竿打翻一船人,以個別劣質產品來定性18650的安全性。


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