鋰離子電池的原理

鋰離子電池是前幾年出現(xiàn)的金屬鋰蓄電池的替代產(chǎn)品，它的陽極采用能吸藏鋰離子的碳極，放電時(shí)，鋰變成鋰離子，脫離電池陽極，到達(dá)鋰離子電池陰極。鋰離子在陽極和陰極之間移動(dòng)，電極本身不發(fā)生變化。這是鋰離子電池與金屬鋰電池本質(zhì)上的差別。鋰離子電池的陽極為石墨晶體，陰極通常為二氧化鋰。充電時(shí)，陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子，并且鋰離子向陽極運(yùn)動(dòng)與電子合成鋰原子。放電時(shí)，鋰原子從石墨晶體內(nèi)陽極表面電離成鋰離子和電子，并在陰極處合成鋰原子。所以，在該電池中鋰永遠(yuǎn)以鋰離子的形態(tài)出現(xiàn)，不會(huì)以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)，所以這種電池叫做鋰離子電池。

一、鋰離子電池的充放電特性

500ｍaｈ的aa型鋰離子電池的充放電特性曲線。單只鋰離子電池的充電電壓最好保持在4.1v＋50ｍv，充電電流通常限制在1c（500ｍa）以下，否則會(huì)造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池通常采用恒流／恒壓充電模式，即先采用1c的恒定電流充電，電池電壓不斷上升，當(dāng)上升到4.1v時(shí)充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓方式（4.1v＋50ｍv），充電電流逐漸減小，當(dāng)電池充足電時(shí)，電流降到涓流充電電流。用此方法，大約兩個(gè)小時(shí)電池可以充足（500ｍaｈ）。鋰離子電池放電電流不應(yīng)超過3c（1.5a），單體電池電壓不應(yīng)低于2.2v，否則會(huì)造成損壞。采用0.2c的放電電流，電池電壓下降到2.7v時(shí)，可以放出額定電池容量（500ｍaｈ），采用1c的放電電流時(shí)，電池能夠放出90％的電池容量，另外環(huán)境的溫度對電池的放電容量也會(huì)產(chǎn)生影響，所以規(guī)定了鋰離子電池放電時(shí)的溫度為－20℃～＋60℃。鋰離子電池的一個(gè)特點(diǎn)是比較容易顯示剩余電量，因?yàn)殇囯x子電池的工作電壓隨時(shí)間徐徐下降，鋰離子電池放電起始電壓為4.1v（4.2v），放電終止電壓為2.5v。

二、鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1.工作電壓高；2.體積小、重量輕、能量高；3.壽命長；4.安全快速充電；5.允許溫度范圍寬；6.放電電流小、無記憶效應(yīng)、無環(huán)境污染。

缺點(diǎn)：1.與干電池?zé)o互換性；2.不能快速充電；3.內(nèi)部阻抗高；4.工作電壓變化大；5.放電速率大，容量下降快，無法大電流放電。

三、鋰離子電池充電器

下面介紹一種新型的鋰離子電池充電器模塊ｐｓ1719，它采用恒流／恒壓方式控制鋰離子電池充電。恒流、恒壓調(diào)整方便，以充電電流減小到最大電流（恒流）的15％作為充滿判別基準(zhǔn)，并終止充電。此外還有充電顯示和充滿顯示功能。ｐｓ1719模塊工作電壓為9v，內(nèi)部結(jié)構(gòu)