何為鋰電池脈沖充電?脈沖充電對鋰電池有什么影響

來源：存能電氣  日期：2020-04-02 15:12  瀏覽量：次

何為鋰電池脈沖充電？脈沖充電對鋰電池有什么影響？鋰電池的充電時間和壽命一直是電動汽車應(yīng)用的瓶頸，傳統(tǒng)的快充技術(shù)可能會縮短鋰離子電池的循環(huán)壽命，極化電壓是充電電流在電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)效果的外在表現(xiàn)。充電過程中極化電壓過大會縮短鋰電池的壽命，脈沖充電來減輕極化電壓堆積的最優(yōu)充電策略。何為鋰電池脈沖充電？脈沖充電對鋰電池有什么影響？

鋰電池脈沖充電

據(jù)不完全統(tǒng)計脈沖充電分為：負脈沖、正脈沖、正負脈沖。脈沖充電可以采用幅值和占空比可調(diào)的脈沖電流進行充電。正脈沖充電如下圖所示，充一段、擱置一段，如此循環(huán)下去。在充電過程加入擱置可以對歐姆極化和電化學(xué)極化進行一定程度的消除，但是對濃差極化消除作用有限。為了解決這個問題，可以采用正負脈沖方式，在正脈沖充電后加入放電脈沖，利用放電脈沖和擱置來增強去極化作用。

脈沖充電主要包括三個階段：預(yù)充、恒流充電和脈沖充電。與常規(guī)充電方法相比，脈沖充電能以較大的電流充電，在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會被消除，使下一輪的充電更加順利地進行，充電速度快、溫度的變化小、對電池壽命影響小，因而目前被廣泛使用。但其缺點很明顯：需要一個有限流功能的電源，這增加了脈沖充電方式的成本。

脈沖充電對鋰電池的影響

鋰電池在大電流脈沖工作模式下，更容易使得電解液中的鋰鹽LiPF6分解為LiF，LiF的存在使得電池的離子擴散阻抗和電荷交換阻抗迅速增大，使得電池在大電流充電時，電池的極化電壓迅速升高，超出了鋰電池的限制電壓，使得電池?zé)o法完成充電。

由于鎳鎘電池在常規(guī)充電時容易極化，常規(guī)恒壓或恒流充電均會使電解液持續(xù)產(chǎn)生氫氧氣體，其氧氣在內(nèi)部高壓作用下，滲透至負極與鎘板作用生成CdO，造成極板有效容量下降。脈沖充電一般采用充與放的方法，即充5秒鐘，就放1秒鐘。這樣充電過程產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液。不僅限制了內(nèi)部電解液的氣化量，而且對那些已經(jīng)嚴(yán)重極化的舊電池，在使用本充電方法充放電5-10次后，會逐漸恢復(fù)或接近原有容量。充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電。

正確的充電方法

智能充電器能夠針對每一種電池的特性給出不同的充電模式以及相應(yīng)的算法，以達到很好的充電效果，可充電電池具有較高的性能價格比、放電電流大、壽命長等特點，廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備、儀器儀表、電氣測量裝置中。但是不同類型的電池如鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池具有不同的充電特性和過程。

脈沖是電流的一種類型，它不同于單純的直流電，充電電流是脈動電流；優(yōu)良的智能充電器先用恒流對電池充電，臨近充電結(jié)束時改用恒壓對電池充電。電池充滿后充電自動結(jié)束。這樣的充電方式，可以充得更飽滿而且對電池延壽有利。脈沖充電是充電電流用的是脈動電流。脈沖充電同樣可以做成智能型的。智能充電，不僅可以控制充電電流，優(yōu)良的智能充電器還具有溫度監(jiān)控，所以找不到智能型的脈沖充電器，可以直接選用智能充電器。

脈沖快充主要解決的是如何快速的減小極化作用，使得充電效率得到提高，從而達到以較快速度達到充滿電的目的，脈沖充電方法可以在不犧牲鋰電池壽命的情況下提高充電速度。為了能夠更好的確定脈沖的幅值和寬度，提高速度和效率，對于鋰電池本身的極化特性需要有較好的掌握，這樣才能設(shè)計出合適的充電策略。