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锂电池快充与电池寿命关系分析

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2021-07-15 分享 加入收藏 关注:92

充电放电都是电能和化学能的相互转换,在锂离子在正负极运动过程中,也在变成不同的化合物。


大家可以把锂离子看作是装有电荷的小车:在充电时,由于电场用途使小车全部开到负极储存下一定的能量(锂离子嵌入到负极的石墨碳层微孔);在放电时,这些带着电荷的锂离子小车由于发生化学反应,又跑到了正极(锂离子的脱嵌,使正极处于富锂状态)。在这个过程中形成电流供电。


理想状态下,只要正负极材料的化学结构基本不发生变化,电池充放电的可逆性很好,锂离子电池就能保证长时间循环。快速充电紧要是保证锂离子快速的从正极嵌出并快速的嵌入负极,不能造成锂离子的沉积。


但是在电流增大时,电极负极(石墨)表面的一层半透膜(SEI膜)会有一定程度的破碎,使电极材料和电解液相互反应,另外温度升高也会让电池内部发生副反应破坏电池上的化学物质,导致可逆性降低(就是锂离子小车没法来回开了)电池容量也就会不断的减少。


就是是大家常常感觉到的,明明是洋溢电了,为甚么电池越来越不经得起用了。


以大疆无人机的锂离子电池举例,一块4480mAh68Wh电压为15.2V的锂离子电池,洋溢只要1.5h(相比之下苹果6splus电池容量为2750mAh,电压为3.8V)但大疆无人机的锂离子电池寿命惟有200个循环。电池寿命的衰减显而易见。


依据DIGITIMES的最新报道,苹果企业最近也在致力于升级电池充电技术,准备采用15V至20V的充电设备来提高电池效率,推动新的IC技术。不过PWMIC的设备供应方同样也表示这要承担极大的风险。


快充的保护模式

三家的快充办法都会有有关电池的温度监控办法。在加大电压的同时不可戒备的就是温度的升高。倘若你在使用高通QC的快充技术的同时玩大型游戏,这时由于芯片控制,限制外加电压,保证你的手机不会严重发热,但充电效率会下降。


而VOOC闪充,分段采用充电电流控制,和充电线缆和电池的多线路设置。简单来说就是之前一块电池充电,今朝分成几块电池,分别对其充电。


在安全性上,因为快充都有握手协议,会在充电前协调好输出电压电流的大小。锂离子电池充电分为三个部分:恒流预充电(CCPre-charge)、大电流恒流充电(CCFastCharge)和恒压充电(CV)。


手机电量耗光之后电压降低,当低于一定数值时充电器会使用比较低的电流对锂离子电池进行预充电。经过一段时间,锂离子电池电压高于预定数值后,就进入第二个阶段大电流恒流充电,此时适当加大电流可以加快充电速度。


倘若你用的是非快充手机,快充充电头也不会输出大电压烧坏你的手机。就像你在用iPad充电头给苹果充电时,iPad会自动识别,输入1A电流而不是原本的2A。众多的保护措施来看,快充的充电电压与电流是处于安全状态下的,只要使用原厂的手机充电适配器就不会带来安全隐患。


即使部分快充手机上配备的电池在电芯材料与设计方面有所改进,能够实现锂离子在电池中快速的嵌入和嵌出,但大电压和电流仍然使电池出现损耗。但倘若你习惯一两年就换一部手机,或者愿意更换一个新电池,那影响对你来说微乎其微。


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