电池充电说明

电池充电原理详解

发布时间：2013-05-14 14:12:55

技术类别：电源技术

镍隔与镍氢电池的充电

对镍隔电池和镍氢电池充电有两种方式，就是我们大家所熟知的“快充”

和“慢充”。快充和慢充是充电的一个重要概念，只有了解了快充和慢充才能正确掌握充电。

首先，快充和慢充是个相对的概念。有人曾问，我的充电器充电电流有200mA，是不是快充？这个答案并不绝对，应该回答对于某些电池来说，它是快充，而对于某些电池来说，它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢？

例如一节5号镍氢电池的电容量为1200mAH，而另一节则为1600mAH。我们把一节电池的电容量称为1C，可见1C只是一个逻辑概念，同样的1C，并不相等。

在充电时，充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。顾名思义，是指电流很小。一般而言，涓流充电能够把电池充的很足，而不伤害电池寿命，但用涓流充电所花的时间实在太长，因此很少单独使用，而是和其它充电方式结合使用。

充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。充电电流大于

0.2C，小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时，我们称之为

超高速充电。

正因为1C是个逻辑概念而非绝对值，因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充，而对于700mAH的电池来说就是快充。

知道了快慢充的概念后，我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种。

一、恒流充电器

恒流充电器是市场上最常见的充电器，从镍镉电池时代，我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流，它的使用相对比较简单，只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是，对充电时间的计算要准确。

对充电时间的计算有个简单的公式：Hour=1.5C/充电电流。例如：对1200mAH的电池充电，充电器的充电电流为150mA，则时间为

1800mAH/150mA等于12小时。当然在很多时候并不能计算出正好的时间，我们可以挑离得最近的半小时以方便记时。例如：充电器的电流为 160mA，对1400mAH的电池充电，则时间为2100mAH/160mA约为13小时，而不用计算到分。

恒流充电器的构造简单，工作稳定，是一种不错的充电方式，对电池寿命的影响小。但它也有其局限性，首先必须计算时间，另外随着镍氢电池的容量越来越大，恒流充电所需的时间也越来越长，对使用带来了一定的不便。因此，近年来快速自动充电器也逐渐流行起来。

二、快速自动充电器

快速自动充电器在这两年越来越受到大家欢迎，它具有充电速度快，安全等特点。但也有一部分人对它有疑虑，因为快速充电器基本都使用快充电流来充电，这些人怕它会对电池的寿命产生影响。那么实际的情况如何呢？

首先要肯定的是大电流充电对电池寿命的影响是很小的，在很多情况下我们都要用到快速充电甚至超高速充电，充电电流有时可以达到2C或更高。大电流并不是电池杀手，真正对电池寿命产生影响的是大电流充电时产生的高热。

我们对电池充电时要使用比电池标称电压稍高的电压来进行，而电池本身对充电电流会产生一个反电势，因此有一部分电流为了抵消反电势而白白作功，转化为热能。当充电电流越大，就有更多的电能被转化为热能，充电时的温度就越高。过高的温度对充电电池是有害的，在慢速恒流充电器中，由于是慢速充电，产生的热量在可控制范围内，因此并不需要采取特殊的措施。但在快速自动充电器中，采用快充电流就会产生更高的温度。因此目前市场上的快速自动充电器都采用了各种方法来降低充电时的温度，通常所使用的是余弦法，也就是说并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度随之变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一定范围内。由于这类充电器不再使用恒定的电流充电，也和过去的恒流充电器有明显的区别。

使用快速充电器的另一个问题是，当充电时间到了之后如果忘记停止充电，对电池的伤害要远大于慢速恒流充电器过充产生的伤害。因此为了解决过充问题，快速充电器一般都采用了比如电压斜率判断法等方法来判断电池是否接近充满，这些充电器都使用了控制电路或者IC芯片来完成这一任务。当电池接近充满时，控制电路会自动转入涓流充电模式，对电池进行涓流充电。采用涓流电流对电池进行充电的好处是很明显的，其一如前所述，涓流充电能将电池充的很满，其次就是不用担心过充的问题，因此使用这类充电器的最大好处就是不用再去计算时间。具体的使用方法可以查看各自的使用说明书，以防操作不当。

快速充电器有一个分支就是超高速的充电器，这类充电器应用范围不大，设计、结构和工艺都很复杂，因此价格相当昂贵。

三、超高速充电器

在一些特殊的场合，人们需要在很短的时间内充好电池使用，这就需要使用超高速充电器。由于超高速充电器需要极大的充电电流，有些甚至使用了2C-3C的充电电流，其发热问题尤为严重，仅仅采用余弦波充电还不够，因此这类充电器很多都采用在一个余弦波后插入一个很短暂的放电这种方法。这种做法可以缓解由于反电势消耗充电电流所产生的热量积累，从而进一步控制温度。

锂电池的充电

目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池，所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。

一、基本概念：

1、锂离子电池标称电压3.7V（3.6V）,充电截止电压4.2V（4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计）。（锂离子电芯规范的说法是：锂离子二次电池）

2、对锂离子电池充电要求（GB/T18287 2000规范）：首先恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4.2V（4.1V）,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到0.01C时，认为充电终止。（C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是 1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA，注意是mA而不是mAh，0.01C就是10mA。）当然，规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。

3、为什么认为0.01C为充电结束：这是国家标准GB/T18287-2000所规定的，也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束，邮电部行业标准

YD/T998-1999也是这样规定的，即不管电池容量多大，停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满，对厂家一方通过鉴定有利。另外，国标规定了充电时间不超过8小时，就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了，也认为充电结束。（质量没问题的电池，都应在8小时内达到 0.01C,质量不好的电池，等下去也无意义），