锂电池的充放电系统

本科毕业论文（设计、创作）

题目：锂电池的充放电系统

学生姓名：学号：1002149

所在院系：专业：电气工程及其自动化入学时间：2010 年9 月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士导师所在单位：

完成时间：2014 年 5 月安徽三联学院教务处制

锂电池的充放电系统

摘要：随着时代的发展，便携化设备应用的越来越广泛，而锂电池则成为便携化设备的主要的电源支持。锂电池与其他二次电池不同的是更需更安全高效的充电控制要求，因为这些特点让锂电池在实际的使用中有很多不便。因此，基于特征的锂离子电池的充电和放电特性，锂离子电池充电的充电过程和控制单元的的发展趋势，本文设计出了一款智能充放电系统。本文设计的控制单元大部分是由基于MAX1898的充电电路和AT89C51的控制单元构造而成。以LM7805 为MAX1898与AT89C51提供电源支持。本文还提供了用于锂离子电池的充电和放电控制系统的程序框图和功能。

锂离子充电电池和锂离子电池，微控制器，发电，转换和电压隔离光耦部分，放电特性充电芯片，锂离子电池充电电路设计，锂离子电池的程序设计充电作为主要内容本文。

关键词：单片机、MAX1898、AT89C51

Li-ion battery charge and discharge system Abstract：With the progress of the times, portable device applications more widely, and lithium battery becomes more portable equipment's main power supply support. Lithium secondary batteries with other difference is safer and more efficient charging needs control requirements , because these features make lithium batteries have a lot of inconvenience in actual use . Therefore, The body on the characteristics of lithium ion rechargeable electric discharge pool,the development trend of lithium-ion battery charging process and control unit , the paper designed an intelligent charging and discharging system . This design of the control unit is constructed from long MAX1898 -based charging circuit and a control unit from AT89C51 . Provide power supply support for LM7805 MAX1898 with AT89C51. This article also provides a block diagram and function for lithium-ion battery charge and discharge control system.

Lithium- ion battery characteristics , charge and discharge characteristics of lithium -ion batteries , the introduction of lithium-ion battery charging circuit design, rechargeable lithium-ion battery is designed to generate part of the program the microcontroller parts, power supply , voltage conversion and opto-isolated part of the charging chip , etc. as the main content of the paper .

Key words: SCM,STC89c51, MAX1898

目录

中文摘要 (1)

英文摘要 (1)

第1章绪论 (4)

1.1 课题研究的背景 (4)

第2章电池的充电方法与充电控制技术 (8)

2.1 电池的充电方法和充电器 (8)

2.1.1 电池的充电方法 (8)

2.1.2 充电器的要求和结构 (12)

2.1.3 单片机控制的充电器的优点 (13)

2.2 充电控制技术 (14)

2.2.1 快速充电器介绍 (14)

2.2.2 快速充电终止控制方法 (15)

第3章锂电池充电器硬件设计 (18)

3.1 单片机电路 (18)

3.2 电压转换及光耦隔离电路 (21)

3.3 电源电路 (23)

3.4 充电控制电路 (24)

3.4.1 MAX1898充电芯片 (24)

3.4.2 充电控制电路的实现 (30)

第4章锂电池充电器软件设计 (32)

4.1程序功能 (32)

4.2 主要变量说明 (32)

4.3 程序流程图 (32)

第5章结论与展望 (35)

致谢 (36)

参考文献 (37)

附录 (38)

第1章绪论

1.1课题研究的背景

电池可以说是一种由电化学氧化还原转换成电力的化学物质。我们大致可以分为类型的一次和二次电池，二次电池可反复使用。当二次电池的能量转化为化学能，作为吸热反应。工作参数的二次电池电压，电池容量，工作温度，充放电性能。

在本研究中，我们能够通过电池的性能特性曲线，以反映所述二次电池的性能特性，电池的性能特性曲线包括许多曲线，如充放电曲线，曲线和充电- 放电循环温度曲线，我们可以在电池的安全性评估使用此功能。二次电池可重复使用的绿色环保概念的使用。对于二次电池，下面对电池的日常生活中是很常见的：镍- 金属氢化物电池，镍镉电池，铅酸电池，锂离子电池。

1.锂电池的原理

正常情况下正极选用锂合金金属氧化物作为材料、负极选用石墨作为材料、溶液使用非水电解质。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe- = LixC6

对电池充电的一般反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

正极

正极材料：主流产品多采用锂铁磷酸盐。

正极反应放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-

放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiF ePO4

负极

负极材料：基本采用石墨。

负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。

充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6

放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C