延長鋰離子電池壽命的新型充電解決方案

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鋰離子電池具有能量密度高、體積小、重量輕等優勢，在手機、筆記型電腦市場已完全取代其他電池，佔比幾乎為100%。 目前，鋰離子電池正迅速延伸至電動工具等應用領域，其廣大的市場前景也越來越被認可。 但與鎳、鎳鎘、鉛酸電池相比，鋰離子電池的應用發展需要更快推進，必須持續提高其安全性和使用壽命。

本文將從充電器的角度探討一種新型的充電解決方案，以增加鋰離子電池的安全性，延長電池的使用壽命，同時降低充電器的成本。 在電池的使用過程中，我們常聽到電池產業的這樣一句話：「電池的使用中少即是多，多即是反差」。 這句話我們可以理解為不正確的充電條件或方法會更容易損壞電池，減少電池的壽命。

以1、8650無鈷鋰電為例，當充電過溫時，在70℃時，電解液界面（SEI）會分解發熱； 120°C時，電解液、正極開始熱分解，造成氣體產生且溫度迅速上升； 260°C左右：電池爆炸。 或者充電過壓，以過壓5.5V來說，容易使鋰金屬析出，溶劑被氧化，溫度升高，發生惡性循環，甚至造成電芯爆炸。

因此，對於如何充電，我們一起來探討以下幾個重要問題。 為什麼要預充電？電池工作電壓從2.5V（碳性負極電池：3V，電量為0%）到4.

2V（100%功率）。 當電壓低於2.5V時，電池放電終止。

同時由於放電迴路關閉，內部保護電路的電流損耗也降到最低。 當然，由於內部材質不同，放電終止電壓可以在2.5V-3.

0V，因內部材質不同。 當電壓超過4.2V時，終止充電迴路，保護電池安全；當單元電池工作電壓降至3以下。

0V，可以認為放電終止，放電循環終止，保護電池安全。 因此，當電池不使用時，應為電池充20%的電，然後防潮保存。 由於鋰離子電池的能量比較高，因此在電池使用壽命方面需防止過充、過放。

Overlant導致活性物質恢復困難，如果直接進入快速功率模式（大電流），會損壞電池，影響使用壽命，並可能因此帶來安全隱患。 先以小電流（C/10）充電至2.5V至3.

0V，然後需要轉換為快充。 雖然現在的鋰離子電池在應用上都有保護板，一般來說，重疊的情況發生的幾率會比較小，但是不加預充，在這兩種情況下，重疊的情況也可能會帶來隱患。 一是保護板無效，二是自放電率達到（5%-10%/月）。

因此小電流預充電可以有效解決過放電電芯的充電問題。 不過，充電電流並不是越大越好。 以單體鋰離子電池為例，其充電方式包含恆定電流、恆壓充電過程，而恆壓通常為4。

2V（以LiCoO2電池為例），恆定電流設定值為0.1c～1c。 大電流的充電雖然會縮短充電時間，但也會造成電池壽命的縮短和容量的降低，所以需要選擇適當的恆定電流值來充電。

以下是4.2V/900mAhlicoo2電芯不同電流充電與電池容量的關係曲線（圖1），我們可以看到，大約經過500次充電後，小電流充電的電池容量明顯大於大電流充電的電池容量。 恆壓充電的電壓精度對電池能量密度要求較高，過度損壞對鋰離子電池的危害很大，有可能發生擴大漏液甚至爆炸。

而且容易導致電池內的電解物質加速電池的壽命，因此準確的恆壓值對於鋰離子電池的壽命至關重要。 為了充電更加充分，要確保恆壓值與終止電壓值的精度在1%以內。 以無鈷鋰離子電池為例，最好是盡量接近4。

2V，但不超過4.2V，這種高精度電壓充電方式，可以減少鈷的溶解，穩定LiCoO2的層狀結構，使其包覆層不發生變化，提高循環性能，保持較高的容量。 另外，即使輕微的過壓也會帶來兩個現象，電池初始容量降低和電池循環壽命降低。

對於多離子電池來說，為了確保最大的電池容量和壽命，有時精度甚至要小於0.5%。 因此，充電電壓的精確控制是鋰離子電池充電器的關鍵技術。

目前人們對於鋰離子電池的充電電壓有這樣的誤解。 考慮是有電池保護板。 它不關心電壓精度。

這是不可取的。 因為電池保護板是為了針對可能發生的事故做出及時的保護，所以它考慮更多的是安全因素，而不是性能因素。 比如，以4為例。

2V，保護板的過壓保護參數是4.30V（有的可能是4.4V），如果每次都充滿的話，用4.

30V作為充電截止點，電池容量增加會很快。 為什麼有充電器銷售商他們多次碰過充電器用戶退貨，說是充電器壞了因為充一天電，電池沒充滿，充電器不轉燈，一直紅燈。 當廠商實際測量充電器時，發現一切正常，符合出廠要求。

這是什麼問題？這一點很重要，因為該充電器沒有考慮到電池的老化。 如果致命充電的電流太小，會使老化的電池達不到充電完成的設定點，使用戶產生誤判斷，認為充電器已經壞了。 充電壓的目的在於防止鋰離子電池受損或過度循環，在充電的非特定區段，由於自放電的原因，很難進入EOC狀態（高於判斷電流），一方面對用戶造成傷害，另一方面也可能因過度充電而擴大電池過熱現象。

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高性價比、高可靠性的OZ8981內建單晶片整合充電控制器，實現高效率的誤差放大器輸出。 支援0V脈衝充電、預充電、恆定電流充電、恆壓充電、截止、自動再充電控制。 智慧充電控制。

支援預充電啟動電壓、恆定電流充電、恆壓充電值、截止充電電流值的靈活設定。 另外OZ8981具有高精度充電電壓（“1%）和電流（“5%）輸出；透過外部電阻調整，電壓輸出精度可達±0.5%。

支援雙充電壓：預充電、恆壓充電按時（最長5小時，或不按時）。 支援雙重溫度保護：內部溫度保護（115°C）、外部高溫保護（預設：44°C）和低溫保護（預設：2°C）。 外部溫度保護點可外部靈活設定。

支援充電過壓保護、過電流保護、短路保護。 支援電池自動接入檢測，直接LED顯示充電狀態。 此元件採用通用封裝SOP16。

圖。 圖4為OZ8981鋰離子電池的充電曲線圖。 OZ8981透過與前端PWM晶片的結合，將幫助用戶快速實現安全、高效、低成本的鋰離子電池充電器。