锂离子动力电池大电流脉冲充电特性研究

1、锂离子动力电池大电流脉冲充电特性研究报告人：谢玉强时间：2013.07.191、锂离子电池充电方式概述1.1 锂离子电池的充电特点1.1.1 耐过充的能力极其有限。如果充电电压超过截止电压，负极将析锂，导致电池容量减小，甚至可能发生爆炸。1.1.2 锂离子电池可承受的持续最大充电电流有限。由于蓄电池极化现象的存在， 随着充电时间的增加，蓄电池可接受的最大充电电流减小。同时大电流充电下电池温度会过高，对电池安全性产生影响。1.2 传统的充电方式1.2.1 恒压充电：充电过程中保持充电电压恒定，充电电流不断下降。有点是结构简单，容易实现，缺点是充电速度慢，在充电初期的充电电流过大，对电池寿命影响很

2、大。1.2.2 恒流充电：整个充电过程电流恒定。电池在充电后期的电流会超过其最大充电电流，导致电池无法充满，电池温度上升过快，影响电池寿命。1.2.3 两段式恒流恒压与三段式恒流恒压浮充方式：恒流阶段电流保持恒定，电池端电压持续上升；当电池电压上升到充电截止电压时改为恒压充电， 保持电池端电压恒定，充电电流不断减小；当电流减小到一定值时，如果还有浮充阶段， 则提供一个很小的浮充电流，以弥补蓄电池的内部损耗使其保持在充满状态。1.3 脉冲充电方式 脉冲充电方式是指每隔一段充电脉冲后，加入一段充电停止时间和放电脉冲。其充电有两种形式:正脉冲充电形式：是指在正脉冲中间加入一段停止时间。正负脉冲充电形

3、式：在正脉冲中间加入一段停止时间和负脉冲时间。2、实验过程2.1 实验主要器材(1)、LT-40AH,3V锂离子电池(2)、WWL-PS型直流稳压开关电源（015V,0300A）(3)、M9714型可编程直流电子负载（0240A,012000W）2.2 充电电路结构3、实验结果与结论3.1脉冲充电和恒流充电的比较 将放电至放电截止电压(2.5 V)的锂离子电池静置5 h，然后充电至充电截止电压(4.2 V)。将两种充电方式充好的电池均进行1C放电，以其放电量来衡量充入的电量。脉冲充电的时间设置为T1=0.9s，T2=70ms，TS=30ms，其中T1、T2、TS分别表示正脉冲时间，负脉冲时间和

4、停充时间结论一：（1）脉冲充电能够保持电池充进电量基本不变（充满），不会随充电电流的增大而明显减小， 而恒流充电随着充电电流增大，充进电量急剧减小。（2）脉冲充电时间相比恒流充电时间会长一些，这是因为脉冲充电的电流平均值小于恒流充电电流。但随着充电电流增大，两者的充电时间之差越来越小，脉冲充电方式优势越来越明显。3.2 不同正负脉冲时间对充电效果的影响 正负脉冲电流大小为2.5C，固定停充占空比为3%，改变负脉冲占空比，测试不同正负脉冲时间充电效率的大小，充电效率的计算方法如下 结论二:（1）随着负脉冲占空比的提高，能充进的电量逐渐增加，提高到7%左右时，充进的电量基本保持最大值（充满）不变。（2）随着负脉冲占空比的提高，充电效率也逐渐提高，这也反映出当减弱或消除极化现象后，能充进的电量增加。（3）在本实验条件下，脉冲充电的最优化条件是正脉冲占90%，