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動力電池的應用和充電電路原理

2020-2-18 16:59:44??????點擊:
動力電池以其優異的性能廣泛應用于叉車、電瓶車、公交車、轎車、電動工具、電動游艇或AGV、無人機等與電源為動力的設備中。
動力電池、鎳鎘和鎳氫充電電池:
動力電池負極是石墨晶體,正極通常是二氧化鋰。在充電過程中,電離子從正極移動到負極,并嵌入石墨層中。在放電過程中,電離子從負極表面向正極移動因此,在充放電過程中,電總是以電離子的形式出現,而不是以金屬鋰的形式出現所以這種電池叫做鋰離子電池。
動力電池具有體積小、容量大、重量輕、無污染、單電壓高、自放電率低、電池周期多等優點,但價格較貴鎳鎘電池因其容量低、自放電嚴重和環境污染等原因,正在逐步淘汰MH-Ni電池性價比高,不污染環境,但電池電壓僅為1.2V,使用范圍有限。
動力電池的特點:
一較高的重能比和體積能比;
2高電壓時,單個動力電池的電壓為3.6V,相當于三個鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓;
三。小型自放電可長期儲存,是電池最突出的優點;
四沒有記憶效應。動力電池不具有鎳鎘電池的所謂記憶效應,所以動力電池充電前不需要放電;
5個。使用壽命長。在正常工作條件下,動力電池充放電循環次數遠大于500次;
6它可以很快充電一般情況下,動力電池可充0.5-1倍容量電流,充電時間可縮短至1-2小時;
7號可任意并聯使用;
8個由于電池不含鎘、鉛、汞等重金屬元素,是當代最先進的綠色電池;
9號高成本。與其他充電電池相比,動力電池更貴。
動力電池內部結構:
動力電池通常有兩種類型:圓柱形和矩形。
電池內部采用螺旋纏繞結構,在正負極之間用一種非常細的可滲透的聚乙烯薄膜隔離材料隔開。正極包括由鋰和鈷組成的鋰離子收集器和由鋁膜構成的集流體。負極由片狀碳材料制成的鋰離子收集器和銅膜制成的電流收集器組成電池充滿有機電解質溶液此外,還安裝了安全閥和PTC元件,以防止電池在異常狀態和輸出短路時損壞。
單塊動力電池的電壓為3.6V,容量不能無限大因此,為了滿足不同場合的要求,單體鋰電池往往是串并聯加工的。
鋰電池充放電要求
一。鋰電池充電:根據鋰電池的結構特點,最大充電終止電壓為4.2V,不允許過充電,否則由于鋰離子從正極中帶走過多而導致電池報廢。其充放電要求高,可采用專用恒流恒壓充電器進行充電。一般情況下,當恒流充電達到4.2v/knot時,就會切換到恒壓充電。當恒壓充電電流降至100mA以內時,應停止充電。
充電電流(MA)=0.1-1.5倍電池容量(例如,對于1350mAH電池,充電電流可控制在135-2025ma之間)。常規充電電流約為電池容量的0.5倍,充電時間約為2-3小時。
2鋰電池的放電:由于鋰電池的內部結構,在放電過程中鋰離子不能完全移向正極,必須將一部分鋰離子保持在負極,以保證鋰離子在下次充電時順利嵌入通道。否則,電池壽命將相應縮短。為了保證鋰離子在放電后仍保留在石墨層中,必須嚴格限制放電結束時的最低電壓,即鋰電池不能過度放電。放電終止電壓一般為3.0v/段,最小電壓不小于2.5v/段放電時間與電池的容量和電流有關。電池放電時間(H)=電池容量/放電電流。鋰電池的放電電流(MA)不得超過電池容量的3倍。(1000mah電池,放電電流嚴格控制在3a以內)否則會損壞電池。
目前市場上銷售的鋰電池組均采用配套的充放電保護板密封只要外部充放電電流得到很好的控制。
鋰電池保護電路:
兩塊鋰電池的充放電保護電路如圖1所示它由兩個場效應管和特殊保護集成塊s-8232組成。過充控制管fet2和過充控制管fet1在電路中串聯。保護IC監控和控制電池電壓。當電池電壓升至4.2V時,過充保護管fet1被切斷并停止充電為了防止誤操作,通常在外部電路中增加一個延時電容器當電池處于放電狀態,電池電壓降至2.55V時,過放電控制管fet1被切斷,并停止向負載供電過電流保護是在負載上有大電流流過時,控制fet1切斷并停止向負載放電,以保護電池和FET過電流檢測采用場效應管的導通電阻作為檢測電阻,監測其電壓降,當電壓降超過設定值時停止放電。為了區分勵磁涌流和短路電流,通常在電路中加入延時電路。該電路功能完善,性能可靠,但專業性強,專用集成塊不易購買,業余愛好者也不易復制。
簡單充電電路:
現在有很多企業在銷售一塊沒有充電板的鋰電池性能優越,價格低廉,可用于自制產品和鋰電池組的維護和更換,深受廣大電子愛好者的喜愛感興趣的讀者可以參考圖2制作充電板。其原理是對蓄電池進行恒壓充電,以確保不發生過充輸入直流電壓比蓄電池電壓高3伏。R1、Q1、W1、TL431組成精密可調穩壓電路,Q2、W2、R2組成可調恒流電路,Q3、R3、R4、R5、LED為充電指示電路隨著充電電池電壓的升高,充電電流逐漸減小電池充滿電后,R4上的電壓降降低,Q3斷開,LED熄滅。為確保電池電量充足,請在指示燈熄滅后繼續充電1-2小時使用時請為Q2和Q3安裝合適的散熱器該電路的優點是:制作簡單,元件易買,充電安全,顯示直觀,對電池無損傷通過改變W1,可以對多個系列的鋰電池充電,改變W2,充電電流可以在很大范圍內調整缺點:無過放電控制電路圖3是充電板的印刷板圖(從組件表面的透視圖)。
單體鋰電池應用實例
一作為電池組維護的替代品
有許多電池組:例如,筆記本電腦中使用的電池組。維修后發現電池組損壞時只有少數電池出現問題可選擇合適的單體鋰電池進行更換。
2制作明亮的微型手電筒
筆者曾經用一塊3.6v1.6ah鋰電池和一個白色超亮發光管制作了一個微型手電筒,使用方便,小巧美觀而且,由于電池容量大,平均每晚使用半小時,至今已使用兩個多月沒有充電電路如圖4所示。
三。更換3V電源
一塊鋰電池的電壓為3.6V,因此,只有一塊鋰電池可以代替兩塊普通電池為收音機、隨身聽、照相機等小型家用電器供電,不僅重量輕,而且使用壽命長鋰電池的儲存:
鋰電池在儲存前需要充滿電。在20℃下可儲存半年以上,說明鋰電池適合低溫儲存。有人建議將可充電電池存放在冰箱和冰箱里,這確實是個好主意。
使用注意事項:
鋰電池不得拆卸、鉆孔、刺穿、鋸切、加壓或加熱,否則可能造成嚴重后果無充電保護板的鋰電池不得短路或用于兒童玩耍不要靠近易燃物和化學品廢棄的鋰電池應妥善處理。
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