對鋰電池組充電情形探討,到底要怎麼充電才對?


對鋰電池組充電情形探討,到底要怎麼充電才對?
繼...
最簡單的鋰電池失衡補正法
延長鋰電池使用壽命的方法
再度提出一些心得。

目前的鋰電池組,大多內部均裝設有保護板,用以保護內部各個電蕊,防止過度充電或過度放電所造成的損壞,
以及有被動式的均衡各個電蕊的功能。

充電器的設計,也大多均有”恆流”、”恆壓”、”涓流微充”功能。

請先確定使用的充電器是適合待充電池組的,可以先用電壓表量測充電器的空載輸出電壓,
是否與電池組的最大飽電電壓相同。

以上述大眾化的配備,當使用充電器對一顆鋰電池組充電時,可能會產生何種狀況?

狀況1:假設電池組內各個電蕊平衡良好,則充電過程會很完善的從恆流、恆壓、到涓流,
充電器指示燈也會隨著充電功率的縮小而由紅燈跳綠燈。雖然是跳綠燈,
但是充電過程仍會保持在恆壓或涓流狀態對電池充電,只是充電功率很小。
電池組整體電壓將近飽電電壓。也由於電蕊平衡良好,保護板的被動均衡洩放不動作,
保護板整體的溫度低。此時再保持對電池繼續充電已經沒有意義了。

狀況二:假設電池組內各個電蕊只有少數稍微失衡,則充電過程會一樣的從恆流、恆壓、到涓流,
充電器指示燈也會隨著充電功率的縮小而由紅燈跳綠燈。
雖然是跳綠燈,但是充電過程仍會保持在恆壓或涓流狀態對電池充電,只是充電功率很小。
電池組整體電壓也會慢慢接近飽電電壓。
也由於有電蕊稍微失衡,當感測到某個電蕊電壓太高時,會啟動保護板的被動均衡洩放電路,保護板的洩放電阻會發熱。
(均衡時的允許洩放電流要大於此時的充電電流,否則是狀況三),
此時保持對電池繼續充電是有意義的,因為各個電蕊在靠保護板的均衡電路平衡中。
隨著時間拉長,電蕊間的電壓差異漸小,電池組整體的電壓上升將近飽電電壓,
保護板的均衡洩放減少,保護板溫度降低,直到平衡完成。
整個平衡過程有可能需要幾天的時間,當平衡完成後,已經不需要再對電池充電了。

狀況三:假設電池組內各個電蕊有比較嚴重的失衡,
充電過程中還保持在較大功率充電時,就已經有電蕊達到飽電狀態,
此時保護板的均衡洩放電路啟動,但是由於均衡洩放的電流小於充電電流,飽電的電蕊還是繼續在充電,
於是保護板為了保護電蕊防止過度充電,於是會強迫跳離充電狀態,充電電路段開。
也由於沒有繼續充電了,充電器也由紅燈跳綠燈。
此時的充電器綠燈是無充電狀態,所以也無法繼續平衡電池組內的各個電蕊。
此時電池組的整體電壓遠遠未到飽電電壓,電池組的可用電容量明顯減少,電動車明顯的感覺到續航力減少。
此時建議最好找高人救救電池吧!以防電池組繼續惡化。

狀況四:假設電池組內有最嚴重的失衡,
其中有一組電蕊在完全飽電高壓,另一組在沒電低壓,(好像不易發生這狀況,除非有電蕊已經掛了,自放電嚴重),
此狀況保護板為了保護低壓電蕊,禁止輸出放電;為了保護高壓電蕊,禁止充電。
所以此顆電池組,既無法充電也無法放電。
找高人求救吧!若想死馬當活馬醫,又不怕危險且做好安全準備,
在不拆解電池組的狀況下,電池組是充放分離的接線,
那可以嘗試用30mA~80mA左右的電流源,從電池組的放電孔輸入對電池充電,
可允許充電的電流因保護板而異,不可大於保護板內的均衡最大洩放電流,
充電充個幾天,再看看電池組的狀況有無好轉。

鋰電池組,雖然在使用上最好是不要充電充太飽,也不要過放電,
盡量使用在電容量的中段最好,可以延長使用壽命,
但是電池組內的被動均衡平衡電路,是要在電蕊飽電時才工作,所以....還有些矛盾。
所以,在電池狀況非常良好的狀況下,不一定要完全的充飽電。
我平常對電池充電都是把充電器的電壓稍微調低一些些,
使用一段時間後再來一次額定飽電電壓的小功率充電,讓電池組平衡平衡。
2016-10-20 1:42 發佈
從鋰離子結構原理上說,

正極材料和負極材料都是個蜂窩結構,
充電過程是,鋰離子穿過隔膜,跑到石墨的蜂窩裡躲藏起來。
放電過程是,鋰離子從石墨蜂窩裡脫離,又跑到正極材料的蜂窩裡躲藏起來。

可見,當所有鋰離子跑到負極材料里去時,正極材料的蜂窩,好比房間,缺乏支撐,是很容易坍塌的,即容量會縮小。

所以,理想的話,充放電過程,在八成到兩成之間轉換的話,正負極材料的蜂窩結構就不容易坍塌,那麼循環壽命會很長很長。

這次三星手機的事情,大陸一家研究機構研究了一台燃燒的手機。認為火的確是從電池的一隻角上開始起火的。可能是接點不良過熱引起的。僅供參考。

正常情況下,手機起火概率是百萬分之一量級。現在三星手機高達萬分之一量級以上。也可能與快充損傷有關。也可能與虹膜識別的高速計算過熱而導致的電池折壽損傷有關。迄今三星自己也搞不清楚是什麼原因讓手機過熱概率提高了兩三個數量級。


我們基本上可以把充放電過程比作一個人吃飯幹活的過程。

吃太飽,吃撐,難受,肯定要折壽。
幹活太多,累過頭,也要折壽。
快充,也就是狼吞虎咽,肯定也要難受,也要折壽。

折壽是折壽,但還不至於一下就死掉。

放電放過頭。就相當於一個人筋疲力盡,卻沒有補充食物,直接餓死了,那麼人就一下死掉了。電池也這樣。

顯然,人吃飯,慢慢吃,吃個七八分飽,幹活也不要干太累,不要精疲力竭了才想到要吃飯。那麼人的壽命是最長的。電池的道理完全相同。
Toyota的油電車就是充放控制在2-8成,可是沒有充電器可以按個鈕選擇充電要8成,9成或滿電,只能用計算充電時間來斷電。
當然版主是有此能力的高手。
要使用電池容量的2~8成
其電蕊的一致性平衡要良好
失衡太多時﹐電池組的容量根本無法完全發揮用到

會發表此使用心得
也是希望在使用鋰電池組時
能更加注意及了解電池組的狀況
盡量減少不必要的損失

充電充到8、9成,那需要"瓦時"測量
其實,不需要這麼累,開心才重要

電池組用小功率平衡完成後
在使用後充電時
充電器的電壓故意調低個0.5V 或1V
視您的電池種類及需求而定
不要每次都讓電池充到 "百分百、噎著"
那時,這電池組充飽到幾成其實並不在意
夠用就好
要在意充飽到幾成,還不如多關心電池有無平衡
所以
每隔一段時間(2、3個月 或半年、視電池狀況)
小功率充電充到滿電的額定電壓做一下平衡
就"頭好壯壯" 喽!

我現在有了個習慣,在許可的狀況下
新的電池組,在還未曾使用前
一定先來一次小功率充電平衡
確定電池在最佳狀況。
版大,如果充電器電壓不足,通常是那裡壞掉了。E50
qweertw wrote:
版大,如果充電器電壓...(恕刪)

是哪裡的電壓不足?
是充電器輸出電壓不足嗎?
不足的差距很大嗎?
此時充電器輸出是否有負載?
若是充電器沒壞
那請檢察你充電器原始設定規格,是否正確。
請檢察輸入電壓及充電器允許輸入的電壓是否匹配
若充電器故障
最好請高人看看

我遇過充電器因為電子零件"虛焊"
而造成電壓不穩,有時偏高有時偏低
也遇過出廠設定誤差過大一些的

還有我有遇到有一顆充電器,輸入電壓許可在交流電100V~240V
交流電進去會先整流後儲存在電容穩壓使用
國內110交流整流後峰值約在155V(空載電壓值)
但是此充電器更了不起的是,直接給直流電30V就能工作,只是比較不穩定
還有輸入電壓的高低對輸出的電壓及功率也都有可能有一些些影響。

發生問題的原因有很多種
要先了解問題可能產生的原因,
再慢慢排除不可能的因素。

希望你能找到答案。

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