动力电池的应用和充电电路原理
2020/2/18 16:59:44 点击：
动力电池以其优异的性能广泛应用于叉车、电瓶车、公交车、轿车、电动工具、电动游艇或AGV、无人机等与电源为动力的设备中。
动力电池、镍镉和镍氢充电电池：
动力电池负极是石墨晶体，正极通常是二氧化锂。在充电过程中，电离子从正极移动到负极，并嵌入石墨层中。在放电过程中，电离子从负极表面向正极移动因此，在充放电过程中，电总是以电离子的形式出现，而不是以金属锂的形式出现所以这种电池叫做锂离子电池。
动力电池具有体积小、容量大、重量轻、无污染、单电压高、自放电率低、电池周期多等优点，但价格较贵镍镉电池因其容量低、自放电严重和环境污染等原因，正在逐步淘汰MH-Ni电池性价比高，不污染环境，但电池电压仅为1.2V，使用范围有限。
动力电池的特点：
一较高的重能比和体积能比；
2高电压时，单个动力电池的电压为3.6V，相当于三个镍镉或镍氢充电电池的串联电压；
三。小型自放电可长期储存，是电池最突出的优点；
四没有记忆效应。动力电池不具有镍镉电池的所谓记忆效应，所以动力电池充电前不需要放电；
5个。使用寿命长。在正常工作条件下，动力电池充放电循环次数远大于500次；
6它可以很快充电一般情况下，动力电池可充0.5-1倍容量电流，充电时间可缩短至1-2小时；
7号可任意并联使用；
8个由于电池不含镉、铅、汞等重金属元素，是当代最先进的绿色电池；
9号高成本。与其他充电电池相比，动力电池更贵。
动力电池内部结构：
动力电池通常有两种类型：圆柱形和矩形。
电池内部采用螺旋缠绕结构，在正负极之间用一种非常细的可渗透的聚乙烯薄膜隔离材料隔开。正极包括由锂和钴组成的锂离子收集器和由铝膜构成的集流体。负极由片状碳材料制成的锂离子收集器和铜膜制成的电流收集器组成电池充满有机电解质溶液此外，还安装了安全阀和PTC元件，以防止电池在异常状态和输出短路时损坏。
单块动力电池的电压为3.6V，容量不能无限大因此，为了满足不同场合的要求，单体锂电池往往是串并联加工的。
锂电池充放电要求
一。锂电池充电：根据锂电池的结构特点，最大充电终止电压为4.2V，不允许过充电，否则由于锂离子从正极中带走过多而导致电池报废。其充放电要求高，可采用专用恒流恒压充电器进行充电。一般情况下，当恒流充电达到4.2v/knot时，就会切换到恒压充电。当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。
充电电流（MA）=0.1-1.5倍电池容量（例如，对于1350mAH电池，充电电流可控制在135-2025ma之间）。常规充电电流约为电池容量的0.5倍，充电时间约为2-3小时。
2锂电池的放电：由于锂电池的内部结构，在放电过程中锂离子不能完全移向正极，必须将一部分锂离子保持在负极，以保证锂离子在下次充电时顺利嵌入通道。否则，电池寿命将相应缩短。为了保证锂离子在放电后仍保留在石墨层中，必须严格限制放电结束时的最低电压，即锂电池不能过度放电。放电终止电压一般为3.0v/段，最小电压不小于2.5v/段放电时间与电池的容量和电流有关。电池放电时间（H）=电池容量/放电电流。锂电池的放电电流（MA）不得超过电池容量的3倍。（1000mah电池，放电电流严格控制在3a以内）否则会损坏电池。
目前市场上销售的锂电池组均采用配套的充放电保护板密封只要外部充放电电流得到很好的控制。
锂电池保护电路：
两块锂电池的充放电保护电路如图1所示它由两个场效应管和特殊保护集成块s-8232组成。过充控制管fet2和过充控制管fet1在电路中串联。保护IC监控和控制电池电压。当电池电压升至4.2V时，过充保护管fet1被切断并停止充电为了防止误操作，通常在外部电路中增加一个延时电容器当电池处于放电状态，电池电压降至2.55V时，过放电控制管fet1被切断，并停止向负载供电过电流保护是在负载上有大电流流过时，控制fet1切断并停止向负载放电，以保护电池和FET过电流检测采用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监测其电压降，当电压降超过设定值时停止放电。为了区分励磁涌流和短路电流，通常在电路中加入延时电路。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，专用集成块不易购买，业余爱好者也不易复制。
简单充电电路：
现在有很多企业在销售一块没有充电板的锂电池性能优越，价格低廉，可用于自制产品和锂电池组的维护和更换，深受广大电子爱好者的喜爱感兴趣的读者可以参考图2制作充电板。其原理是对蓄电池进行恒压充电，以确保不发生过充输入直流电压比蓄电池电压高3伏。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2组成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路随着充电电池电压的升高，充电电流逐渐减小电池充满电后，R4上的电压降降低，Q3断开，LED熄灭。为确保电池电量充足，请在指示灯熄灭后继续充电1-2小时使用时请为Q2和Q3安装合适的散热器该电路的优点是：制作简单，元件易买，充电安全，显示直观，对电池无损伤通过改变W1，可以对多个系列的锂电池充电，改变W2，充电电流可以在很大范围内调整缺点：无过放电控制电路图3是充电板的印刷板图（从组件表面的透视图）。
单体锂电池应用实例
一作为电池组维护的替代品
有许多电池组：例如，笔记本电脑中使用的电池组。维修后发现电池组损坏时只有少数电池出现问题可选择合适的单体锂电池进行更换。
2制作明亮的微型手电筒
笔者曾经用一块3.6v1.6ah锂电池和一个白色超亮发光管制作了一个微型手电筒，使用方便，小巧美观而且，由于电池容量大，平均每晚使用半小时，至今已使用两个多月没有充电电路如图4所示。
三。更换3V电源
一块锂电池的电压为3.6V，因此，只有一块锂电池可以代替两块普通电池为收音机、随身听、照相机等小型家用电器供电，不仅重量轻，而且使用寿命长锂电池的储存：
锂电池在储存前需要充满电。在20℃下可储存半年以上，说明锂电池适合低温储存。有人建议将可充电电池存放在冰箱和冰箱里，这确实是个好主意。
使用注意事项：
锂电池不得拆卸、钻孔、刺穿、锯切、加压或加热，否则可能造成严重后果无充电保护板的锂电池不得短路或用于儿童玩耍不要靠近易燃物和化学品废弃的锂电池应妥善处理。
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