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锂电池充电时,一定要设定电压上限, 才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。理想的充电电压上限为 4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。 当电芯电压低于 2.4V 时, 部分材料会开始被破坏。 又由于电池会自放电, 放愈久电压会愈低,因此,放电时好不要放到 2.4V 才停止。锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间,所释放 的能量只占电池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一个理想的放电截止电压。 充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。
常见的电池充电系统包含充电器及电池组两大部分。 ①充电器又包含适配器及充电控制器两部分。适配器将交流电转为直流电,充电控制器则限制直流 电的大电流及高电压。②电池组包含保护板及电池芯两大部分,以及一个 PTC 来限定大电流。适配器交流变直流作用:电控制器限流限压。充电器作用: 保护板过充、 过放、过流等防护。
电池系统设计时,对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。 把保护板拿掉后充电,如果电池会爆炸就代表设计不良。 上述方法虽然提供了两道防护,但是由于消费者在充电器坏掉后,常会买非原厂充电器来充电,而充电 器业者,基于成本考虑,常将充电控制器拿掉,来降低成本。结果,劣币驱逐良币,市面上出现了许多劣质充电器。这使得过充防护失去了道也是重要的一道防线。而过充又是造成电池爆炸的重要因素,因 此,劣质充电器可以称得上是电池爆炸事件的元凶。 当然,并非所有的电池系统都采用如上述的方案。在有些情况下,电池组内也会有充电控制器的设计。
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