锂离子电池充电指南

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。

理论上的充电曲线：

理想的 CCCV(恒流恒压)锂电池充电曲线图：

红线: 充电电量

蓝线：充电电流

灰线：电压

当电池电压低于3.5V时，采用固定电流充电，直到电压达到4.2V左右(CC)电压到4.2V,这时保证电压恒定的情况继续充电，电流逐渐下降电流下降到最小值，充电一段时间，确认电池充满电，停止充电。

充电芯片充电曲线实现

1，充电芯片启动及短路/开路判断(不同的充电电路有不同的方法)

一种以串联很小的电流(1MA),负载，检查电池电压是否稳定，如果电池电压在有效范围内波动，则启动充电流程, 如果电池电压不稳定，则判断是否为开路或短路(根据电压或电池温度电阻来判断)

2，预充电

当电池过放电时，电压小于2V 左右，电池电压过低，充电芯片通过很小的电流给电池充电，一般电池为恒流充电电流的0.1倍或更小，通过一段时间判断电池电压是否变化，如电池电压不变化表示，电池已坏或处于短路状态(电压为0)，充电器停止充电。

另外短路充电阶段，电池电压逐步少，此时充电芯片适当输出充电电流，直到单节电池电压达到3.0V，大约 10% 的完全充电电流进行短时间“预调节”充电。这样可以防止电池过热，造成电池寿命或安全事故等.

3，快速充电阶段(恒流CC)

当电池电压大于3V左右，此时根据电池容量，通常以恒定电流对电池。

充电直到电池电压达到 4.2 V 或 4.35 V(取决于具体电化学情况)。

4，恒压充电(CV)

当电池电压达到 4.2V 或 4.35 V 时，充电芯片切换到“恒压”阶段以杜绝过度充电。出色的电池充电芯片可以平稳地管理从恒流到恒压的转换，以确保达到最大容量，不会增加损坏电池的风险。保持恒压会逐渐降低电流，直到达到约 0.1 C，此时充电终止。如果充电芯片与充电器保持连接，则会定期“充满”电以抵消电池自放电。通常在电池的开路电压降至 4.1 V 至 4.15 V 以下时启动再次充电，并在再次达到 4.2 V 至 4.35 V 的满充电压时终止充电。

5，过充介绍

过度充电会严重降低电池寿命并具有潜在的危险性。一旦离子不再移动，施加到电池的大部分电能就会转换成热能。这样会造成过热，有可能由于电解质脱气而导致爆炸。

电池安全知识：

1. 过充对电池的影响：

来自TI的充电电压和寿命图

充电电压越高，初始容量越大

电压越高，寿命越短

2. 工作时间/温度影响：

上图可以看出

时间越久，容量下降更快

工作温度越高，容量下降越快

3. 电池内阻：

100次充放电周期后的容量变化空载容量减少小于1%

100次充放周期后，内阻增加1倍

双阻抗可将运行时间减少7%

4. 充电芯片不足的影响

充电不足虽然不危险，但也可能对电池容量产生不利影响。例如，1% 的充电不足就会使电池容量减少约 8%

不到百分之一的充电不足可以使锂离子电池容量显著降低。因此，务必要精确测量充电期间的最终电压。

由于这些原因，充电芯片应将最终电压控制在 4.2 V 或 4.35 V 的 ±50 mV 范围内，并能够检测电池何时充满电。检测方法包括确定在恒定电压阶段期间电流何时降至 0.1 C。对于更基本的充电芯片，则仅充电预定的时间并假定电池完全充满。许多充电芯片还包括用于测定电池温度的装置，以便在超过阈值时可以停止充电。