3.7 V锂离子电池充电所需的最低电压是多少?


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我的手机电池的一侧写有以下内容:

  • 3.7伏1000mAh
  • 限制充电电压:4.2伏

我知道第一行表示电池在其输出端始终提供3.7V(至少在理论上为)。如果移动电路消耗1000mA电流,则电池也将持续1小时。

第二行表示在任何情况下我都不应将输入充电电压增加到4.2V以上,否则可能会损坏电池。

我的理解正确吗?如果我是正确的话,我想知道该电池的最低充电电压是多少?

Answers:


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从技术上讲,用于充电的最小电压量应高于当前充电状态。但这可能不是您要查找的答案,请参阅Wikipedia上的锂离子电池

锂离子电池的充电电压约为4.2±0.05 V / cell,“军事长寿命”使用3.92 V延长电池寿命。如果达到的电压大于4.3 V或温度大于90°C,则大多数保护电路都会断开。电池电压低于2.50 V /电池时,电池保护电路可能会使电池无法使用常规充电设备充电。大多数电池电路的停止电压为2.7–3.0 V /电池。

因此,要达到完全充电状态,通常需要将电压设为4.2V。实际上,安全有效地为锂离子充电确实涉及很多步骤,因此您可能需要查看专用的充电器芯片。您需要检查数据表中是否有任何令人感兴趣的东西,但是许多产品只能在略高于4.2V的电源电压下正常工作。

高于3.7V的声音听起来像是标称电压,该电压是电池在充电至放电周期中大部分时间所用的区域。但是它们将从4.2V左右开始,然后降至低于该电压的电压。让它们的电压降过大会引起问题,但在3.7V以下也会获得一些使用寿命。


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为了安全地为锂离子电池充电,您需要遵循正确的充电程序,其中包括恒流阶段和恒压阶段。如果仅使用恒压电源,则最终给电池充电的速度将超过其设计的承受能力。

例如,这是一种特定型号的锂离子电池的数据表。要对电池充满电,最终需要将其升至4.2V。但是,如果在完全放电时在其上施加4.2V电压,则将在130mOhm的阻抗上放置4.2V-2.75V = 1.45V。这意味着充电电流约为10安培,远高于电池的额定电流。指定的最大充电速率为“ 1C”或足够的电流在一小时内为电池充满电,在这种情况下为1.1A。

您需要通过降低电压来主动限制充电电流,直到电池充满电为止。如果找不到所使用电池的准确型号的数据表,则应谨慎行事,并缓慢充电。如果滥用,锂离子电池容易着火或爆炸。


这是一个很好的技术答案,但是另外一些锂电池,特别是某些手机电池已经包含了一块很小的PCB,上面装有实现上述步骤/算法的芯片,因此在这种情况下充电器可以是笨拙的。
Fizz

这无关紧要,因为如果电池处于良好状态,它将迅速(在1分钟之内)将电压增加到3V以上。
忘了2016年

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这不是我经验丰富的领域,但我想这取决于电池的内部电阻。

您可以尝试向电池施加一个小的充电电压,该电压尽可能小,然后测量流入电池的电流量。如果电流流入电池,则应进行充电(减去一些在充电过程中浪费为热量的电流)。

可以给电池充电的电流将取决于电池已充电的程度。即,如果电池已完全放电,则可以用很小的电压对其进行充电,但是如果电池几乎充满电,则需要更大的电压。我的直觉告诉我,如果要给电池充满电,则必须施加至少3.7V的电压。

同样,我不是这方面的专家,所以以上只是我的推测。:)


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考虑到其他答案,我将只限于回答OP问题。1-是的,您的理解是正确的。
2- 为3.7v锂离子电池充电(至3.7v)所需的最低电压为3.7v。一个更实用的电压为4.0v(3.7 <4.0 <4.2)。
第一句话第二部分的一个更“现实”的示例是在100mA下10个小时。


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不,电池一直不提供3.7V电压。这是较低容量下的电压值。3.7V并不重要。这是电池最稳定的值,但充满电后的实际值为4.2V,因此,如果要完全充电,充电器必须提供高于此的值。

在3.3V标准电压下,锂离子电池被视为已放电,因为它们无法为设计的平均应用提供足够的持续电流。

为标准锂离子充电的最低电压为4.201V。但是考虑到充电器和电池的阻抗,大多数充电器在运行空白(未连接到电池)时的电压为4.25甚至4.3V。

尽管这些值是通过这种方式选择的,但它们与10条诫命不同。您可以在3.3V以下对电池放电,但它将提供较少的电流,甚至可以充电至4.3 + V,并且具有更高的容量,但是两种做法都会缩短其寿命。

因此,在紧急情况下,将其过充至4.3V,您将有一些额外的容量可以使用,如果您想让一个电池很长的时间,让它仅充电至4V,但这只能提供约80%的电量所述容量。

回到充电器,我会这样设计我的充电器:

选项1:4.0V-安全模式-用于安全充电,长寿命以及过放电/不良电池恢复。

选项2:4.21V-标准-正常充电模式(容量降低的坏电池如果以标准水平充电会过热)

选项3:4.32V-过功率-过充电模式(电池寿命较低,电池容量降低的危险很高)

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