Charge et décharge de la batterie lithium-ion - 12 méthodes de charge/décharge
Table des matières
En tant que dispositif de conversion mutuelle de l'énergie chimique et de l'énergie électrique, les piles au lithium sont appelées à se charger et à se décharger au cours de leur utilisation. Une méthode de charge et de décharge raisonnable peut non seulement réduire le degré d'endommagement de la batterie au lithium, mais aussi donner toute sa mesure à la performance de la batterie au lithium.
Qu'est-ce que la charge et la décharge d'une batterie au lithium-ion ?
La batterie au lithium est composée d'une cathode, d'une anode, d'un séparateur et d'un électrolyte. Les séparateur de piles au lithium laisse passer les ions lithium, mais pas les électrons.
Lors de la charge, sous l'action d'une source d'énergie externe, les atomes de lithium de la cathode se décomposent en électrons et en ions de lithium, de sorte que les ions de lithium se déplacent à travers le séparateur jusqu'à la anode de batterie lithium-ionet les électrons se déplacent dans le circuit extérieur jusqu'à l'anode. Lors de la décharge, les atomes de lithium de l'anode de la batterie lithium-ion se décomposent en électrons et en ions lithium, qui passent par un circuit extérieur vers l'extrémité positive et par un séparateur vers la cathode. Ce processus est appelé charge et décharge de la batterie au lithium-ion.
Méthode de chargement d'une batterie au lithium-ion
Qu'il s'agisse d'une batterie de puissance ou d'une batterie grand public, la méthode de charge recommandée par l'industrie et la norme pour les batteries au lithium est la charge à courant constant et tension constante (CC-CV). Outre le mode de charge CC-CV standard, la batterie au lithium peut également être chargée en CC, en CV, en CP, en CP-CV, etc.
Charge à courant constant
La charge CC est l'abréviation de charge à courant constant. Pendant tout le processus de charge, le courant est constant et la tension augmente progressivement. Suggestion : Autorisez l'utilisation de cette méthode.
Courbe de charge CC
Charge à tension constante
La charge CV est l'abréviation de charge à tension constante. Au moment de la charge, la tension atteint la valeur définie et le courant est à son maximum. Comme le montre la figure ci-dessous, après que la décharge de la batterie au lithium a atteint 3,0 V, le courant de charge instantané de la tension constante de 4,2 V atteint environ 17,5 C, puis le courant diminue progressivement jusqu'à ce que la charge se termine après avoir atteint la valeur définie. Suggestion : Ne pas utiliser cette méthode.
Courbe de charge CV
Charge à courant constant et à tension constante
La charge CC-CV est l'abréviation de charge à courant constant et tension constante. Ce mode de charge est la combinaison de la charge CC et de la charge CV. Pendant le processus de charge, le courant reste d'abord constant, et lorsque la tension est chargée jusqu'à la limite supérieure, la tension reste constante et inchangée. Enfin, la charge se termine lorsque le courant diminue progressivement jusqu'à la valeur définie. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de charge CC-CV
Charge à puissance constante
CP charge est l'abréviation de constant power charge (charge à puissance constante). La puissance est maintenue constante pendant le processus de charge, et le courant diminue progressivement à mesure que la tension augmente pendant la charge. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de charge CP
Charge à puissance constante et tension constante
La charge CP-CV est l'abréviation de charge à puissance constante et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la charge à puissance constante et de la charge à tension constante. Tout d'abord, la charge à puissance constante jusqu'à la tension de terminaison, puis le maintien d'une tension constante. Lorsque le courant diminue jusqu'à la valeur définie, la charge s'arrête. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de charge CP-CV
Méthode de décharge d'une batterie au lithium-ion
Outre le mode de décharge CC exigé par la norme, les piles au lithium peuvent également effectuer des décharges CV, CC-CV, CP, CP-CC-CV, CR, CR-CV, etc.
Décharge à courant constant
La décharge CC est l'abréviation de décharge à courant constant. Il s'agit du mode de décharge le plus courant des batteries au lithium. Pendant tout le processus de décharge, le courant reste constant, la tension diminue progressivement jusqu'à la tension de terminaison et la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CC
Décharge à tension constante
La décharge CV est l'abréviation de décharge à tension constante. La tension atteint la valeur définie et le courant est à son maximum. Comme le montre la figure ci-dessous, la décharge à tension constante d'une batterie au lithium est réglée sur 3,0 V. Le courant de décharge instantané atteint 30 à 35 °C, puis le courant diminue progressivement et la décharge s'achève lorsqu'il atteint la valeur définie. Suggestion : N'utilisez pas cette méthode.
Courbe de décharge CV
Décharge à courant constant et à tension constante
La décharge CC-CV est l'abréviation de décharge à courant constant et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la décharge CC et de la décharge CV. Tout d'abord, la décharge se fait avec un courant constant jusqu'à la tension de terminaison, la tension reste inchangée, puis le courant diminue progressivement jusqu'à la valeur définie, la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CC-CV
Décharge à puissance constante
CP discharge est l'abréviation de constant power discharge (décharge à puissance constante). La puissance est maintenue constante pendant la décharge. Lorsque la tension diminue pendant la décharge, le courant augmente progressivement. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CP
Décharge à puissance constante, à courant constant et à tension constante
La décharge CP-CC-CV est l'abréviation de décharge à puissance constante, courant constant et tension constante. Il s'agit d'une méthode de décharge combinant CP, CC et CV. La puissance constante est d'abord déchargée jusqu'à la tension de terminaison. Lorsque le courant à la fin de CP est supérieur au courant CC à l'étape suivante, la tension de décharge CC augmente d'abord et diminue ensuite jusqu'à la tension de terminaison, puis la tension reste constante jusqu'à ce que le courant diminue jusqu'à la valeur définie, et la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CP-CC-CV
Décharge à résistance constante
La décharge CR est l'abréviation de décharge à résistance constante. Elle est équivalente à une résistance externe. Selon la formule U=I* (R externe +DCR), la résistance externe étant suffisamment grande, la valeur du courant diminuera progressivement avec la baisse de la tension dans le processus de décharge à résistance constante. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CR
Décharge à résistance constante et à tension constante
La décharge CR-CV est l'abréviation de décharge à résistance constante et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la décharge CR et de la décharge CV, c'est-à-dire que l'on décharge d'abord jusqu'à la tension de terminaison avec une résistance constante, puis on maintient la tension constante et inchangée. Lorsque le courant diminue jusqu'à la valeur définie, la décharge s'arrête. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Courbe de décharge CR-CV
En résumé, il existe différentes méthodes de charge et de décharge des batteries au lithium-ion, mais en dernière analyse, il s'agit de processus en une seule étape ou combinés basés sur CC (courant constant), CV (tension constante), CP (puissance constante) ou CR (résistance constante). Les variations de courant et de tension de ces méthodes de charge et de décharge sont indiquées dans le tableau suivant.
Variation du courant et de la tension
À l'heure actuelle, le principal mode de charge des batteries au lithium est encore le CC-CV, en raison du phénomène de polarisation qui existe dans les batteries au lithium (la tension immédiate n'est pas la tension d'équilibre). Dans la phase CC, le courant est important et la vitesse de charge est rapide. Après que la tension a atteint la tension supérieure, le potentiel constant est maintenu, et les électrons du circuit externe et Li+ réagissent ensemble à l'électrode négative. Le nombre d'électrons impliqués dans la réaction diminue et le courant diminue progressivement. Lorsque le courant diminue jusqu'à 0 (idéalement), la polarisation est complètement éliminée et la batterie au lithium est complètement chargée.
Cependant, le mode CC est généralement adopté dans le processus de décharge des batteries au lithium, ce qui peut faciliter le calcul de la capacité ou l'estimation du SOC. Dans les conditions réelles, la décharge à puissance constante est le plus souvent utilisée.
Résumé
Le choix du mode de charge et de décharge de la batterie au lithium-ion doit tenir compte de la commodité du traitement des données, de l'efficacité de la charge/décharge et du risque d'endommagement interne de la batterie au lithium, ce qui devrait non seulement permettre de tirer pleinement parti des performances de la batterie au lithium, mais aussi d'assurer une détection rapide et précise. Actuellement, la détection de la batterie au lithium est principalement basée sur le mode de charge CC-CV et le mode de décharge CC, mais dans les conditions réelles d'utilisation du terminal, le mode CP est principalement utilisé.
Charge et décharge de la batterie lithium-ion - 12 méthodes de charge/décharge
Table des matières
En tant que dispositif de conversion mutuelle de l'énergie chimique et de l'énergie électrique, les piles au lithium sont appelées à se charger et à se décharger au cours de leur utilisation. Une méthode de charge et de décharge raisonnable peut non seulement réduire le degré d'endommagement de la batterie au lithium, mais aussi donner toute sa mesure à la performance de la batterie au lithium.
Qu'est-ce que la charge et la décharge d'une batterie au lithium-ion ?
La batterie au lithium est composée d'une cathode, d'une anode, d'un séparateur et d'un électrolyte. Les séparateur de piles au lithium laisse passer les ions lithium, mais pas les électrons.
Lors de la charge, sous l'action d'une source d'énergie externe, les atomes de lithium de la cathode se décomposent en électrons et en ions de lithium, de sorte que les ions de lithium se déplacent à travers le séparateur jusqu'à la anode de batterie lithium-ionet les électrons se déplacent dans le circuit extérieur jusqu'à l'anode.
Lors de la décharge, les atomes de lithium de l'anode de la batterie lithium-ion se décomposent en électrons et en ions lithium, qui passent par un circuit extérieur vers l'extrémité positive et par un séparateur vers la cathode.
Ce processus est appelé charge et décharge de la batterie au lithium-ion.
Méthode de chargement d'une batterie au lithium-ion
Qu'il s'agisse d'une batterie de puissance ou d'une batterie grand public, la méthode de charge recommandée par l'industrie et la norme pour les batteries au lithium est la charge à courant constant et tension constante (CC-CV). Outre le mode de charge CC-CV standard, la batterie au lithium peut également être chargée en CC, en CV, en CP, en CP-CV, etc.
Charge à courant constant
La charge CC est l'abréviation de charge à courant constant. Pendant tout le processus de charge, le courant est constant et la tension augmente progressivement. Suggestion : Autorisez l'utilisation de cette méthode.
Charge à tension constante
La charge CV est l'abréviation de charge à tension constante. Au moment de la charge, la tension atteint la valeur définie et le courant est à son maximum. Comme le montre la figure ci-dessous, après que la décharge de la batterie au lithium a atteint 3,0 V, le courant de charge instantané de la tension constante de 4,2 V atteint environ 17,5 C, puis le courant diminue progressivement jusqu'à ce que la charge se termine après avoir atteint la valeur définie. Suggestion : Ne pas utiliser cette méthode.
Charge à courant constant et à tension constante
La charge CC-CV est l'abréviation de charge à courant constant et tension constante. Ce mode de charge est la combinaison de la charge CC et de la charge CV. Pendant le processus de charge, le courant reste d'abord constant, et lorsque la tension est chargée jusqu'à la limite supérieure, la tension reste constante et inchangée. Enfin, la charge se termine lorsque le courant diminue progressivement jusqu'à la valeur définie. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Charge à puissance constante
CP charge est l'abréviation de constant power charge (charge à puissance constante). La puissance est maintenue constante pendant le processus de charge, et le courant diminue progressivement à mesure que la tension augmente pendant la charge. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Charge à puissance constante et tension constante
La charge CP-CV est l'abréviation de charge à puissance constante et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la charge à puissance constante et de la charge à tension constante. Tout d'abord, la charge à puissance constante jusqu'à la tension de terminaison, puis le maintien d'une tension constante. Lorsque le courant diminue jusqu'à la valeur définie, la charge s'arrête. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Méthode de décharge d'une batterie au lithium-ion
Outre le mode de décharge CC exigé par la norme, les piles au lithium peuvent également effectuer des décharges CV, CC-CV, CP, CP-CC-CV, CR, CR-CV, etc.
Décharge à courant constant
La décharge CC est l'abréviation de décharge à courant constant. Il s'agit du mode de décharge le plus courant des batteries au lithium. Pendant tout le processus de décharge, le courant reste constant, la tension diminue progressivement jusqu'à la tension de terminaison et la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Décharge à tension constante
La décharge CV est l'abréviation de décharge à tension constante. La tension atteint la valeur définie et le courant est à son maximum. Comme le montre la figure ci-dessous, la décharge à tension constante d'une batterie au lithium est réglée sur 3,0 V. Le courant de décharge instantané atteint 30 à 35 °C, puis le courant diminue progressivement et la décharge s'achève lorsqu'il atteint la valeur définie. Suggestion : N'utilisez pas cette méthode.
Décharge à courant constant et à tension constante
La décharge CC-CV est l'abréviation de décharge à courant constant et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la décharge CC et de la décharge CV. Tout d'abord, la décharge se fait avec un courant constant jusqu'à la tension de terminaison, la tension reste inchangée, puis le courant diminue progressivement jusqu'à la valeur définie, la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Décharge à puissance constante
CP discharge est l'abréviation de constant power discharge (décharge à puissance constante). La puissance est maintenue constante pendant la décharge. Lorsque la tension diminue pendant la décharge, le courant augmente progressivement. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Décharge à puissance constante, à courant constant et à tension constante
La décharge CP-CC-CV est l'abréviation de décharge à puissance constante, courant constant et tension constante. Il s'agit d'une méthode de décharge combinant CP, CC et CV. La puissance constante est d'abord déchargée jusqu'à la tension de terminaison. Lorsque le courant à la fin de CP est supérieur au courant CC à l'étape suivante, la tension de décharge CC augmente d'abord et diminue ensuite jusqu'à la tension de terminaison, puis la tension reste constante jusqu'à ce que le courant diminue jusqu'à la valeur définie, et la décharge se termine. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Décharge à résistance constante
La décharge CR est l'abréviation de décharge à résistance constante. Elle est équivalente à une résistance externe. Selon la formule U=I* (R externe +DCR), la résistance externe étant suffisamment grande, la valeur du courant diminuera progressivement avec la baisse de la tension dans le processus de décharge à résistance constante. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
Décharge à résistance constante et à tension constante
La décharge CR-CV est l'abréviation de décharge à résistance constante et tension constante. Il s'agit d'une combinaison de la décharge CR et de la décharge CV, c'est-à-dire que l'on décharge d'abord jusqu'à la tension de terminaison avec une résistance constante, puis on maintient la tension constante et inchangée. Lorsque le courant diminue jusqu'à la valeur définie, la décharge s'arrête. Suggestion : Autoriser l'utilisation de cette méthode.
En résumé, il existe différentes méthodes de charge et de décharge des batteries au lithium-ion, mais en dernière analyse, il s'agit de processus en une seule étape ou combinés basés sur CC (courant constant), CV (tension constante), CP (puissance constante) ou CR (résistance constante). Les variations de courant et de tension de ces méthodes de charge et de décharge sont indiquées dans le tableau suivant.
À l'heure actuelle, le principal mode de charge des batteries au lithium est encore le CC-CV, en raison du phénomène de polarisation qui existe dans les batteries au lithium (la tension immédiate n'est pas la tension d'équilibre).
Dans la phase CC, le courant est important et la vitesse de charge est rapide. Après que la tension a atteint la tension supérieure, le potentiel constant est maintenu, et les électrons du circuit externe et Li+ réagissent ensemble à l'électrode négative. Le nombre d'électrons impliqués dans la réaction diminue et le courant diminue progressivement. Lorsque le courant diminue jusqu'à 0 (idéalement), la polarisation est complètement éliminée et la batterie au lithium est complètement chargée.
Cependant, le mode CC est généralement adopté dans le processus de décharge des batteries au lithium, ce qui peut faciliter le calcul de la capacité ou l'estimation du SOC. Dans les conditions réelles, la décharge à puissance constante est le plus souvent utilisée.
Résumé
Le choix du mode de charge et de décharge de la batterie au lithium-ion doit tenir compte de la commodité du traitement des données, de l'efficacité de la charge/décharge et du risque d'endommagement interne de la batterie au lithium, ce qui devrait non seulement permettre de tirer pleinement parti des performances de la batterie au lithium, mais aussi d'assurer une détection rapide et précise. Actuellement, la détection de la batterie au lithium est principalement basée sur le mode de charge CC-CV et le mode de décharge CC, mais dans les conditions réelles d'utilisation du terminal, le mode CP est principalement utilisé.