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리튬 이온 배터리 충전 및 방전 방법 - 12가지 충전 및 방전 방법

리튬 이온 배터리 충전 및 방전 - 12가지 충전/방전 방법

목차

리튬 배터리는 일종의 "화학 에너지 - 전기 에너지" 상호 변환 에너지 장치로서 사용 과정에서 충전 및 방전이 이루어질 수밖에 없습니다. 합리적인 충전 및 방전 방법은 리튬 배터리의 손상 정도를 줄일 수있을뿐만 아니라 리튬 배터리의 성능을 최대한 발휘할 수 있습니다.

리튬 이온 배터리의 충전 및 방전이란 무엇인가요?

리튬 배터리는 음극, 양극, 분리막, 전해질로 구성됩니다. 리튬 배터리의 리튬 배터리 분리기 는 리튬 이온은 통과할 수 있지만 전자는 통과할 수 없습니다.

충전 시 외부 전원의 작용으로 음극의 리튬 원자가 전자와 리튬 이온으로 분해되어 리튬 이온이 분리막을 통해 양극으로 이동합니다. 리튬 이온 배터리 음극를 누르면 전자가 외부 회로를 통해 양극으로 이동합니다.
방전 시 리튬 이온 배터리 양극의 리튬 원자는 전자와 리튬 이온으로 분해되어 외부 회로를 통해 양극 끝으로, 분리막을 통해 음극으로 전달됩니다.
이 프로세스를 리튬 이온 배터리 충전 및 방전.

리튬 이온 배터리의 충전 방법

전원 배터리든 소비자 배터리든 리튬 배터리의 업계 및 표준 권장 충전 방법은 정전류 정전압(CC-CV) 충전입니다. 표준 CC-CV 충전 모드 외에도 리튬 배터리는 CC 충전, CV 충전, CP 충전, CP-CV 충전 등을 할 수 있습니다.

정전류 충전

CC 충전은 정전류 충전의 줄임말입니다. 전체 충전 과정에서 전류는 일정하고 전압은 서서히 증가합니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용합니다.

CC-충전 곡선
CC 전하 곡선

정전압 충전

CV 충전은 정전압 충전의 줄임말입니다. 충전하는 순간의 전압이 설정 값에 도달하고 전류가 피크 상태에 있습니다. 아래 그림과 같이 리튬 배터리의 방전이 3.0V에 도달하면 4.2V 정전압의 순간 충전 전류가 약 17.5C에 도달한 후 설정 값에 도달한 후 충전이 종료될 때까지 전류가 서서히 감소합니다. 주의: 이 방법은 사용하지 마세요.

CV-충전 곡선
CV 충전 곡선

정전류 및 정전압 충전

CC-CV 충전은 정전류 및 정전압 충전의 줄임말입니다. 이 충전 모드는 CC 충전과 CV 충전의 조합입니다. 충전 과정에서 먼저 전류가 일정하게 유지되고, 전압이 상한 전압까지 충전되면 전압이 일정하게 변하지 않고 유지됩니다. 마지막으로 전류가 설정된 값까지 서서히 감소한 후 충전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용하세요.

CC-CV-충전 곡선
CC-CV 전하 곡선

일정한 전력 충전

CP 충전은 정전력 충전의 줄임말입니다. 충전 과정에서 전력은 일정하게 유지되며 충전 중 전압이 증가함에 따라 전류는 점차 감소합니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용하세요.

CP-충전 곡선
CP 충전 곡선

정전력 및 정전압 충전

CP-CV 충전은 정전력 충전과 정전압 충전의 줄임말입니다. 정전력 충전과 정전압 충전의 조합입니다. 먼저 종단 전압까지 정전력으로 충전한 다음 전압을 일정하게 유지합니다. 전류가 설정값으로 감소하면 충전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용하세요.

CP-CV-충전 곡선
CP-CV 충전 곡선

리튬 이온 배터리의 방전 방법

리튬 배터리는 표준에서 요구하는 CC 방전 모드 외에도 CV 방전, CC-CV 방전, CP 방전, CP-CC-CV 방전, CR 방전, CR-CV 방전 등을 수행할 수 있습니다.

정전류 방전

CC 방전은 정전류 방전의 줄임말입니다. 리튬 배터리의 가장 일반적인 방전 모드입니다. 전체 방전 과정에서 전류는 일정하게 유지되고 전압은 점차 종단 전압으로 감소하며 방전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용합니다.

CC-방전 곡선
CC 방전 곡선

정전압 방전

CV 방전은 정전압 방전의 줄임말입니다. 전압이 설정 값에 도달하고 전류가 피크 상태에 있습니다. 아래 그림과 같이 리튬 배터리의 정전압 방전을 3.0V로 설정하면 순간 방전 전류가 30C-35C에 도달한 후 전류가 서서히 감소하여 설정 값에 도달하면 방전이 종료됩니다. 주의: 이 방법은 사용하지 마세요.

CV-방전 곡선
CV 방전 곡선

정전류 및 정전압 방전

CC-CV 방전은 정전류 및 정전압 방전의 줄임말입니다. CC 방전과 CV 방전의 조합입니다. 먼저 종단 전압까지 정전류로 방전하고 전압을 변함없이 유지한 다음 전류가 설정 값까지 서서히 감소하면 방전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하세요.

CC-CV-방전 곡선
CC-CV 방전 곡선

일정한 전력 방전

CP 방전은 정전력 방전의 줄임말입니다. 방전 중에는 전력이 일정하게 유지됩니다. 방전 중에 전압이 감소함에 따라 전류는 서서히 증가합니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용합니다.

CP-방전 곡선
CP 방전 곡선

정전력 및 정전류 및 정전압 방전

CP-CC-CV 방전은 정전력 및 정전류 및 정전압 방전의 줄임말입니다. CP, CC 및 CV의 조합 방전 방식으로, 정전력이 먼저 종단 전압으로 방전됩니다. CP 끝의 전류가 다음 단계의 CC 전류보다 크면 먼저 CC 방전 전압이 상승한 후 종단 전압으로 감소한 다음 전류가 설정 값으로 감소할 때까지 전압이 일정하게 유지되고 방전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하도록 허용합니다.

CP-CC-CV-방전 곡선
CP-CC-CV 방전 곡선

정저항 방전

CR 방전은 정저항 방전의 줄임말입니다. 이는 외부 저항과 동일합니다. U=I*(R 외부 +DCR)에 따르면 외부 저항이 충분히 크기 때문에 정저항 방전 과정에서 전압이 감소함에 따라 전류 값은 점차 감소합니다. 제안: 이 방법을 사용하세요.

CR-방전 곡선
CR 방전 곡선

정저항 및 정전압 방전

CR-CV 방전은 정저항 및 정전압 방전의 줄임말입니다. CR 방전과 CV 방전의 조합, 즉 먼저 일정한 저항으로 종단 전압으로 방전한 다음 전압을 일정하게 유지하여 변하지 않게 하는 방식입니다. 전류가 설정 값으로 감소하면 방전이 종료됩니다. 제안: 이 방법을 사용하세요.

CR-CV-방전 곡선
CR-CV 방전 곡선

요약하면 리튬 이온 배터리의 충전 및 방전에는 다양한 방법이 있지만 최종 분석에서는 CC(정전류), CV(정전압), CP(정전력) 또는 CR(정저항)을 기반으로 한 단일 단계 또는 복합 프로세스입니다. 이러한 충전 및 방전 방법의 전류 및 전압 변화는 다음 표를 참조하세요.

전류 및 전압 변화
전류 및 전압 변화

현재 리튬 배터리의 주류 충전 모드는 여전히 CC-CV인데, 이는 리튬 배터리에 분극 현상이 존재하기 때문입니다(순간 전압이 정상 상태 전압이 아님).
CC 단계에서는 전류가 크고 충전 속도가 빠릅니다. 전압이 상위 전압으로 상승한 후에는 일정한 전위가 유지되고 음극에서 외부 회로 전자와 Li+가 함께 반응합니다. 반응에 관여하는 전자의 수가 감소하고 전류는 점차 감소합니다. 전류가 0으로 감소하면(이상적으로는) 분극이 완전히 제거되고 리튬 배터리가 완전히 충전됩니다.

그러나 일반적으로 리튬 배터리의 방전 과정에서 용량 계산이나 SOC 추정을 용이하게 하기 위해 CC 모드가 채택됩니다. 실제 상황에서는 정전력 방전이 주로 사용됩니다.

요약

리튬 이온 배터리의 충전 및 방전 선택은 데이터 처리의 편의성, 충전 / 방전 효율성 및 리튬 배터리 내부 손상 위험을 고려해야하며 리튬 배터리의 성능을 최대한 발휘할뿐만 아니라 빠르고 정확한 감지를 제공해야합니다. 현재 리튬 배터리의 감지는 주로 CC-CV 충전 모드와 CC 방전 모드를 기반으로하지만 실제 단말기 사용 조건에서는 CP 모드가 주로 사용됩니다.

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