磷酸鐵鋰電池需要保護(hù)板嗎？磷酸鐵鋰電池充電正確方法

磷酸鐵鋰電池需要保護(hù)板嗎？

磷酸鐵鋰電池需要保護(hù)板，保護(hù)板電路能分別檢測(cè)串聯(lián)電池組中每只電池的電壓和電流，控制電池組的充放電過程。電池組中每只電池的電壓均在過充檢測(cè)電壓和過放檢測(cè)電壓之間，并且輸出無短路現(xiàn)象時(shí)，MOS管導(dǎo)通，P+、P-輸出電池組電壓，允許電池組進(jìn)行充放電作業(yè)。另外保護(hù)板還具有電池組過放保護(hù)、過充保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等功能。

如何正確為磷酸鐵鋰電池充電

首先我們需要了解磷酸鐵鋰電池LiFePO4作為電池正極的結(jié)構(gòu)和工作原理，由鋁箔和電池正極連接，中間是聚合物隔膜，它把正負(fù)極分開，但鋰離子能通過，電子不能通過，右側(cè)由碳（石墨）電池負(fù)極組成，由銅箔與電池負(fù)極連接。電池的上端和下端之間是電池的電解液，它被封閉在金屬外殼中。磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，正極中的鋰離子通過聚合物隔膜遷移到負(fù)極，在放電過程中，負(fù)極中的鋰離子通過隔膜遷移到正極。鋰離子電池以在充電和放電過程中來回遷移的鋰離子命名。

電池充電時(shí)，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體表面遷移到晶體表面，在電場(chǎng)力的作用下，進(jìn)入電解液，通過隔膜，再通過電解液到達(dá)石墨晶體表面，然后嵌入石墨晶格中。同時(shí)，電子流經(jīng)導(dǎo)電體流向正極鋁箔組裝電極，通過極耳、電池極柱、外電路、負(fù)極柱、負(fù)極流向負(fù)極的銅箔收集液，再通過導(dǎo)電體流向石墨負(fù)極，使負(fù)極電荷達(dá)到平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰中解嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化為磷酸鐵。

電池放電時(shí)，鋰離子從石墨晶體中流出，進(jìn)入電解液，通過隔膜，再通過電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體表面，再重新表面嵌入晶格中的磷酸鋰。同時(shí)，電池通過導(dǎo)電體流到銅箔收集電極的負(fù)極，通過極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極柱、正耳流向電池正極鋁箔收集液，再通過導(dǎo)電體流向磷酸鐵鋰正極，使正電荷達(dá)到平衡。

注意：再次提醒磷酸鐵鋰電池在使用中應(yīng)注意防水防塵，因此存放處不能有水，這會(huì)影響電池的性能和使用壽命。

磷酸鐵鋰電池組的充電建議使用CCCV充電方法，即恒流量和恒壓。恒流量建議0.3C。建議恒壓3.65。即恒流時(shí)0.3C電流充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到3.65V時(shí)，以3.65V恒壓充電，當(dāng)充電電流低于0.1C（或0.05C）時(shí)停止充電，即電池充滿電。用配重電源充電時(shí)，還要看充電電流，建議不要用過高的電壓充電，調(diào)整電壓，保證充電電流在0.5C以下，這樣對(duì)電池有好處。

一般磷酸鋰電池充電上限電壓3.7至4V，放電下電壓2至2.5V，綜合考慮放電容量、放電介質(zhì)電壓、充電時(shí)間、恒流容量百分比、安全性這5個(gè)方面，采用恒流恒壓充電方案對(duì)于磷酸鐵鋰電池組，充電極限電壓設(shè)定為3.55至3.70V，推薦值為3.60至3.65V，放電下限電壓為2.2V至2.5V。

磷酸鋰電池組的充電器與普通鋰電池不同。鋰電池的最大終止充電電壓為4.2伏，而磷酸鋰電池組為3.65伏。磷酸鐵鋰電池組充電，是平衡充電板線，一般從兩端直接串聯(lián)整體充電，充電器電壓大于電池組電壓。線路檢測(cè)每個(gè)單元核心的電壓，相當(dāng)于一個(gè)并排的穩(wěn)壓器，單次充電電壓不超過調(diào)節(jié)值，而其他單元電池繼續(xù)通過穩(wěn)壓器旁路充電。

因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)單元的功率都接近滿，只是平衡每個(gè)單片，所以充電電流很小，補(bǔ)充了每個(gè)鐵芯的平衡。充電器只能是保護(hù)整個(gè)電池組的結(jié)束電壓，平衡充電板是保證每個(gè)單元過充并且每個(gè)單元都充滿，不能因?yàn)橛谐潆娦境錆M而導(dǎo)致整個(gè)鋰電池組停止充電。

磷酸鐵鋰電池組的充電方法

（1）恒壓充電方式

充電過程中，充電電源的輸出電壓保持恒定。隨著磷酸鐵鋰電池組充電狀態(tài)的變化，充電電流自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果規(guī)定的恒壓值合適，不僅可以保證動(dòng)力電池的充分充電，還可以最大限度地減少脫氣和失水。這種充電方式只考慮了電池電壓?jiǎn)我粻顟B(tài)的變化，并不能有效反映電池的整體充電狀況。其啟動(dòng)充電電流過大，往往會(huì)對(duì)動(dòng)力電池造成損壞。由于這個(gè)缺點(diǎn)，很少使用恒壓充電。

（2）恒流充電方式

通過在整個(gè)充電過程中調(diào)節(jié)輸出電壓來保持充電電流恒定。保持充電電流不變，其充電速率相對(duì)較低。恒流充電控制方法簡(jiǎn)單，但由于鋰電池組的可接受電流容量隨著充電過程逐漸降低，到充電后期，動(dòng)力電池的功率容量降低，充電電流利用率大大降低。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、方便、易于實(shí)現(xiàn)，充電功率易于計(jì)算。

（3）恒流恒壓充電方式

這種充電方式是上述兩種的簡(jiǎn)單組合。第一階段采用恒流充電方式，避免了恒壓充電開始時(shí)的充電電流。第二階段采用恒壓充電方式，避免恒流充電時(shí)出現(xiàn)過充現(xiàn)象。磷酸鐵鋰電池組與任何其他密封充電電池一樣，應(yīng)控制充電，不宜過度充電，否則容易損壞電池。磷酸鐵鋰電池一般采用先恒流后限壓的充電方式。

（4）斬波器充電方式

采用斬波器方式充電。在這種方法下，恒流源的電流不變，并且控制開關(guān)管使其打開一段時(shí)間然后關(guān)閉一段時(shí)間，來回循環(huán)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)通過外部電路給電池充電時(shí)，電池內(nèi)部的離子產(chǎn)生需要一定的響應(yīng)時(shí)間，如果連續(xù)充電，可能會(huì)降低其容量的潛力。而充電一段時(shí)間后，加上一個(gè)關(guān)機(jī)時(shí)間，可以讓電池的極性離子有一個(gè)擴(kuò)散過程，讓電池有一個(gè)“消化”的時(shí)間，這將使電池利用率大大提高，提高充電效果。

文章整理自：乾萊信息咨詢、馳普集團(tuán)