有效延長鋰離子電池壽命的充電和放電幾大方法

決定電池浮動電壓的因素

主要的決定因素是電池陰極中使用的活性材料的電化學電勢，就鋰而言約為4V。增加其他化合物將提高或降低這個電壓。第二個因素是在電池容量、周期壽命、電池壽命和安全性之間取得平衡。圖2所示曲線顯示了電池容量和周期壽命之間的關系。

圖2：充電器浮動電壓與電池容量和周期壽命

大多數鋰離子電池制造商都設置了一個4.2V浮動電壓，以此作為容量和周期壽命之間的最佳平衡。用4.2V作為恒定限壓值(浮動電壓)時，電池一般可以提供約500個充電/放電周期，然后電池容量降至80%。一個充電周期由一個滿充電至一個滿放電過程組成。多個淺放電過程合起來構成一個滿充電周期。

盡管利用降低浮動電壓或最低充電電流終止方法充電至低于100%的容量最初會降低電池容量，但是隨著周期數增加到超過500次，較低浮動電壓的電池容量可以超過較高浮動電壓的電池容量。關于容量和充電周期數，圖3顯示了推薦浮動電壓與降低浮動電壓的比較情況。

圖3：周期壽命和容量與4.1V和4.2V浮動電壓

由于不同的鋰離子電池化學材料和其他條件可能影響電池壽命，因此本文顯示的曲線只是估計的充電周期數和電池容量值。由于電池材料和制作方法的微小差別，甚至來自不同制造商的類似電池化學材料也可能產生有天壤之別的結果，電池制造商規定最終用戶必須使用的充電方法和浮動電壓，以滿足電池容量、周期壽命和安全規格要求。不建議充電至高于推薦的浮動電壓。很多電池含有電池組保護電路，如果超過最高電池電壓，該電路暫時斷開電池連接。一旦斷開，將電池組連接到充電器一般會復位電池組保護電路。電池組上常常印有一個電壓值，如單節電池為3.6V。這個電壓不是浮動電壓，而是電池放電時的平均電池電壓。選擇電池充電器以延長電池壽命

盡管電池充電器對電池的深度放電、放電電流和電池溫度不加以控制，但是所有這些因素對電池壽命都有影響，很多充電器具有能夠延長電池壽命的功能，而且有時可以極大地延長電池壽命。

電池充電器延長電池壽命的作用主要由充電器的浮動電壓和充電終止方法決定。凌力爾特公司的很多鋰離子電池充電器具有4.2V±1%(或更低)的固定浮動電壓，但是有一些產品為4.1V和4.0V以及具有可調浮動電壓。圖4顯示了一些具有較低浮動電壓的電池充電器，用來給4.2V鋰離子電池充電時可以延長電池壽命。

圖4：提供較低浮動電壓以延長電池壽命的電池充電器

不提供較低浮動電壓選項的電池充電器也能延長電池壽命。采用最小充電電流終止方法(C/10或C/x)的充電器通過選擇以恰當的充電電流值終止充電周期，可以延長電池壽命。

C/10終止大約僅將電池充電至其容量的92%，但是將提高周期壽命。C/5終止可以將周期壽命延長一倍，但是電池充電量進一步降低至約為容量的85%。圖5顯示了凌力爾特公司的幾款充電器，分別采用C/10(10%電流門限)或C/x(可調電流門限)充電終止模式。

圖5：用最小充電電流終止方法延長電池壽命的電池充電器