Re: 鋰離子電池充電問題

[johnson35762 (哈棒魯夫)]

※ 引述《RedJackson (洪傑克★花花一生推)》之銘言：
: 各位先進好，我目前正在做鋰離子電池充電的裝置，利用buck converter將12Ｖ的電壓降
: 為4.2V對鋰離子電池充電。
: 我在網路上看的資料是鋰離子電池充電不得超過4.2Ｖ，但是一直找不到這個4.2Ｖ是指
: 對鋰離子電池的充電電壓還是指電池本身的電壓？
: 如果是鋰離子電池不得超過4.2Ｖ，是不是表示我在對電池以CC-CV模式充電時，還得同
: 時計算本身的電壓來進行模式切換的判斷？
: 目前測試結果，當電池電壓3.8V時，我用4.2Ｖ充電可得1Ａ的充電電流，但要達到電池
: 廠給的1.75A最大充電電流，充電電壓就勢必得高於4.2V。
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小弟實驗室剛好是研究鋰電池的，我想大大應該是在想充電器輸出端buck電壓是不是只能固定在4.2吧？
先說我的結論：不一定。

其實鋰電池充電法有很多，最常見的就是CCCV，也就是定電流定電壓充電法，這種方法最簡單，就像網友說的只要電源供應器設定電壓4.2V ，而限流在datasheet上會寫，一般會建議0.5C，可是較貴的電芯可以快充，所以電流可以大到1C或1.5C，你的case是1.75A。

電芯在短時間的大電壓下是不會立即損壞的，有些充電法是低電量時故意超壓充電(Boost charging)，當充到一定電量再轉回普通CCCV。但這種方法充電電壓值也不能太高，頂多就4.35V，讓電流可以大一點，但是有可能會對電芯有負面影響，如溫升、壽命下降等等取決於電池製程。

然後大大第二個問題問是不是充電過程中要一直監測電池電壓，來讓充電模式轉態？

如果你要做最佳化電池充電，就必須要知道當下電池電量，可以用庫倫積分法或者找對應的OCV Table(開路端電壓與電池容量對應表)來決定你要轉態的時機。如果沒有，用個比較器量電池電壓跟參考電壓，再看要不要轉CV就好。

最後，大大的實驗結果很合理，因為沒有把線阻壓降算進去，電供給4.2實際上進到電池可能只有4V，然後電池端電壓會隨時間上升，兩端電壓差越來越小，充電電流也會越來越小。而在這過程電池內阻也會影響到充電電流，電池內阻會隨電池剩餘容量(SOC)改變，有些進階充電法會連電池電化學狀態都考慮進去，進行最佳化充電。但這再深入下去就變得很複雜，我想大大應該只是要做應用而已。

以上如有錯誤也請業界大佬指教
畢竟碩士才剛讀一年

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推 fragmentwing: 我記得不是說因為充電效率的問題 充電的方式有分兩
→ fragmentwing: 階段進行嗎？ 一個是定電流一個是定電壓
→ fragmentwing: 還是這個就是定電流定電壓法？
→ johnson35762: 只用定電流的話，電池最後會虛飽，意思就是端電壓好
→ johnson35762: 像到4.2，但休息一陣子電壓會自己降下來變成4.1之類
→ johnson35762: 的。只用定電壓充電初期電流會太大，所以最廣泛運用
→ johnson35762: 的就是定電流定電壓(CCCV)常見模組如TP4056就是CCCV
→ johnson35762: 的實作
推 mmonkeyboyy: 其實通常寫在手冊上的那兩個數字都是最好不要超過的
→ mmonkeyboyy: 一般會有留一點空間  但那個不是給你用來超過用的
→ mmonkeyboyy: 主要還有物理和化學上極限的存在  廠商一般會不太解
→ mmonkeyboyy: 釋理由(算機密)  所填上該有的參考數字
→ mmonkeyboyy: 那些數字只是供瞬間變化用的
推 mmonkeyboyy: 你要用什麼奇怪的方法在那裡切來切去的也可以
→ mmonkeyboyy: 但成本很高就是了 XD
→ mmonkeyboyy: 你可以看看什麼pulse charing add-on charing switch
→ mmonkeyboyy: 等等東西
推 RedJackson: 感謝詳細解說，我也是在實驗室做的，只是前面學長沒有
→ RedJackson: 做過鋰離子充電，所以在這一塊並不熟悉，我才上來詢問
→ RedJackson: 我有想過是線材的壓降，但是沒想過會有這麼多的差距
→ RedJackson: 實際量測充電端跟電池端確實有0.4V的壓降。
→ RedJackson: 最佳化充電是後續要研究的，還是感謝提供資訊！
→ RedJackson: 目前的想法是建置一套完整的CC-CV鋰離子電池充電系統
→ RedJackson: 從電路到控制程式都從零開始寫，雖然我知道CC-CV充電
→ RedJackson: 法已經是很久的充電法，但是我希望能完整理解他的運作
→ RedJackson: 邏輯，這樣未來學弟們要做的時候也有個依據
→ RedJackson: 我目前的測試結果是當電池電量到達59%的時候充電電壓
→ RedJackson: 就已經上升到4.2V，我必須得切換為CV充電來保護電池
→ RedJackson: 而這時候電池兩端電壓僅有3.8V，所以造成充電時長會來
→ RedJackson: 到將近四個小時，所以目前我正在想辦法改進，並縮短充
→ RedJackson: 電時長，感謝您的回文
推 jeffic0730: 回樓上，回授偵測點，也就是固定4.2V的點，看能不能
→ jeffic0730: 另外拉細絞線到電池正負端，這樣就解決了
→ jeffic0730: 只是你的充電系統可能會需要輸出到4.2+0.4V以上的電
→ jeffic0730: 壓！
→ jeffic0730: 來補線損