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锂电池是继镍镉、镍氢可充电电池之后的佼佼者。锂离子电池以其优良的特性被广泛应用于手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等电子设备中。 一、锂电池的性能与特点 锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。其特点是： 1．比镍镉、镍氢电池有更高的能量重量比、能量体积比； 2．电压高，单节电压为3．6V，等于3只镍镉或镍氢电池； 3，自放电小，可长时间存放； 4．无记忆效应，所以充电前无需放电； 5，寿命长，正常工作条件下，充／放电循环次数远大于500次； 6．可快速充电，使充电时间缩短至1～2小时； 7．电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池； 8．成本高，与其他可充电池相比价格较贵。 二、锂电池的内部结构 锂电池通常有两种外形：圆柱形和长方形。 电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。 三、锂电池的充放电要求 1．锂电池的充电 最高充电终止电压应为4．2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多而报废。可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电，通常恒流充电至4．2V／节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。 充电电流(mA)=0．1—1．5倍电池容量(如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135～2025mA之间)。常规充电电流可选择在0．5倍电池容量左右，充电时间约为2—3小时。 2．锂电池的放电 因锂电池的内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命就相应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电。放电终止电压通常为3．0V／节，最低不能低于2．5V／节。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间(小时)=电池容量／放电电流。锂电池放电电流(mA)不应超过电池容量的3倍(如1000mAh电池，则放电电流应严格控制在3A以内)。否则会使电池损坏。 目前市场上所售锂电池组内部均封有配套的充放电保护板，只要控制好外部的充放电电流即可。转载请注明转自“维修吧-  http://www.”  四、锂电池的保护电路 两节锂电池的充放电保护电路如图1所示。由两个场效应管和专用保护集成块S-8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护Ic监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4．2V时，过充电保护管FET2截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池电压降至2．55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。 在电路中还加有延时电路，以区分浪涌电流和短路电流。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易仿制。 五、简易充电电路 现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池，其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。 有兴趣的读者可参照图2制作一块充电板。其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止，LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。 本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W2可以对充电电流进行大范围调节。缺点是：无过放电控制电路。 图3是该充电板的印制板图(从元件面看的透视图)。 |
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