鋰離子電池的原理及充電器
鋰離子電池是前幾年出現的金屬鋰蓄電池的替代產品，它的陽極採用能吸藏鋰離子的碳極，放電時，鋰變成鋰離子，脫離電池陽極，到達鋰離子電池陰極。鋰離子在陽極和陰極之間移動，電極本身不發生變化。這是鋰離子電池與金屬鋰電池本質上的差別。
鋰離子電池的陽極為石墨晶體，陰極通常為二氧化鋰。充電時，陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子，並且鋰離子向陽極運動與電子合成鋰原子。放電時，鋰原子從石墨晶體內陽極表面電離成鋰離子和電子，並在陰極處合成鋰原子。
所以，在該電池中鋰永遠以鋰離子的形態出現，不會以金屬鋰的形態出現，所以這種電池叫做鋰離子電池。
一、鋰離子電池的充放電特性
500mah的aa型鋰離子電池的充放電特性曲線如圖1。單隻鋰離子電池的充電電壓最好保持在4.1v+50mv，充電電流通常限制在1c(500ma)以下，否則會造成鋰離子電池永久性損壞。
鋰離子電池通常採用恆流/恆壓充電模式，即先採用1c的恆定電流充電，電池電壓不斷上公升，當上公升到4.1v時充電器應立即轉入恆壓方式(4.1v+50mv)，充電電流逐漸減小，當電池充足電時，電流降到涓流充電電流。
用此方法，大約兩個小時電池可以充足(500mah)。鋰離子電池放電電流不應超過3c(1.5a)，單體電池電壓不應低於2.
2v，否則會造成損壞。採用0.2c的放電電流，電池電壓下降到2.
7v時，可以放出額定電池容量(500mah)，採用1c的放電電流時，電池能夠放出90%的電池容量，另外環境的溫度對電池的放電容量也會產生影響，所以規定了鋰離子電池放電時的溫度為-20℃～+60℃。鋰離子電池的乙個特點是比較容易顯示剩餘電量，因為鋰離子電池的工作電壓隨時間徐徐下降，鋰離子電池放電起始電壓為4.1v(4.
2v)，放電終止電壓為2.5v。
二、鋰離子電池的優缺點
優點：1.工作電壓高;2.體積小、重量輕、能量高;3.壽命長;4.安全快速充電;5.允許溫度範圍寬;6.放電電流小、無記憶效應、無環境汙染。
缺點：1.與乾電池無互換性;2.不能快速充電;3.內部阻抗高;4.工作電壓變化大;5.放電速率大，容量下降快，無法大電流放電。
三、鋰離子電池充電器
下面介紹一種新型的鋰離子電池充電器模組ps1719，它採用恆流/恆壓方式控制鋰離子電池充電。恆流、恆壓調整方便，以充電電流減小到最大電流(恆流)的15%作為充滿判別基準，並終止充電。此外還有充電顯示和充滿顯示功能。
ps1719模組工作電壓為9v，內部結構見圖2。
圖3給出了ps1719的典型電路圖，按圖可以組成簡單且功能齊全的鋰離子電池充電器。
鋰電池充電電路原理及應用
鋰離子電池以其優良的特性，被廣泛應用於: 手機、攝錄影機、膝上型電腦、無繩**、電動工具、遙控或電動玩具、照相機等可攜式電子裝置中。
一、鋰電池與鎳鎘、鎳氫可充電池：
鋰離子電池的負極為石墨晶體，正極通常為二氧化鋰。充電時鋰離子由正極向負極運動而嵌入石墨層中。放電時，鋰離子從石墨晶體內負極表面脫離移向正極。
所以，在該電池充放電過程中鋰總是以鋰離子形態出現，而不是以金屬鋰的形態出現。因而這種電池叫做鋰離子電池，簡稱鋰電池。
鋰電池具有：體積小、容量大、重量輕、無汙染、單節電壓高、自放電率低、電池迴圈次數多等優點，但**較貴。鎳鎘電池因容量低，自放電嚴重，且對環境有汙染，正逐步被淘汰。
鎳氫電池具有較高的效能**比，且不汙染環境，但單體電壓只有1.2v，因而在使用範圍上受到限制。
二、鋰電池的特點：
1、具有更高的重量能量比、體積能量比；
2、電壓高，單節鋰電池電壓為3.6v，等於3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓；
3、自放電小可長時間存放，這是該電池最突出的優越性；
4、無記憶效應。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應，所以鋰電池充電前無需放電；
5、壽命長。正常工作條件下，鋰電池充/放電迴圈次數遠大於500次；
6、可以快速充電。鋰電池通常可以採用0.5～1倍容量的電流充電，使充電時間縮短至1～2小時；
7、可以隨意併聯使用；
8、由於電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對環境無汙染，是當代最先進的綠色電池；
9、成本高。與其它可充電池相比，鋰電池**較貴。
三、鋰電池的內部結構 ：
鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和長方型。
電池內部採用螺旋繞制結構，用一種非常精細而滲透性很強的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負極間間隔而成。正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負極由片狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。
電池內充有有機電解質溶液。另外還裝有安全閥和ptc元件，以便電池在不正常狀態及輸出短路時保護電池不受損壞。
單節鋰電池的電壓為3.6v，容量也不可能無限大，因此，常常將單節鋰電池進行串、併聯處理，以滿足不同場合的要求。
四、鋰電池的充放電要求；
1、鋰電池的充電：根據鋰電池的結構特性，最高充電終止電壓應為4.2v，不能過充，否則會因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報廢。
其充放電要求較高，可採用專用的恆流、恆壓充電器進行充電。通常恆流充電至4.2v/節後轉入恆壓充電，當恆壓充電電流降至100ma以內時，應停止充電。
充電電流（ma）=0.1～1.5倍電池容量（如1350mah的電池，其充電電流可控制在135～2025ma之間）。
常規充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時間約為2～3小時。
2、鋰電池的放電：因鋰電池的內部結構所致，放電時鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負極，以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應縮短。
為了保證石墨層中放電後留有部分鋰離子，就要嚴格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0v/節，最低不能低於2.
5v/節。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關。電池放電時間（小時）=電池容量/放電電流。
鋰電池放電電流(ma)不應超過電池容量的3倍。（如1000mah電池，則放電電流應嚴格控制在3a以內）否則會使電池損壞。
目前市場上所售鋰電池組內部均封有配套的充放電保護板。只要控制好外部的充放電電流即可。
五、鋰電池的保護電路：
兩節鋰電池的充放電保護電路如圖一所示。由兩個場效電晶體和專用保護整合塊s--8232組成，過充電控制管fet2和過放電控制管fet1串聯於電路，由保護ic監視電池電壓並進行控制，當電池電壓上公升至4.2v時，過充電保護管fet1截止，停止充電。
為防止誤動作，一般在外電路加有延時電容。當電池處於放電狀態下，電池電壓降至2.55v時，過放電控制管fet1截止，停止向負載供電。
過電流保護是在當負載上有較大電流流過時，控制fet1使其截止，停止向負載放電，目的是為了保護電池和場效電晶體。過電流檢測是利用場效電晶體的導通電阻作為檢測電阻，監視它的電壓降，當電壓降超過設定值時就停止放電。在電路中一般還加有延時電路，以區分浪湧電流和短路電流。
該電路功能完善，效能可靠，但專業性強，且專用整合塊不易購買，業餘愛好者不易仿製。
六、簡易充電電路：
現在有不少商家**不帶充電板的單節鋰電池。其效能優越，**低廉，可用於自製產品及鋰電池組的維修代換，因而深受廣大電子愛好者喜愛。有興趣的讀者可參照圖二製作一塊充電板。
其原理是：採用恆定電壓給電池充電，確保不會過充。輸入直流電壓高於所充電池電壓3伏即可。
r1、q1、w1、tl431組成精密可調穩壓電路，q2、w2、r2構成可調恆流電路，q3、r3、r4、r5、led為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上公升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿後r4上的壓降將降低，從而使q3截止， led將熄滅，為保證電池能夠充足，請在指示燈熄滅後繼續充1—2小時。使用時請給q2、q3裝上合適的散熱器。
本電路的優點是：製作簡單，元器件易購，充電安全，顯示直觀，並且不會損壞電池．通過改變w1可以對多節串聯鋰電池充電，改變w２可以對充電電流進行大範圍調節。缺點是：
無過放電控制電路。圖三是該充電板的印製板圖（從元件面看的透檢視）。
七、單節鋰電池的應用舉例
1、 作電池組維修代換品
有許多電池組：如膝上型電腦上用的那種，經維修發現，此電池組損壞時僅是個別電池有問題。可以選用合適的單節鋰電池進行更換。
2、 製作高亮微型電筒
筆者曾用單節3.6v1.6ah鋰電池配合乙個白色超高亮度發光管做成乙隻微型電筒，使用方便，小巧美觀。
而且由於電池容量大，平均每晚使用半小時，至今已用兩個多月仍無需充電。電路如圖四所示。
3、代替3v電源
由於單節鋰電池電壓為3.6v。因此僅需一節鋰電池便可代替兩節普通電池，給收音機、隨身聽、照相機等小家電產品供電，不僅重量輕，而且連續使用時間長。
八、鋰電池的儲存：
鋰電池需充足電後儲存。在20℃下可儲存半年以上，可見鋰電池適宜在低溫下儲存。曾有人建議將充電電池放入冰箱冷藏室內儲存，的確是個好注意。
九、使用注意事項：
鋰電池絕對不可解體、鑽孔、穿刺、鋸割、加壓、加熱，否則有可能造成嚴重後果。沒有充電保護板的鋰電池不可短路，不可供小孩玩耍。不能靠近易燃物品、化學物品。報廢的鋰電池要妥善處理。
鋰電池保護電路工作原理
中心議題 鋰電池過充電保護工作原理鋰電池過放電保護鋰電池過電流保護鋰電池短路保護 電路具有過充電保護 過放電保護 過電流保護與短路保護功能，其工作原理分析如下 1 正常狀態在正常狀態下電路中n1的 co 與 do 腳都輸出高電壓，兩個mosfet都處於導通狀態，電池可以自由地進行充電和放電，由於mo...
科學的鋰電池充電
1 如何為新電池充電 在使用鋰電池 1 中應注意的是，電池放置一段時間後則進入休眠狀態，此時容量低於正常值，使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易啟用，只要經過3 5次正常的充放電迴圈就可啟用電池，恢復正常容量。由於鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應 因此使用者新鋰電池在啟用過程中，是不需要特別...
鋰電池工作原理
我們機的鋰電池究竟要如何保養才算正確？這個問題一直困擾著很多手機的忠實使用者，包括我。在查閱了一些資料之後，不久前有機會諮詢了一位電化學專業的在讀博士和國內某知名電池研究所的副所長。現將最近獲得的一些相關知識和心得寫出來，以饗諸位讀者。鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負極則是特殊分子結...