【導讀】做什么都得從最基本的開(kāi)始,無(wú)線(xiàn)充電設計也是一樣,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),無(wú)線(xiàn)充電就是為了給鋰電池充電,那么如何更好的設計無(wú)線(xiàn)充電,就是如何更好的實(shí)現給鋰電池充電。那么是否能夠通透了解鋰電池,是能否設計出一個(gè)更有效的無(wú)線(xiàn)充電的關(guān)鍵所在。下面小編就帶著(zhù)你去通透了解鋰電池技術(shù)。
無(wú)線(xiàn)充電存在的意義是為了給電池充電,如果對電池不懂,就不要談充電,更不要談無(wú)線(xiàn)充電,想了解無(wú)線(xiàn)充電,先了解電池,這里說(shuō)的電池主要是指鋰電池。這里只介紹電池的基礎知識,適合無(wú)線(xiàn)充電行業(yè)的所有從業(yè)人員。
太多的人對電池等的認識是有誤區的:
誤區一:電池是否需要激活,新電池是否需要反復充放3次,每次充12小時(shí)。
誤區二:電池盡量少充電,少使用壽命才長(cháng)。
誤區三:電池充電充太久了會(huì )爆炸,充滿(mǎn)了就要拔掉電源。
誤區四:充電越快,電池越好。
誤區五:充電器充電電流越大,充電越快。
誤區六:無(wú)線(xiàn)充電沒(méi)有有線(xiàn)充電快。
我們先不討論這些誤區的原因在哪里,下面我們一起分析一下鋰電池的特性后自然都清楚了具體原因。
全文分三大塊介紹:電池基礎、電池保護、電池充電。
(一)鋰電池基礎
鋰電池的組成
我們平時(shí)見(jiàn)的手機電池都是鋰電池,行業(yè)較電池PACK,鋰電池PACK主要由兩大塊構成:電芯和保護板。電芯主要由五塊構成:正極材料、負極材料、電解液、隔膜和外殼。保護板主要由保護芯片、MOS管、電阻電容和PCB板構成。

鋰電池的分類(lèi)
鋰電池按照形狀分為圓柱型電池和方形電池。圓柱型如一些移動(dòng)電源和電動(dòng)工具用的18650電池,方形電池如手機電池。
按電解液分為鋰離子電池和聚合物電池。鋰離子電池電解液是液態(tài)的,外殼是一般是硬的,一般為鋁殼或鋼殼,如三星的傳統機器都是鋰離子電池。聚合物電池電解液為固態(tài),如蘋(píng)果手機的電池。

鋰電池的常用術(shù)語(yǔ)
1>電池容量
電池的容量又叫電池的電量,單位為Ah(安時(shí))或mAh(毫安時(shí))。容量為1Ah的電池理想情況,在充滿(mǎn)電的情況下用1A的電流持續放電可以放1個(gè)小時(shí)。
2>充/放電倍率
充/放電倍率表示以多大電流充/放電,一般以電池的標稱(chēng)容量的倍數來(lái)計算,一般稱(chēng)為“多少C”。2500mAh的鋰電池,如果放電倍率為1C是指放電電流為2500mA,充電電流為0.2C是指充電電流為500mA。
3>標稱(chēng)電壓
鋰電池的標稱(chēng)電壓又稱(chēng)為額定電壓,普通手機電池的標稱(chēng)電壓一般為3.7V,電池充滿(mǎn)時(shí)的電壓一般為4.2V左右,電池剛放完時(shí)的電壓一般為2.5V左右。
4>標稱(chēng)功率/標稱(chēng)能量
根據物理教材,P=U*I,W=U*I*t,功率的單位為W(瓦),能量的單位為Wh(瓦時(shí))。容量為1500mAh的電池,標稱(chēng)電壓為3.7V,標稱(chēng)功率為5.55W,標稱(chēng)能量為5.55Wh。
5>內阻
電池可以等效為一個(gè)電壓源,帶有一定的內阻的電壓源。對電池來(lái)說(shuō),內阻越小越好,內阻越小也越貴。
電池的內阻的單位為Ω(歐姆)或mΩ(毫歐)。電池內阻主要受電池的材料和制造工藝的影響。
6>循環(huán)壽命
電池的循環(huán)壽命一般指充滿(mǎn)和放光一次的循環(huán),電池到了循環(huán)壽命后,電池老化很厲害,電池的容量將下降很多,循環(huán)壽命也是衡量電池的重要指標。
IEC標準規定電池的循環(huán)壽命為500次后保持為初始容量的60%,國標規定循環(huán)300次后容量應保持為初始容量的70%。
7>剩余電量(SoC)
電池的剩余容量指電池當前的電量與總的可用電量的百分比,0%~100%,反映還有多少電量的情況。(SoC : State of Charge).
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(二)電池保護
鋰電池為什么需要保護?
鋰電池由于其化學(xué)活性,結構等原因需要有保護系統,如果沒(méi)有保護系統,可能對電池的使用壽命影響很大,嚴重的情況可能存在爆炸或燃燒的危險。沒(méi)有帶保護板的鋰電池是禁止使用的。
鋰電池要避免深充深放,這樣會(huì )嚴重影響電池壽命,如果經(jīng)常給電池補充電對電池的壽命有幫助。很多人要用到手機自動(dòng)關(guān)機才開(kāi)始給手機充電,這是嚴重不好的習慣,一個(gè)是電量低的時(shí)候RF發(fā)射功率大,輻射厲害,同時(shí)影響電池的使用壽命。
經(jīng)常使用無(wú)線(xiàn)充電的朋友,由于不撥打電話(huà)的時(shí)候,手機放在無(wú)線(xiàn)充電器上,無(wú)線(xiàn)充電器會(huì )及時(shí)的給手機補充電量,對電池的壽命很有幫助。
因此電池最好的狀態(tài)是不要充太滿(mǎn)也不要放過(guò)量。
鋰電池保護系統如下圖:

鋰電池由于其特殊原因,需要至少以下保護措施:
1>過(guò)充保護
當電池快充滿(mǎn)時(shí),一般電池電壓達到4.2V左右,需切斷充電通路,防止電池過(guò)充。
2>過(guò)放保護
當電池快放完時(shí),一般電池電壓達到2.5V左右(不同廠(chǎng)家電壓會(huì )有一定差異),也需切斷放電通路,防止電池過(guò)放。
3>過(guò)溫保護
當電池由于過(guò)大電流充放電或異常時(shí),電池溫度會(huì )急劇升高,一般電池溫度達到60~65°左右,一定要切斷充放電回路,確保系統安全。
電池溫度過(guò)高對電池的使用壽命也會(huì )有較大影響,如果電池長(cháng)時(shí)間工作在高溫環(huán)境,如45°以上,會(huì )嚴重縮短電池的使用壽命。
很多無(wú)線(xiàn)充電的接收端是緊貼電池的,有些廠(chǎng)家的接收端設計的不合理,效率低,發(fā)熱嚴重,同時(shí)也會(huì )嚴重影響電池的壽命,做無(wú)線(xiàn)充電的朋友一定要注意這一塊。
另外有些保護系統還會(huì )對充電電流和放電電流做保護,防止系統過(guò)流或短路。
手機電池都帶有保護系統的,如果電池充滿(mǎn),電池保護系統會(huì )自動(dòng)關(guān)斷,切斷充電回路,不用擔心電池爆炸的危險。
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(三)電池充電
分析電池一定要分析電池的充電,同時(shí)結合無(wú)線(xiàn)充電分析。鋰電池由于其本身的特性,充電也是有要求的,如果電池嚴重過(guò)放,電壓很低的話(huà),只能以小電流給電池充電,慢慢激活電池,否則對電池傷害會(huì )很大。
另外大電流、高倍率給電池充電或放電都對電池有傷害,會(huì )影響電池的使用壽命。
業(yè)內一般對電池的充電過(guò)程分為三段:涓流、恒流、恒壓。
電池電壓過(guò)低時(shí)采用先涓流充電,當電池電壓充到正常電壓后再恒流快速充電,當電池快充滿(mǎn)時(shí)又轉為小電流恒壓充電給電池慢慢補充電量。
舉個(gè)例子:
經(jīng)常發(fā)生的事,很多朋友有時(shí)想簡(jiǎn)單對比兩個(gè)無(wú)線(xiàn)充電器的充電速度,一般是兩個(gè)手機一個(gè)電量少(假如50%)左右,一個(gè)電量多(假如90%),放在上面同時(shí)充10分鐘再看結果,一個(gè)充了5%左右,一個(gè)只充了1%左右,問(wèn)我差異怎么這么大,我只能說(shuō)你這個(gè)對比的差異也太大了。
另外什么情況是充滿(mǎn)了,通過(guò)電池電壓判斷是不太準確的,業(yè)內有一個(gè)標準,一般認為恒壓充電時(shí)充電電流為恒流充電的0.1倍左右就認為充滿(mǎn)了。
鋰電池的充電電流與電壓的曲線(xiàn)圖如下:

對電池來(lái)說(shuō),充電快慢主要是由恒流充電階段的充電電流決定的,與你采用的是有線(xiàn)充電還是無(wú)線(xiàn)充電沒(méi)有直接關(guān)系。無(wú)論是有線(xiàn)充電還是無(wú)線(xiàn)充電,只要充電器提供的充電電流大,充電速度就快。
無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)就不在這里分析了,另外更多無(wú)線(xiàn)充電經(jīng)典技術(shù)介紹,敬請關(guān)注無(wú)線(xiàn)充電圈官方微信(WXCDQ360)。
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