锂电池的充电和放电曲线是反映其电化学性能的重要特征,曲线形态受材料体系、温度、充放电倍率等因素影响。以下从曲线特征、影响因素、典型案例等方面详细解析:
一、充电曲线:从低电量到满电的电压变化
1. 典型充电曲线阶段(以锂离子电池为例)
锂电池充电通常分为恒流充电(CC) 和恒压充电(CV) 两个阶段,曲线呈现 “先陡后平” 的特征:
- 恒流充电阶段(CC 阶段):
- 特征:以恒定电流(如 0.5C、1C)充电,电池电压快速上升,直至达到额定电压(如 3.7V 锂电池升至 4.2V)。
- 原理:锂离子从正极脱出,通过电解液嵌入负极,电压随锂离子嵌入量增加而升高。
- 恒压充电阶段(CV 阶段):
- 特征:电压保持恒定(如 4.2V),充电电流逐渐减小,直至电流降至截止值(如 0.05C),充电结束。
- 原理:负极嵌锂接近饱和,锂离子嵌入速度放缓,电流下降,此时主要补充电池内部的微量损耗。
2. 充电曲线的影响因素
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