锂离子二次电池的充电原理如图所示。采用恒电流、恒电压充电法。锂离子二次电池过充电时在负极上析出金属锂,电解质发生电解,正极也过度溶解生成锂离子。过充电能使锂离子二次电池的性能明显恶化,甚至发生冒烟、起火等危险,成为安全隐患。反之,过放电也使电池的性能恶化。
为了充分发挥锂离子二次电池的性能,最重要的是充电时不发生过充电。因此,锂离子二次电池充电时,要采用能够精确控制充电电压或充电电流的专用充电器,以满足电池性能的要求。如果充电方法正确,锂离子二次电池在充电电压达到最大值以后电流逐渐减小,长时间充电也不必担心发生过充电。
在锂离子二次电池组中安装了几个保护电路安全机构。如果使用电池的电器出现异常或者因使用方法错误致使电池处于危险状态时,则保护电路启动、电池不能使用。
此外,移动电话、小灵通、笔记本电脑、数码照相机等采用的电池组,每个单电池都有安全机构,内含保证电池正常使用的保护电路。
保护电路监控每个单电池各自的状态。其设计思想是:如果判断出由于过充电、过放电或过电流等原因致使单电池处于危险状态,则在单电池中安装的安全机构启动之前,便切断电源防患于未然,使单电池返回正常状态继续使用。
提示:何谓“过充电”,二次电池能够储存的能量容量有限。二次电池中充满电能后,电池还在继续充电,这种充电叫作“过充电”。过充电时,超过界限进入电池的电流,使电解质电解,产生热量和气体,并从正、负电极材料中析出树枝状结晶体。如果再继续过充电,树枝状结晶体往往突破隔板延伸到另一电极,因而发生短路。如果电池采用可燃性电解质,还往往因温度升高而起火。
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