可充电锂离子电池的一般特性

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    与可充电锂离子电池的一般特性：其它现有电池相比，可充电锂离子电池具有多项优势，这使它们成为更适合于便携式应用的电源。可以提供更高的能量密度(最高达200 Wh/kg或300-400 Wh/L)和更高的电池电压(炭阳极电池为4.1伏，石墨阳极电池为4.2伏)。锂离子电池的外形可以是四边形，并具有更长的充电保持或闲置寿命以及更高的充电次数。
    锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为便携式应用制造出更小和更轻的电池，更轻和更小的电源对便携式应用而言常常是至关重要的。不过，要想充分利用电池容量或延长电池寿命，必须极其严格地控制充电参数。
    延长电池寿命的关键是合理选择充电参数，如电流、电压和温度。在充电过程中，施加电压的精度对提高电池的效率和延长电池的寿命具有非常重要的作用。超过充电终止电压将导致过充电，这在短期内会增加电池的供电量，但长期来说则会导致电池失效并产生安全问题。
    充电终止电压每提高1%，电池的初始容量就会增大约5%。就是说：短期增益效应会对电池的充电/放电次数产生严重的后果。过充电导致了充电次数的减少。另一方面，欠充电尽管不会产生安全问题，但会显著减小电池的容量。
    锂离子电池的充电原理在概念上非常简单。电池的等效电路通常被认为是由一个电容量很大的电容器与一个内部漏电电阻RLeakage组成的并联电路。
    电池导线与电芯本身之间的电阻和电感分别用有效串联电阻(ESR)和有效串联电感(ESL)表示。这些参数是电池的机械结构和特殊化学成分的函数。电池的ESR介于50到200m(之间，而ESL是纳亨量级的电感。
    锂离子电池的充电方法有很多种。最简单的锂离子电池充电器通常指的是恒压(CV)充电器。它由与电池两端相连的一个电流受限的恒压源组成。它的电流被限制在电池容量以下，输出电压调节为电池终止电压(炭阳极电池是4.1V，石墨阳极电池是4.2V)。
    能量耗尽的电池将尽可能吸收充电电源提供的电流。在给电池充电时，电池两端的电压将会上升，而充电电流将逐渐变小。当充电电流下降到0.1C以下时，可以认为电池已被充满。因为不主张涓流充电(trickle charg)，所以当充电结束时，充电器必须完全关闭或断开。为防止有缺陷的电池被不确定的电流充电，应使用后备定时器来终止充电过程。
    虽然恒压充电是一种成本相对较低的方法，但它的确需要很长的充电时间。由于电源电压保持恒定，随着电池不断被充电，充电电流将迅速下降，从而使充电的速度也迅速下降。然后，给电池充电的电流速率将远低于它可以承受的电流速率。
    一种更快的充电方法是恒流/恒压(CC/CV)充电，当开始充电时，CC/CV充电器首先施加一个等价于电池容量C的恒定电流。为防止在恒流充电周期中过充电，需要监视电池封装两端的电压。当电压上升到给定的终止电压时，电路切换到恒压源工作模式。即使电池封装两端的电压达到终止电压，但因为在ESR上存在电压降，所以实际的电池电压将低于终止电压。在恒流充电期间，电池能以接近其终止电压的高电流速率充电，且不会有任何被施加高电压和发生过充电的威险。
    经恒流充电后，电池的容量将达到其额定值的约85%。在恒流周期结束后，充电器切换到恒压周期。在恒压周期，充电器通过监视充电电流来决定是否结束充电。与恒压充电器一样，当充电电流减小到电池的0.1C以下时充电周期结束。
    尽管实现CC/CV充电方法需要更加复杂的电路，但因为它可以显著减少充电时间，所以各种不同的CC/CV充电方式在锂离子电池充电应用中居于主导地位。
    为防止因意外把反向电压施加到电池上，所有锂离子电池包含一些复杂的电路。一般来说，保护功能包括防止过放电、过充电、过大的充/放电电流以及避免电池被施加高电压。
    在电池的充电或放电期间，如果任何参数超过了特定电池设置的限制值，电芯与电池终端之间的连接将断开。通常，当反向电压被撤除或者电池被预置之后，经过一段时间，充电器将会复位。
    除了电子保护以外，电池还包含机械的二级过流保护器件。一种聚合物正温度系数(PPTC)过流保护器件被串联在电池封装与电芯终端之间。
    当发生过流时，PPTC器件从低阻抗状态转换到高阻抗状态，从而保护了电路。器件因I2R发热效应产生的热量导致它的温度上升，而变化正是器件温度快速增高的结果。好的充电器设计必须能够确定锂离子电池是否可以安全、有效地进行快速充电。
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