锂电池充电器质量好坏的衡量和判断方法

借助马斯理想充电曲线，推导锂电池的合理i-U充电曲线；根据锂电池的工作原理，分析锂电池充放电过程的电荷移动和能量转换

得到锂电池优质充电器的衡量和判断方法如下

1）优质充电器：充电过程i-U曲线接近锂电池的合理i-U充电曲线

2）优质充电器：充电安时数接近放电安时数，蓄电池容量处于平稳状态

3）优质充电器：充放电效率高，析锂功耗低熵值增加慢，蓄电池使用寿命长

1 磷酸铁锂电池的合理充电曲线

蓄电池充电过程：随着充电时间t的增加，蓄电池的SOC上升，充电电压U上升

理想充电方法：随着充电时间的增加，充电电流符合马斯理想i-t充电曲线的要求

通过假设和推导，可以把理想的i-t充电曲线，转化为合理的i-U充电曲线

敬请参阅《蓄电池的理想充电曲线怎样转为合理充电曲线【磷酸铁锂电池为例】》

通过假设和推导，求得48V25ah磷酸铁锂电池的合理i-U充电曲线如下

对比实际i-U曲线和合理i-U曲线，就可以一目了然地判断充电器的质量好坏

蓄电池通常采用【储电+恒压+浮充】三段式充电，和“往杯子里面填石头，沙子和水”很相似：

杯子相当于蓄电池；大电流相当于石头；小电流相当于沙子；恒压期和浮充期相当于水

1）大电流储电：蓄电池充电快但是充不满，用石头填杯子，放滿石头的杯子还有许多大空间

2）小电流储电：蓄电池充电慢同时难充满，用沙子填杯子，放满沙子的杯子还有许多小空间

3）降电流储电：蓄电池充电快同时充得满，先用石头再用沙子填杯子

建议采用降电流储电：充电前期低于合理曲线的电流少，蓄电池充电快充得满；充电后期高于合理曲线的电流少，析锂量非常少，蓄电池寿命长

2 锂电池充放电过程电荷移动说明

1 锂电池充电过程：锂离子从正极脱出，经过电解液传输，穿过隔膜嵌入到负极；同时电子的补偿电荷经过外电路供给到石墨负极

锂离子移动量=电荷移动量，电荷移动产生电流，电荷的移动量与充电安时数即∫Idt成正比

2 锂电池放电过程：锂离子从负极脱出，经过电解液传输，穿过隔膜嵌入到正极；同时电子的补偿电荷经过外电路传导至正极

锂离子移动量=电荷移动量，电荷移动产生电流，电荷的移动量与放电安时数即∫Idt成正比

参考文献：电子发烧友《锂离子电池的结构及工作原理》

锂电池放电后充满电，通过对比充电安时数和放电安时数，可以判断锂电池容量的升降趋势

1）充电安时接近放电安时，容量处于稳定状态

2）充电安时小于放电安时，容量处于下降趋势

3 锂电池充放电过程能量转换说明

充电过程：充电量=储电量+析锂功耗+内阻损耗

放电过程：放电量=储电量消耗-内阻损耗

充电量=放电量+放电内阻损耗+充电内阻损耗+析锂功耗；内阻损耗和析锂功耗转为热能

充放电效率=放电量/充电量，锂电内阻小充放电内阻损耗小，析锂功耗决定充放电效率

敬请参阅《锂离子电池充放电过程的电荷移动和能量转换说明》

锂电池放电后充满电，通过计算充放电效率，可以判断锂电池的熵值增加速度

1）充放电效率高：析锂功耗低熵值增加慢，蓄电池的使用寿命长

2）充放电效率低：析锂功耗高熵值增加快，蓄电池的使用寿命短