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&锂离子电池充放电截止电压如何确定？
锂离子电池充放电截止电压如何确定？
作者 Liuxz0816
& & 锂离子电池在充放电时总会设置上、下限截止电压，请问这些截止电压时如何得出的，有何依据呢？望大神扫盲，真的很困惑？？？？？？？金币奉上！！
一般来说，在电解液的电位窗口下，进行循环伏安扫描。具体来说，目前所用的一般电解液，大多适用于1.5-5V之间，所以你先组装成钮扣电池，然后用电化学工作站做循环伏安扫描，扫描速度0.1mV/s,看看氧化峰和还原峰的出现位置，你的截止电压应该把氧化/还原峰包含在内，至少也要把主要的氧还峰包含在内。
参考文献上有，借鉴一下就行了。一般是根据电解液的窗口来确定上限，而下限一般定到1.5 V，这些都是看你的体系是什么。2楼说的有道理，实在不行，你自己也可以先预设，比如上限设到3 V，下限设到2 V，看看电池容量；然后在提高上限，降低下限，在看看电池容量，再调整。不过这种方法比较土，呵呵
锂电池的正负极材料都有其最大的点位限制的，这种点位的限制于材料脱锂或者嵌锂之后的稳定性有很大的关联度的。
比如，钴酸锂配石墨电池的电压范围一般为3.0-4.2V。那么在充电的过程中，正极钴酸锂内的锂离子脱出，嵌入到负极石墨层内，但是钴酸锂的锂离子最多也只能脱出0.55mol，此时对应的电池电压也就是4.2V左右，如果锂离子进一步脱出，那么电池电压就会继续上升到4.2V以上，但是钴酸锂内的锂离子脱出过多之后，其结构就会坍塌，那么电池放电的时候，锂离子就难以甚至无法回到原位，导致电池失效。因此，大部分的电池电压的确定是与电池正负极材料结果稳定性能和空间结构特性相关联的。
嗯 这个是有理论依据的，上述仁兄说的是结论和验证方法：
具体来源于正负极材料的各个电极电位！
辟如金属锂的标准电位是-3.04V，三价铁还原为二价铁的电位是0.77V，
所以设定的LFP充电截止电压是3.8V，一次类推。。
引用回帖:: Originally posted by langzhizhou at
嗯 这个是有理论依据的，上述仁兄说的是结论和验证方法：
具体来源于正负极材料的各个电极电位！
辟如金属锂的标准电位是-3.04V，三价铁还原为二价铁的电位是0.77V，
所以设定的LFP充电截止电压是3.8V，一次类 ... 前面说的CV，是验证该反应电对；
电解液必须保证其在电化学窗口内稳定存在，不参与反应，
引用回帖:: Originally posted by langzhizhou at
嗯 这个是有理论依据的，上述仁兄说的是结论和验证方法：
具体来源于正负极材料的各个电极电位！
辟如金属锂的标准电位是-3.04V，三价铁还原为二价铁的电位是0.77V，
所以设定的LFP充电截止电压是3.8V，一次类 ... 那放电截止电压的确定有什么理论依据呢？
电位窗口的确定主要还是靠经验，先通过CV来确定氧化对的位置，然后在包含主要氧还对的前提下，尽量缩短电位窗口，以尽量维持材料的结构稳定性。至于放电截止电压，一般遵循一个原则，即最好只出现一个还原对，因为一个氧还对就包含一次结构变化，其次，在容量减少量不大的情况下，尽量提高下压、。
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充电截止电压为4.4V的锂电池与4.35V的相比意味着什么？还有这么点提升的技术难度大么？
小米note的4.4V锂电池值得他们一吹么？
看到这个评论后对手机电池行业的现状相当感兴趣。但是度娘一下出来的全是各种报告。。耸肩
杂牌工程师
充满后的电压没多大意义的,接上负载后很快就会回到额定电压3.7-3.8v左右,容量和放电平台的宽度才是最重要的
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关于锂电池的截止电压问题的回答
主题帖子充电豆
本帖最后由 cooldiy_cn 于
20:38 编辑
最近看到坛友讨论关于锂电池充电截止电压4.20v是在线电压还是离线电压的问题。因为这个问题不是一句话就能说明白的。因此特地开贴说明
我的回答分为三个部分：
1、锂电池的电压代表啥。
要回答截止电压是在线还是离线，先得说明截止电压是怎么来的。不要觉得电池充电截止电压是天经地义的。镍氢电池一般就不用截止电压来截止。
为了简单一点，这里略过锂电池电极表面的具体结构，而简单的说：锂电池的开路电压大小是锂电池正负极表面锂离子的浓度决定的。
2、锂离子电池过充电是怎么回事？有啥危害？
锂离子电池的充电原理，是把正极材料结构里的锂离子取出来，通过电解液转移到负极的材料结构里。
这个过程中正极材料结构中锂离子的浓度是逐渐降低的，而负极材料结构里的锂离子浓度逐渐升高。
然而一般的锂离子电池正极材料（磷酸铁锂例外）如果过度取出锂离子，正极结构会崩塌。崩塌部分的结构无法重新塞进锂离子。这就对正极材料的容量造成了不可逆的损伤。这就是过充电的第一种损害。
第二种损害是负极填满锂离子后，继续充电就会在负极表面长出一层锂金属来。锂金属这东西呢比较坑，因为长出来是枝条状的，比较尖，会在隔膜表面刺破一些微孔，造成电池微短路。这是过充电的第二种损害。
3、那么怎么防止过充电？为啥有截止电压这回事？
这个问题其实就是确定锂离子电池充电的终点。终点实际上就是锂离子电池正极中取出一定比例的锂离子，能保证使锂离子正极的循环寿命达到设计的指标（即循环次数不能太少）。（电池负极材料添加的量和正极能够取出的锂离子是相匹配的。因此这里只需要考虑正极）
我们已经知道 锂离子电池开路电压的大小是锂电池正负极材料表面锂离子的浓度决定的。（这里表面指的是材料与电解液接触的界面）
而在没有充电电流通过的平衡状态下，表面锂离子的浓度和正极材料内部的锂离子浓度基本一致。即内部浓度低 表面浓度也低。
当电池处于有充电电流流过的状态时，由于正负极材料中锂离子扩散依靠浓度差进行，因此，负极表面将会有锂离子堆积，表面锂离子浓度高于内部。正极则相反，表面的锂离子浓度会低于内部。
于是两节充满度相同的电池，一节是开路且达到平衡，另一节则是正在充电，正在充电的电压会更高。这就是电池的极化现象。
我们知道，取出锂离子越多，内部浓度肯定越低。因此在平衡状态下，电池充满度越高 正极表面的锂离子浓度越低，负极表面的锂离子浓度越高。
因此，可以通过平衡状态下的开路电压来反映锂离子电池充满的程度。
充满电电池在平衡状态下的开路电压就是这个截止电压4.20v。
在线电压，是电池在有充电电流通过的情况下测到的端电压。显然，这时电池的电压不是开路电压，电池的截止电压不能用在线电压来加以代表。
由此，我们得出结论：
锂电池的充电截止电压不是通过在线电压来判断。
再来看离线电压。离线电压是充电器充电电流为0时的电池端电压。由于之前充电电流的作用使电池产生极化，当停止充电电流后，电池处于非平衡态，只有通过电极表面自发的扩散过程，才能达到平衡状态。因此 离线电压也不一定是这个截止电压。
只有通过扩散达到平衡状态，这个开路电压才能代表截止电压。
然而 实际电池的扩散并不一定很快，钴酸锂电池相对快速一些，只需要较短的时间就能接近平衡。而镍钴铝甚至需要接近一周时间才能真正达到所谓平衡（这就是为啥大家发现松下3400这类电池充满后放着一周掉了0.02v，而2600浅蓝头就没有这个现象）。
在实际的使用中，并不要求一定要充电到100% 98%也就能接受了。因此，只需要在充电电流足够小的情况下（这时候极化也不是那么显著了），能够电池端电压达到4.20v，也就认为是充电结束了。
这就是一般锂离子充电电路的判停方法。缺点也明显，后期慢的不行。
通过稍微的提高电池端电压，提高截止时刻的充电电流，由于极化造成的电压虚高，实际电池可能正处于充满的状态，但电池电压却高于4.25v。于是停止，电池电压就通过扩散慢慢回落到4.2v。但是具体这个虚高是多少？不同电池、不同充电电流、不同温度、电池新旧都有影响。因此 充电精度有所牺牲，但却换来了速度上的提升。
另有一种方法称为脉冲充电。具体一点说，就是在充电过程中 电流是不连续的。在电流中断的时间内测量电池的端电压。然后控制充电电流、占空比等参数，并确定何时可以停止充电。由于电池在间断时间内能够消除部分的极化，因此，当离线电压控制在截止电压的时候，在线电压一定是高于截止电压的，由于在线电压包含了极化，在线电压高于截止电压并不是过充电。
脉冲充电还分好几种，其中逐渐延长停充间隔的方法，由于能够为电池提供足够时间达到平衡，因此精度容易提高。
最后必须说明，使用恒流恒压来充电锂电池只是为了设计电路方便，并不是最佳的充电算法，当充电回路的额外电阻较大时，如果没有电阻补偿，会白白浪费许多抽点时间。实际特斯拉电动车快速充电就不用CCCV算法。很多智能充电器、智能手机也不是简单的CCCV充电。
充电豆 +16
感谢分享，解开了心中许久以来的疑惑，论坛.
電池哥開講，長見識了
又学到了知识，狂顶！
主题帖子充电豆
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主题帖子充电豆
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这是集化学，物理，电学的大成啊，点赞！！！
主题帖子充电豆
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给力~~够详细，通过提高在线充电电压并提高截止电流可以缩短不少后期时间
主题帖子充电豆
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如果配点图，完全可以上化学课了啊！
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看完电池哥的详解，
大概明白了以下几点，不知道自己的理解有没有错误：
1、 4.2V这个数值，是考虑到容量、寿命的问题，经过科学实验得到的结果。
2、现实生活中，充电要接近的4.2V，是充满电后静置、直到内部和表面平衡下来后的电压。
3、实际充电的设计，判停的方法有两种，一种是在线电压(既充电中有电流通过时的电压)的判停。
& && &a) 保守的厂家直接设计在线电压4.2V的时候停止，这样的话、实际电压达不到4.2V。后期的涓流段，电流越大，停充后回流就越大，实际距离4.2V就越远；而如果设计的电流值太小，虽然停止后的回流小、可以越接近于4.2V，但会加长充满的时间，牺牲时间来达到多一点的容量。
& && &而按照电池哥的解释，如果这时候把在线电压判断抬高一点，来弥补后期大电流造成的电压虚高，在最终停止回流的时候，也能降至4.2V左右。这是这个虚高多少的影响因素很多，要根据自己的电池来测试，所以一般厂家都不这么干，对吗？
& && &话说回来，我买的七电六节QD186-VAX，就是直接检测到4.2V马上停。开关电路的，后期内部电流还有0.3A、到了4.2V马上切断输入，导致静置几小时后电压掉到4.16V，略坑。如果设计到4.25V停，应该会好一点。
& && &b)另一种方式就是脉冲方式，充一会停一会，停的间隔越大、检测到的电压越接近于平衡电压。不过考虑到充电速度的问题，这个间隔也不能设计得过小。
& && &好像小米就用的这种方式吧？这种方式只要控制得当，就能提高充电精度和速度。
4、恒流恒压充锂电池，这个不太理解。指的是电池端恒流的意思吗？
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电池哥下期讲解一下不同充电的设计方式吧！
比如线性充电、开关电源充电、电池端恒流这些的，好多不明白啊。
主题帖子充电豆
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呵呵，这个帖子的内容好复杂！
主题帖子充电豆
感謝電池哥的分享
主题帖子充电豆
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學習了!!!!!!!!!!!!!!!!!!
主题帖子充电豆
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三星INR1865-30Q用Lii-100充电，充电结束后电池OCV电压4.21V，放一天后OCV电压变成4.17V，万用表精度在±0.01V以内。
短时间内电压下降幅度竟然有这么大，这是充电没充满？还是与电池材料有关？
主题帖子充电豆
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三星INR1865-30Q用Lii-100充电，充电结束后电池OCV电压4.21V，放一天后OCV电压变成4.17V，万用表精度在±0. ...
到4.18V也正常，后期电压掉的就很小很慢了
网站问题请PM我
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