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锂离子电池快速充电技术的发展
锂离子电池快速充电技术的发展
  • 发布时间:2021-02-08 17:28

锂离子电池快速充电技术的发展

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锂离子电池快速充电技术的发展


像Fast和quick这样的词有非常主观的含义。例如,当我比平时更早去看医生时,接待员说我来得足够早,可以很快看到我自己。很好,我想我能及时回去工作,而且还能赶上一个我以为我错过了的会议。两年前,我读了一本《人与车》和一本《国家地理》后,被叫到诊所。


我甚至有时间在看医生之前看完了两本去年的《道路与轨道》杂志。开了这么久的会……当我向接待员建议,这次预约的时间似乎比我预期的要长,她说现在已经够快了。也许我期望的是速度,结果是速度。我认为它真的很慢。


在镍镉电池是大多数便携式电子产品的可充电电池的时代,我们已经清楚地含义了不同充电速率的术语。在C/10的标准充电速率下,电池要12小时才能充满电。在这个速度下,电池不要充电就可以停止工作。然后是快速充电C/3,它在达到满负荷之前会停止充电近4个小时。最后,以C的速率将C/2快速充电到C,要一个多小时才能将电池充满电。这个充电速率要停止运行,通常要在进入持有充电表单之前完全充电。


随着锂离子电池成为便携式充电电源的首选,快速充电成为一个不同的良好领域。设备新增了智能手机和平板电脑的挑战。三星最新的平板电脑NotePro12.2就是一个极好的例子,我正在考虑这款产品。这款平板电脑使用9500mHr电池和2A充电器。这意味着假如用户一整天都不插电,他们将在夜间充电。目前从讨论来看,我应该让电池工作超过10小时才能满意。


回到这些设备的快速充电,需求决定了客户的期望。像快或快这样的词可以用来设定期望。图1显示了在不同的最大充电电流下,从不同的充电状态(SOC)完全充电所需的时间。从图中可以看出,当从75%SOC开始充电时,使用2A或3A容量适配器并不重要。充满电要1.2小时多一点的时间。这是由于在一个稳定的电压充电。因此,假如客户希望使用快速充电器来更快地给电池充电,他们会感到绝望。


然而,假如你从一次空充电开始,2A和3A充电速率之间大约有20分钟的差异。这都是有关设定期望的。在Botsford和Szczepanek的论文中,他们供应了慢充电、快充电、快充电和快速充电的参数。虽然这篇论文是有关电动汽车的,但它指出了这些术语的一致含义。在本文中,fast比fast慢,fast比fast慢。这与其他电池充电条款是一致的。


快速充电在锂离子电池的发展中脱颖而出


图1所示。最大充电电流与不同功率条件下充电至完全充电所需时间的比较


该论文引用了加州空气资源局(ARB)的一项指令。该命令要求快速充电器在充电10分钟后能行驶100英里。当然,这意味着电池可以行驶超过100英里。


我们可以用同样的概念来表达便携设备中急速或速度的含义。例如,我们可以规定,快速充电器充电30分钟后获得的电池电量应该维持至少5小时的设备运行。这只是一个例子,假设快速充电速度1C和电池可以支持10小时的正常运行。


我了解供应快速充电的好处大于处理实际技术问题的困难。假如我们不能设定期望来评估客户的观点,快速收费可能没有我们想的那么有价值。供应一个比目前的10W适配器大不了多少的适配器,再加上以不到两倍的成本将电源新增一倍,肯定会让我们忙个不停。在许多情况下,客户希望设备与设备一起充电,因此要更多的电力。要解决超薄智能手机和平板电脑以两倍的速度充电导致的发热问题,要大幅提高转换功率。


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