鋰離子電池以高能量密度、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)，在手機(jī)、筆記本電腦市場(chǎng)，它已經(jīng)完全取代其他電池，擁有100%的占有率；目前，鋰離子電池正迅速延伸入電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、及其他的應(yīng)用中，它廣闊的市場(chǎng)前景也越來越得到業(yè)界的認(rèn)同。然而與鎳氫、鎳鎘、鉛酸電池相比，要更快地推動(dòng)鋰離子電池的應(yīng)用和發(fā)展，我們就必須不斷提高它的安全性和使用壽命。本文將從充電器角度，討論一種新型的充電解決方案以提高鋰離子電池的安全性，延長(zhǎng)電池使用壽命，同時(shí)降低充電器的成本。

在使用電池的過程中，我們常會(huì)聽到電池業(yè)者這樣的一句話：“電池使用中壞的少，更多的是被充壞的”。這句話我們可以理解為，不正確的充電條件或方法將更容易損害電池、降低電池的壽命。以18650鈷酸鋰離子電池為例，（1）充電過溫，在70℃左右：電解質(zhì)界面(SEI)模開始分解并發(fā)熱；120℃左右：電解質(zhì)、正極開始熱分解，造成析氣并使溫度迅速上升；在到260℃左右：電池爆炸。（2）充電過壓，以過壓5.5V來看，鋰金屬析出，溶劑被氧化，溫度上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，電池著火、爆炸?？梢姁毫拥某潆姺椒〞?huì)對(duì)電池特性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

針對(duì)這些因素考量，芯智電子科技推出的新型多串鋰離子電池充電芯片XZ6104已是一各完善的解決方案。XZ6104是一個(gè)專用的充電管理集成芯片,它帶精確電壓,電流輸出和多重保護(hù),并提供六階段充電控制模式,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便且成本低。它主要針對(duì)用于輕型電動(dòng)汽車,電動(dòng)自行車，便攜式產(chǎn)品和電動(dòng)工具上多節(jié)鋰離子電池包。
（1）為什么需要預(yù)充功能？
電池工作電壓從2.5V(碳負(fù)極電池:3V)(電量:0%)到4.2V(電量:100%). 當(dāng)電壓小于2.5V時(shí), 放電終止. 同時(shí)內(nèi)部保護(hù)電路的電流損耗也降為最低(放電回路關(guān)閉). 當(dāng)然,實(shí)際應(yīng)用中, 由于不同的內(nèi)部材質(zhì)以及更好的保護(hù)電池, 放電終止電壓可在2.5V~3.0V范圍.當(dāng)電壓超過4.2V時(shí), 充電回路終止，以保護(hù)電池安全；而當(dāng)單體電池工作電壓降到3.0V以下,我們即可認(rèn)為過放電狀態(tài)，放電回路終止，以保護(hù)電池安全. 電池不用時(shí), 應(yīng)將電池充電到保有20%的電量, 再進(jìn)行防潮保存.
由于鋰離子電池具有較高的能量比, 因此在電池使用中要嚴(yán)格避免過充,過放的現(xiàn)象. 過放會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難, 此時(shí)如果直接進(jìn)入快速?zèng)_電模式(大電流), 會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生損害,影響使用壽命 并可能因此帶來隱形危險(xiǎn). 先以小電流(C/10)充到2.5V或3.0V,再轉(zhuǎn)換成快充是必要的.
雖然目前鋰離子電池在應(yīng)用中都帶有保護(hù)板,在正常的情況下,發(fā)生過放的幾率會(huì)很小,但不加預(yù)充功能,在以下的情況還是可能帶來過放的隱患,
1. 保護(hù)板失效。
2. 長(zhǎng)時(shí)間放置(5%~10%/月)的自放電率。
因此小電流預(yù)充功能可有效解決過放電池的充電問題。
（2）充電電流是否越大越好?
以單體鋰離子電池為例, 它的充電方式都包括恒流、恒壓充電過程, 恒壓通常為4.2V(以LiCoO2電池為例),恒流設(shè)置值為0.1C ~ 1C.雖然大電流的充電會(huì)縮短充電時(shí)間，但也會(huì)造成電池生命周期的縮短和容量的降低，因此我們需選擇恰當(dāng)?shù)暮懔髦颠M(jìn)行充電。
下面以一個(gè)4.2V/1800mAH LiCoO2電芯的不同電流充電與電池容量的例子說明, 我們可以對(duì)電池大約500個(gè)充放周期后，小電流充電的電池容量明顯大于大電流充電的電池容量。
（3）恒壓充電時(shí)的電壓精度要求?
作為高能量密度的電池, 過充對(duì)鋰離子電池有著很大的危害,有可能會(huì)膨脹和漏液,往往也會(huì)發(fā)生爆炸,而且過充電容易造成電池里面的電解物質(zhì)加快的反應(yīng)而造成電池的使用壽命減短, 因此準(zhǔn)確的恒壓充電值對(duì)鋰離子電池有著重要的意義。
為了更充分的充飽電,要保證恒壓值和終止電壓值的精度在1%之內(nèi).以鈷酸鋰離子電池為例，最好盡可能接近4.2V,但又不超過4.2V，這種高精度的電壓充電法, 可以減少鈷的溶解, 穩(wěn)定LiCoO2的層狀結(jié)構(gòu),使它的包覆不發(fā)生相變,提高循環(huán)性能，并保持高容量。即使輕微的過壓也會(huì)帶來兩個(gè)現(xiàn)象的改變：（a）電池初始容量增加；（b）電池循環(huán)壽命降低。
在多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)的情況下, 為保證獲到最大的電池容量和壽命, 有時(shí)1%的精度也不能滿足應(yīng)用的要求, 因此有時(shí)甚至要求精度達(dá)到0.5%以內(nèi)。 所以說, 充電電壓的精度控制是鋰離子電池充電器的一個(gè)關(guān)鍵。
目前對(duì)鋰電池充電電壓有這樣一個(gè)誤解，認(rèn)為有了電池保護(hù)板，在電壓精度上不必關(guān)心，這是不可取的。因?yàn)殡姵乇Ｗo(hù)板是用于對(duì)可能的意外事故進(jìn)行及時(shí)的保護(hù)，它考慮的比較多的是安全因素，而不是性能因素。比如以4.2V的電芯為例，保護(hù)板的過壓保護(hù)參數(shù)是4.30V（有的可能會(huì)要4.4V),假如每次都過充，以4.30V作為充電截止點(diǎn),電池容量也會(huì)很快衰減的。