DETA蓄电池锂电池高压充电发展研究
锂离子电池有利之处在于充放电速度快，在于寿命长久，在于功率密度大，所以它渐渐占据能源市场较为大的份额，并且受到研究者们极为广泛的关注。本文针对便携式电子产品锂电池加以研究，探讨了六种常见的充电控制方式。
［关键词］锂离子电池 电流电压特性 控制方式 能源市场
1.引言
17世纪初期那会儿，伏特发明出了包含不同金属作为电极，借助电解质来进行能量转换的原始电池。此后的200年时间当中，伴随电子产品被频繁地使用，基于人们对于高能量密度所提出的要求，促使二次电池得以出现。在这样的一种环境状况之下，具备可充电性能更好特点的二次电池，像铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池以及当下的锂电池就随之诞生了。锂电池是在20世纪70年代问世的，它能够大致被划分成金属锂电池、合金锂电池、锂离子电池这几类。金属锂电池以及合金锂电池一般情况下是不可以充电的，这是由于它们的循环性欠佳，在充电的时候容易出现短路的情况。因为人们对于便携、绿色可进行循环利用的追求，这两种锂电池渐渐被淘汰了。锂离子电池带有充电速度快、质地轻便、功率密度大以及循环寿命比较长的良好特性，在电子烟、手机、笔记本电脑等移动电子设备方面，电动自行车、电动汽车等混合交通工具领域，还有航空航天领域被广泛运用。当下，人们一般把锂离子电池简称为锂电池 。
分为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池等时，需依据正极材料来分类锂离子电池。其中，钴酸锂与镍 酸锂的热稳定性相对而言会低一些，然而能量密度相对来讲却需高一点点。离子电池的负极是含有锂的化合物，如此才确保 了锂离子电池能够实现循环充放电。按照电解质的形态，可以将锂离子电池分为液态电解质锂电池、固态电解质锂电池。其 中，对于固态电解质锂电池而言，由于固态电解质一般是聚合物，所以固态电解质锂电池也被称作聚合物锂电池 。当下新能源汽车运用的电池乃是聚合物锂电池里的三元锂电池，这其中涵盖镍钴锰酸锂电池（NCM）以及镍钴铝酸锂电池（NCA）。于新能源汽车所采用的三元锂电池当中，NCM占据着更为大的份额。
锂离子电池能够实现量产以及性能得以提高，这与各个国家针对锂离子电池开展广泛且深入的研究是分不开的。1990年的时候，索尼公司率先进行了锂离子电池的研发工作，在第二年便把它实现了产业化。我国虽然在很早的时候就着手研究锂离子电池，然而在产业化进程方面还是落后于日本。韩国以及欧美一些国家在首次投产锂离子电池这件事上同样落后于日本，不过现在已经渐渐追平了，甚至在某些锂离子电池应用领域达成了反超。2017年时，麻省理工学院借助于在磷酸铁锂电池正极表面生成纳米沟槽，极大把电池的充放电速度给提升了；我国中科院同样研究出了一种柔性电池，电池呈现提高了充放电性能的状况；日本理化学研发出超薄太阳能电池，该电池能够应用于穿戴式设备；美国莱斯大学把沥青中多孔的碳制作成电池阳极，达成了高达20mA/ 。
那电流密度方面。各个国家做的研究显示出，锂离子电池的充放电性能，还有电流密度，是决定这种电池能不能被广泛应用的一个重要因素。然而，高性能的锂离子电池能不能长时间使用，这是取决于电池充电器的设计的。
2.发展趋势
早期的电池充电器，是由工频变压器，以及整流桥和电容共同构成的，它的结构较为简单，而且具有耐用的特性，不过其体积比较大，显得笨重。紧接其后，为了能够适应不同的电池规格，万能充便应运而生了，并且凭借其通用便携的优势，快速地占领了充电器市场。然而，随着智能一体机的出现，还有电池容量得到大幅提升，万能充就被逐渐淘汰掉了，快充充电器成为了时代主流。在便携式电子产品发展日新月异的当下，电池充电管理芯片的应用前景十分广阔，市场需求一直居高不下，其发展的趋势是：
近年来，电子产品普及数量大，电源管理技术发展速度快，锂电池充电管理产品不断涌现，市场竞争激烈，各大厂商被要求提升充电电路稳定性能。效率提高可使充电电路发热减少，从而提高系统稳定性能，实现高效率、高稳定性 。
（2）具备高精度，拥有高集成度。鉴于锂电池针对电压电流这类因素极为敏感，高精度的充电电压，以及充电电流，有助于延长锂电池的使用寿命，而这也契合绿色低碳的时代诉求。
（3）极具智能特性 。在当代这个社会环境当中，那种万物互联的理念正一天比一天更加深入到人们的内心里面，电子产品所产生的应用需求促使着锂电池充电管理电路持续不断地去丰富自身所具备的功能，比如说像LED状态指示 ，以及输入适配器识别这样的功能 。
3.锂电池充电控制方式
锂离子电池充电控制方式中，存在着恒流充电这种方式，还有恒压充电这种方式，又有恒流恒压充电这种方式，另外还有间歇充电这种方式 。
歇充电、Ref1ex快速充电和智能充电等六种。
（1）恒流充电
恒流充电，是那种电流保持在恒定数值的充电方式，它可是一种被广泛使用以及采用的充电办法。蓄电池的初次充电，还有运行当中的蓄电池的容量检查，以及运行中的牵引蓄电池进行充电，另外还有蓄电池极板的化成充电，大多都会采用恒流或者分阶段恒流充电这种方式。这种方法所具备的优点在于，能够依据蓄电池的容量去确定充电电流的值，还可以直接计算出充电量并且确定充电完成所用到的时间。
（2）恒压充电
在充电进程里，让电池电压维持恒定的这种情况被称作恒压充电，而电流会依据电池SOC自行变化 。
进行改变。如果恒压值设置得合适，一段时间后电池就会充满。
具有控制简单、成本低等优点的恒压充电方法，其更靠近最佳充电曲线，不过它存在充电初期充电电流过大且极容易损坏电池的缺点，所以，恒压充电法仅适用于充电电源电压低而电流已然较大的情形下，。
（3）恒流恒压充电
恒流恒压充电，在考量到电池SOC处于较低状态情况时适用，此时是不可以运用大电流进行充电的。恒流恒压充电的方式，采取的是先涓流，接着快速恒流，最终恒压这样的三阶段式 。
实际上，当恒流阶段结束之时，电池容量能够达到其额定值的大约百分之八十五，这对于大部分用户而言是足够用的。恒流恒压充电方式规避了恒压法起初充电电流大的不足之处，还克服了恒流法易于出现过充或者充电时长过长的问题，所以当下在锂电池充电当中被广泛运用，可是和恒流法、恒压法相同无法消除电池充电时的极化现象，对实际充电效果存在一定影响 。
（4）间歇充电
间歇充电法被划分成变电流间歇充电以及变电压间歇充电，当中，变电流间歇充电是由厦门大学的陈体衔教授给提出来的，它跟恒流恒压充电不一样的地方在于把涓流以及快速恒流阶段改成限压变电流间歇充电的形式 。
间隙充电法有着充电进程更为迅速、充电用时更为短暂等优势，然而存在控制模式繁杂、成本高昂等劣势。与此同时，间隙充电法并未考量初始时刻SOC较小的电池不适宜大规模电流充电的状况。所以，这种充电方式通常运用于大功率快速充电的场景中。
（5）Ref1ex快速充电
“打嗝”充电或者反射充电，也就是Reflex快速充电模式，是鉴于摩托罗拉公司所提出的。运用此方式给那种单体锂电电池充电，能够让充电用时缩短到40分钟，并且在充电过程当中电池的温度仅仅上升1.1℃，与此同时充电效率达到87.51%。
快充方法具备充电时间短的优点，克服了电池极化的问题，然而大电流放电会致使放电效率降低，从而严重缩短锂离子电池的循环寿命。
（6）智能充电
充电方法之中具备智能特性的那种，属于相对先进的充电途径。这种智能充电方法，是借助实时查验电池电压状况以及电流变化状态，去判别电池所处状态以及其能够接纳的电流数值，籍此确保充电电流始终处于最佳充电曲线的临近范围，在这种情形下，电池便能够在析气现象极少的状况下迅速实现充满电的状态。
智能充电方法具备充电速度快的优势，然而，它跟恒流充电相同会产生析气的情况。并且，它存在控制模块极为复杂的问题，还存在成本高昂的问题。
4.结语
近些年来，基于环保观念进步以及受到政策导向作用，新能源汽车市场规模得以迅猛扩张，这成为助力锂电池行业快速发展的关键驱动要素。与此同时，伴随科技取得进步，各类消费类电子产品快速更迭换代，并且通信储能系统实现升级，这些情形都致使锂电池行业充满发展活力，所以其留存着更为宽泛的研究前景。