如何对高电压锂离子电池组进行充电，有哪些方法？

锂离子电池充电方法

1.首先，未正式投入使用的锂电池要在正式使用之前做好3-5次完整的充放电。因为在电池出厂时，厂家会给锂电池进行预充，因此在大家第一次使用时会有一定的余电，所以需要大家在使用时进行完全充放电。

2.锂电池在充电之前不需要特意去放电，放电不当的话会导致电池过度放电，影响电池的后续使用，所以大家在充电时尽量要做到慢充充电，尽量不要使用快充。而且充电时间最好不要超过24小时，电池充满后及时移除充电器，锂电池过度充电也会影响电池性能。

3.锂电池的充电器尽量选择原装充电器或是有品牌保证的充电器，并按照充电指示进行充电，否则会对电池造成影响，严重甚至会造成安全问题。

4.新买的锂电池还有一项特殊的隐藏要求，那就是前3-5次充电一般是电池的调整期，充电14小时以上才会激发锂电池的活性。而且虽然锂电池没有记忆效应，但是锂电池拥有很强的惰性，在充分激活之后才可以保证锂电池发挥最大效能。

锂电池快速充电方法

锂电池的快速充电方式有几种，针对不同的需要主要可以分为脉冲充电、Reflex充电，和智能充电三种。而且不同的电池类型，快速充电方式也是不相同的。

1.脉冲充电

脉冲充电方式主要有三个阶段：预充、恒流充电和脉冲充电。在充电过程中，以恒定电流对锂电池进行充电，部分电流会随之直接转移到锂电池内部。当锂电池的电压增至4.2v，也就是上限电压之后，会进入到脉冲充电模式。

2.Reflex快速充电法

Reflex快速充电法又被称为反射充电法或是打嗝充电法。这种充电方法主要也是分为三个阶段：正向充电、反向瞬间放电和停充。这种方式在一定程度上可以解决电池极化的现象，同时加快电池充电速度。但是，对电池也存在一定的损耗，反向放电会缩短锂电池寿命。

3.智能充电法

智能充电法在三种充电方法里是比较先进的充电方法。主要应用du/dt和di/dt控制技术，来控制充电电流。通过检查电池电压以及电流的增量来合理判断电池目前的充电状态，动态跟踪电池可以接受的最大电流限度，并不断调整，以达到快充的效果。

以上就是锂电池的相关充电方法以及快充方式。锂电池的快充或多或少都会影响到电池的后续性能，还是要正常充电才能将锂电池的效能最大化，并且不影响电池寿命。

信息产业和电子技术的发展，对化学电源提 出了新的要求：轻型化、长寿命、高比能等。相 比于其他的二次电池体系，锂离子电池具有自放电小、能量密度高(100 Wh/kg以上)、工作电压高(3.5 V以上)、循环寿命长(1000次以上)和环境友好等优点，满足发展对绿色电池的需求。

高安全、高比能的锂离子电池是近年来的研究热点，而其中的电解液成为该领域中的研究重点之一。锂离子电池电解液一般由有机溶剂、电解质锂盐及添加剂组成。

1 有机溶剂

常见的有机溶剂主要由碳酸乙烯酯、碳酸丙 烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯等组成。

碳酸丙烯酯在商业电池中使用较早，但其对 石墨类碳的兼容性较差，难以在石墨类碳电极表面形成有效的SEI膜，易于溶剂化的 Li+共嵌入石墨层间，使石墨片层剥离。研究发现，在PC中加入少量邻苯二酚碳酸酯，可抑制其在石墨负极的分解;丙烯亚硫酸酯(PS)或乙烯亚硫酸酯(ES)或氯代碳酸乙烯酯(Cl-EC)，可抑制其插入石墨电极，并有利于生成 SEI膜，提高电极的可逆循环性能。

碳酸乙烯酯具有较高的介电常数，在高度石墨化碳材料表面会形成致密的分解产物 ROCO2Li。然而，碳酸乙烯酯的熔点(37℃)较高，其在低温条件下不易溶解，需与其他溶剂配合使用，如在碳酸乙烯酯中加入摩尔比1:1的甲基乙烯酯(MA)，可以提高低温性能。

链状碳酸酯具有低介电常数、低黏度等特点，一般不能单独使用，作为共溶剂或与配合碳酸酯使用。国内常用的电解液体系有 EC+DEC、 EC+DMC、EC+DMC+DEC 、EC+DMC+EMC 等。

2 锂盐

无机阴离子锂盐主要有四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、高氯酸锂(LiClO4)和六氟磷酸锂(LiPF6)。LiBF4 在有机溶剂中的电导率较低，不易在锂离子电池中大规模应用。由于As有毒性，且LiAsF6售价较贵，其使用也受到了一定的限制。LiClO4在实验室的基础研究中应用较 为广泛，但由于其具有强氧化性，且在碰撞时容易发生爆炸，在工业上为了安全考虑，也已限制应用。

LiPF6是目前锂离子电池中应用最为广泛的 锂盐，但是其在空气中不稳定，易于水发生反应生成HF;在电解液中也会产生微量的 LiF和PF5，对电池的性能产生影响。

有机阴离子锂盐包括硼基类锂盐、磺酸锂盐、 烷基锂盐、亚胺锂盐和含P锂盐。Xu等使用LiBOB作为锂盐，电池在70℃高温下保持良好的循环性能。

烷基锂盐LiC(SO2CF3)3在-30～340℃间较稳定，其电化学窗口在4.0 V以上，电导率 可达到10-3 S/cm，但制备有难度。

3 功能添加剂

目前，国内外纷纷开展了对功能添加剂的研 究，对功能添加剂的研究主要集中在以下几个方面：成膜添加剂、防过充添加剂和阻燃添加剂。

3.1 成膜添加剂

SEI膜的基本组成为有机锂盐(ROCO2Li等) 和无机锂盐(Li2O、Li2CO3、LiF和LiOH等)。

目前商业化的锂离子电池中均采用VC作为 成膜添加剂，其还原电位高于EC、PC等，可以优先分解，在负极表面成膜。胡等研究发现电解液中的少量Li2CO3能抑制EC、PC 等有机溶剂的分解，且有助于SEI膜的致密生长。

Chen等发现三聚氟化乙烯在PC体系中，可以稳定SEI膜的形成，还是一种非常有效的电解液阻燃剂。

3.2 防过充添加剂

根据防过充的作用原理，防过充添加剂可分 为聚合型和氧化还原型。聚合型防过充添加剂的使用原理是，当电池内部电压达到一定值时，发生电聚合反应，释放气体，从而激活电流阻断设备(CID)，且聚合产物会附在阴极表面，抑制电极进一步过充。常见的防过充聚合型添加剂有：联苯(BP)、苯乙烷(CHB)和三联苯(TP)。氧化还原型防过充添加剂的工作原理，是在过充时正负极之间发生循环氧化还原反应。

He等将功能添加剂环乙基苯(CHB)与三 (β-氯甲基)磷酸酯(TCEP)加入到1mol/L LiPF6/(EC+EMC +DMC，1:1:1)的电解液体系中，发现添加剂有很好的兼容性和协同作用，电池可承受150℃高温和1C/10V的过充。朱等将5%CHB和二甲苯(DMB) 添加剂加入到LiPF6/(EC+DEC +DMC，1:1:1)的电解液体系中，实验表明在CHB和DMB分别在4.70 V、4.66 V发生电聚合反应，聚合产物附在隔膜表面，阻止了过充时反应的进行。

3.3 阻燃添加剂

锂离子电池在极端条件下使用时，也存在安 全隐患。在电解液中加入高闪电、高沸点和不易燃的溶剂可达到阻燃的效果。Zhang等将三-(2，2，2-三氟代乙基)亚磷酸盐(TTFP)加入到LiPF6电解液中，发现TTFP能与PF5发生较弱作用形成化合物，能显著提升锂离子电解质的燃烧性。

4 前景展望

近年来，锂离子电池电解液朝着高安全、低 成本、高电导率的方向发展。电解液的锂盐、溶剂及添加剂间存在着相互制约的关系，若开发新型电解液往往要考虑这三者间的相容性。再者，针对电池的应用场合和工况的不同，需有针对性地开发不同应用要求的电解液。总之，开

锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是一种理想电源。在实际使用中，为了获得更高的放电电压，一般将至少两只单体锂离子电池串联组成锂离子电池组使用。目前，锂离子电池组已经广泛应用于笔记本电脑、电动自行车和备用电源等多种领域。

因此如何在充电时将锂离子电池组使用好显得尤为关键，现将锂离子电池组常用的几种充电方法以及本人认为的最适合的充电方法试述如下：

普通的串联充电

目前锂离子电池组的充电一般都采用串联充电，这重要是因为串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。但由于单体锂离子电池之间在容量、内阻、衰减特性、自放电等性能方面的差异，在对锂离子电池组串联充电时，电池组中容量最小的那只单体锂离子电池将最先充满电，而此时，其他电池还没有充满电，假如继续串联充电，则已充满电的单体锂离子电池就可能会被过充电。

而锂离子电池过充电会严重损害电池的性能，甚至可能会导致爆炸造成人员伤害，因此，为了防止出现单体锂离子电池过充电，锂离子电池组使用时一般配有电池管理系统(BatteryManagementSystem，简称BMS)，通过电池管理系统对每一只单体锂离子电池进行过充电等保护。串联充电时，假如有一只单体锂离子电池的电压达到过充保护电压，电池管理系统会将整个串联充电电路切断，停止充电，以防止这只单体电池被过充电，而这样会造成其他锂离子电池无法充满电。

经过多年的发展，磷酸铁锂动力锂电池由于具有较高的安全性、很好的循环性能等优势，已经基本能满足电动汽车特别是纯电动轿车的要求，工艺上也基本具备了大规模生产的条件。然而，磷酸铁锂离子电池的性能与其他锂离子电池存在着一定的差异，特别是其电压特点与锰酸锂离子电池、钴酸锂离子电池等不同。以下是磷酸铁锂与锰酸锂两种锂离子电池的充电曲线与锂离子脱嵌对应关系的比较：

图1锰酸锂离子电池锂离子脱嵌与充电曲线对应关系

图2磷酸铁锂离子电池锂离子脱嵌与充电曲线对应关系

从上图的曲线不难看出，磷酸铁锂离子电池在快充满电时，锂离子几乎完全从正极脱嵌到负极，电池端电压会快速上升，出现充电曲线的上翘现象，这样会导致电池很容易达到过充电保护电压。因此磷酸铁锂离子电池组中某些电池充不满电的现象相对锰酸锂离子电池组而言会更为明显。

另外，虽然有些电池管理系统带有均衡功能，但由于从成本、散热、可靠性等多方面考虑，电池管理系统的均衡电流一般远小于串联充电的电流，因此均衡效果不是很明显，也会出现某些单体电池充不满电的情况，这关于要大电流充电的锂离子电池组，例如电动汽车用的锂离子电池组而言则更为明显。

例如，将100只放电容量都为100Ah的锂离子电池串联起来组成电池组，但假如成组前其中99只单体锂离子电池荷电80Ah，另外1只单体锂离子电池荷电100Ah，将此电池组进行串联充电时，其中荷电100Ah的那只单体锂离子电池会先充满电，从而达到过充保护电压，为了防止这只单体锂离子电池被过充电，电池管理系统会将整个串联充电电路切断，也就使得其他99只电池无法充满电，从而整个电池组放电容量也就只有80Ah。

一般电池厂家出厂时测试容量时是将单体电池先恒流充电再恒压充电，然后恒流放电从而测出放电容量。一般放电容量约等于恒流充电容量加上恒压充电容量。而实际电池组串联充电过程中对单体电池而言一般没有恒压充电过程，所以恒压充电容量就会没有，电池组容量就会小于单体电池容量。而一般充电电流越小，恒压充电容量比例越小，电池组损失容量越小，因此又发展出了电池管理系统和充电机协调配合串联充电的模式。

发高安全性、低温性能、耐高温性能、高倍率、长循环寿命的电解液始终是今后电解液发展的方向。