鋰電池的充放電過程研究

張新

一、鋰電池充放電工作原理

鋰電池充電的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子多，充電容量越高。同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。不難看出，在鋰電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極負極正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰電池一個可愛的名字搖椅式。

二、鋰電池的采樣過程

由于每組鋰電池的容量不一樣，所以在鋰電池工作前，必須對其初始狀態(tài)進行采樣。

以下是采樣的過程步驟：

（1）記錄風力發(fā)電系統(tǒng)的鋰電池的初始儲電量;

（2）對所述鋰電池的端電壓和電流進行采樣，以獲得端電壓U和電流I;

（3）根據(jù)所述端電壓U和所述電流I、以及所述鋰電池的初始儲電量，計算出所述鋰電池的實時儲電量占最大儲電量的比例r;

（4）根據(jù)所述比例r的大小判斷所述鋰電池的充放電狀態(tài)。

三、鋰電池充放電控制

基于鋰電池的狀態(tài)，對其充放電進行控制。

舉例說明：

1，充電過程

（1）若A模塊為電壓過低狀態(tài)，B模塊達到了額定電壓。

工作流程：

A，電流、電壓采集模塊將A，B的電流電壓值狀態(tài)反饋給控制器。

B，控制器根據(jù)采集到的模塊的實際狀態(tài)，確定對鋰電池進行恒壓或恒流充電。

C，控制器在采集電壓、電流狀態(tài)的同時進行相應的計算確定充電的大小。

D， 當電壓達到閾值后，停止充電。

（2）風力發(fā)電儲能與用電器的相互協(xié)調

a、若風力發(fā)電供過于外界用電器需求，則將多余的電能儲存起來。b、若風力發(fā)電供給小于用電器的需求，則將之前儲存的電能輸出來給用電器使用。

2，放電過程

（1）若A模塊為電壓過低狀態(tài)，B模塊達到了額定電壓。

工作流程：

A，電流、電壓采集模塊將A，B的電流電壓值狀態(tài)反饋給控制器。

B，控制器根據(jù)判斷，確定兩者的電流、電壓狀態(tài)。

C， A為過放狀態(tài)，A不再進行放電，B進行放電。

D，若A，B過放，則停止放電。

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