專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋰離子蓄電池化成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種鋰離子蓄電池化成電路。
背景技術(shù)：
鋰離子蓄電池是在鋰蓄電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)蓄電池， 它基本解決了困擾鋰蓄電池發(fā)展的兩個(gè)技術(shù)難題，即安全性差和充放電壽命短的問(wèn)題。鋰離子電池與鋰電池在原理上的相同之處是在兩種電池中都采用了一種能使鋰離子嵌入和脫嵌的金屬氧化物或硫化物作為正極，采用一種有機(jī)溶剤-無(wú)機(jī)鹽體系作為電解質(zhì)。不同之處是在鋰離子電池中采用使鋰離子嵌入和脫嵌的碳材料代替純鋰作負(fù)極。因此，這種電池的工作原理更加簡(jiǎn)單，在電池工作過(guò)程中，僅僅是鋰離子從ー個(gè)電極(脫嵌)后進(jìn)入另一個(gè)電極(嵌入)的過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池充電時(shí)鋰離子是從正極中脫嵌，在碳負(fù)極中嵌入，放電時(shí)反之。在充放電過(guò)程中沒(méi)有晶形變化，故具有較好的安全性和較長(zhǎng)的充放電壽命。鋰離子電池的額定電壓為3. 6V(少數(shù)的是3. 7V)。充滿電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān)石墨的4. 2V ;焦炭的4. IV。充電時(shí)要求終止充電電壓的精度在±1%之內(nèi)。鋰離子電池的終止放電電壓為2. 4 2. 7V(電池廠家給出工作電壓范圍或終止放電電壓的參數(shù)略有不同)。高于終止充電電壓及低于終止放電時(shí)會(huì)對(duì)電池有損害。電池還有多少電量，又稱(chēng)剩余電量，常取其與額定容量或?qū)嶋H容量的比值，稱(chēng)荷電程度。是人們?cè)谑褂弥凶铌P(guān)心的、也是最不易獲得的參數(shù)數(shù)據(jù)，人們?cè)噲D通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)阻、電壓電流的變化等精確推算荷電量，做了許多研究工作，但目前所用的公式和算法都不能得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的有效支持，指示的荷電程度總是非線性變化。電池在充足電以后，開(kāi)始放電直到放空電為止，能輸出的最大電量。容量與放電電流大小有關(guān)，與充放電截止電壓也有關(guān)系，故容量定義為小時(shí)率容量，動(dòng)カ電池常用I小時(shí)率(IC)或2小時(shí)率(O. 5C)容量。電池在化成之前材料的活性不能正常發(fā)揮，容量很小，化成過(guò)程開(kāi)始后，電池進(jìn)入其生命期，在整個(gè)生命期里，電池的活化和劣化過(guò)程是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，初期活化作用處于主導(dǎo)地位，電池容量逐漸上升，以后，活化和劣化作用都不明顯或相當(dāng)，后期，劣化作用顯著，容量衰減，規(guī)定容量衰減到一定比例(60%)后，電池壽命終結(jié)。根據(jù)鋰離子電池本身的結(jié)構(gòu)特征，其充放電有著與鎳基材料化學(xué)電池完全不同的充放電特性。它的充電過(guò)程一般采用恒流轉(zhuǎn)恒壓的充電模式。充電開(kāi)始為恒流充電階段，電池的電壓較低，充電的電流基本不變，充電的速率一般為IC(C =充電電流/電池容量)，對(duì)于500mAh的電池即為500mA的充電電流，隨著充電的繼續(xù)進(jìn)行，電池的電壓逐漸上升，當(dāng)單體電池的電壓升到4. IV (或4. 2V)時(shí)，充電器立即轉(zhuǎn)入恒壓充電；恒壓充電時(shí)，単體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格保持在4. IV 士 50mV，若充電電壓超過(guò)4. 5V，可能造成鋰離子電池的永久性破壞，此階段為恒壓充電階段，充電電流下降較快，溫度上升，最后當(dāng)電流下降到某ー范圍，進(jìn)人涓流充電階段；涓流充電也稱(chēng)維護(hù)充電。在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器以某一充電速率給電池繼續(xù)補(bǔ)充電荷，最后使電他處于充足狀態(tài)，用這種方法，第一個(gè)小時(shí)可充入電池額定容量的80%，兩小時(shí)后電池即可充到額定容量。電池充電終止的檢測(cè)方法是判斷充電電流，當(dāng)充電電流降到某一定值時(shí)終止充電，例如充電電流降到40mA(典型值為起始充電電流的5%左右)時(shí)終止充電，也可以在檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4. 2V時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，在一定的延時(shí)后終止充電。作為ー種新型的動(dòng)カ技木，動(dòng)カ鋰離子電池在使用中必須串聯(lián)才能達(dá)到使用電壓的需要，単體性能上的參差不齊并不全是緣于電池的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題，從涂膜開(kāi)始到成品要經(jīng)過(guò)多道エ序，每道エ序都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)程序，使每只電池的電壓、內(nèi)阻、容量一致，由于鋰電池的化成過(guò)程開(kāi)始后，電池進(jìn)入其生命期，動(dòng)カ鋰離子電池配組前的化成不能推到最終用戶(hù)那里完成，必須在出廠前化成、分容和測(cè)試完成。隨著產(chǎn)量的上升，大批量的動(dòng)カ鋰離子電池的生產(chǎn)化成、分容過(guò)程是ー個(gè)耗費(fèi)大量電カ能源的必須過(guò)程，如何讓這個(gè)過(guò)程快 速、高效和減少電カ能源的消耗是目前亟待解決的問(wèn)題。而且必須盡快解決。動(dòng)カ鋰離子電池組的使用壽命受多種因素影響，如果電池組壽命低于單體平均壽命的一半以下，可以推斷都是由于化成、分容技術(shù)不當(dāng)造成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種適合大批量的動(dòng)カ鋰離子電池的生產(chǎn)化成、分容的動(dòng)力鋰離子電池化成電路，以實(shí)現(xiàn)快速、高效和減少電カ能源的消耗。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是至少包括DC/AC電路、DC/DC電路、變壓器、檢測(cè)電路和控制電路，蓄電池和電網(wǎng)電壓之間依次串接有DC/DC電路、DC/AC電路、變壓器，DC/DC電路和DC/AC電路的控制端與控制電路電連接，通過(guò)控制電路控制進(jìn)行DC/DC電路和DC/AC電路的電壓轉(zhuǎn)換，負(fù)載回路上有電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路，電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路與檢測(cè)電路電連接,檢測(cè)電路與控制電路電連接,控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電、恒壓充電和放電，進(jìn)行化成和分容。負(fù)載回路的電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路包括蓄電池兩端的電壓取樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于檢測(cè)蓄電池電壓；DC/DC電路輸出端的電壓取樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于檢測(cè)電網(wǎng)電壓向蓄電池充電回路的電壓；蓄電池充電電流回路上的電流采樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于控制向蓄電池充電的恒流電流。所述的DC/AC電路包括4個(gè)低壓低阻的MOSFET管組成橋式電路；4個(gè)低壓低阻的MOSFET管控制端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與控制電路I/O ロ電連接，4個(gè)低壓低阻的MOSFET管分為兩組，每組的兩路管串聯(lián)，兩組并聯(lián)，串聯(lián)點(diǎn)與變壓器的低壓端電連接；并聯(lián)的兩端與濾波電路電連接。所述的DC/DC電路由2只低壓低阻MOSFET管串聯(lián)連接，串聯(lián)兩端與濾波電路電連接，2只低壓低阻MOSFET管控制端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與控制電路I/O ロ電連接，串聯(lián)點(diǎn)通過(guò)電感L與第二濾波電路電連接，第二濾波電路與蓄電池電連接。所述的控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電和恒壓充電，其化成流程是
權(quán)利要求
1.ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是至少包括DC/AC電路、DC/DC電路、變壓器、檢測(cè)電路和控制電路，蓄電池和電網(wǎng)電壓之間依次串接有DC/DC電路、DC/AC電路、變壓器，DC/DC電路和DC/AC電路的控制端與控制電路電連接，通過(guò)控制電路控制進(jìn)行DC/DC電路和DC/AC電路的電壓轉(zhuǎn)換,負(fù)載回路上有電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路，電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路與檢測(cè)電路電連接，檢測(cè)電路與控制電路電連接，控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電、恒壓充電和放電，進(jìn)行化成和分容。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是負(fù)載回路的電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路包括蓄電池兩端的電壓取樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于檢測(cè)蓄電池電壓；DC/DC電路輸出端的電壓取樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于檢測(cè)電網(wǎng)電壓向蓄電池充電回路的電壓；蓄電池充電電流回路上的電流采樣點(diǎn)，輸入到檢測(cè)電路，用于控制向蓄電池充電的恒流電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是所述的DC/AC電路包括4個(gè)低壓低阻的MOSFET管組成橋式電路；4個(gè)低壓低阻的MOSFET管控制端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與控制電路I/O ロ電連接，4個(gè)低壓低阻的MOSFET管分為兩組，每組的兩路管串聯(lián)，兩組并聯(lián)，串聯(lián)點(diǎn)與變壓器的低壓端電連接；并聯(lián)的兩端與濾波電路電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是所述的DC/DC電路由2只低壓低阻MOSFET管串聯(lián)連接，串聯(lián)兩端與濾波電路電連接，2只低壓低阻MOSFET管控制端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與控制電路I/O ロ電連接，串聯(lián)點(diǎn)通過(guò)電感L與第二濾波電路電連接，第二濾波電路與蓄電池電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路,其特征是所述的控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電和恒壓充電，其化成流程是
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種動(dòng)カ鋰離子電池化成電路，其特征是所述的控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電和恒壓充電，其分容流程是
全文摘要
一種鋰離子蓄電池化成電路，至少包括DC/AC電路、DC/DC電路、變壓器、檢測(cè)電路和控制電路，蓄電池和電網(wǎng)電壓之間依次串接有DC/DC電路、DC/AC電路、變壓器，DC/DC電路和DC/AC電路的控制端與控制電路電連接，通過(guò)控制電路控制進(jìn)行DC/DC電路和DC/AC電路的電壓轉(zhuǎn)換，負(fù)載回路上有電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路，電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)電路與檢測(cè)電路電連接，檢測(cè)電路與控制電路電連接，控制電路分時(shí)完成電網(wǎng)電壓對(duì)蓄電池的恒流充電、恒壓充電和放電，進(jìn)行化成和分容。
文檔編號(hào)H02J7/02GK102723762SQ201210034548
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者樊忠 申請(qǐng)人:西安勝唐電源有限公司