锂电池的充放电过程研究

张新

一、锂电池充放电工作原理

锂电池充电的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子多，充电容量越高。同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。不难看出，在锂电池的充放电过程中，锂离子处于从正极负极正极的运动状态。如果我们把锂电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就像优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂电池一个可爱的名字摇椅式。

二、鋰电池的采样过程

由于每组锂电池的容量不一样，所以在锂电池工作前，必须对其初始状态进行采样。

以下是采样的过程步骤：

（1）记录风力发电系统的锂电池的初始储电量;

（2）对所述锂电池的端电压和电流进行采样，以获得端电压U和电流I;

（3）根据所述端电压U和所述电流I、以及所述锂电池的初始储电量，计算出所述锂电池的实时储电量占最大储电量的比例r;

（4）根据所述比例r的大小判断所述锂电池的充放电状态。

三、锂电池充放电控制

基于锂电池的状态，对其充放电进行控制。

举例说明：

1，充电过程

（1）若A模块为电压过低状态，B模块达到了额定电压。

工作流程：

A，电流、电压采集模块将A，B的电流电压值状态反馈给控制器。

B，控制器根据采集到的模块的实际状态，确定对锂电池进行恒压或恒流充电。

C，控制器在采集电压、电流状态的同时进行相应的计算确定充电的大小。

D， 当电压达到阈值后，停止充电。

（2）风力发电储能与用电器的相互协调

a、若风力发电供过于外界用电器需求，则将多余的电能储存起来。b、若风力发电供给小于用电器的需求，则将之前储存的电能输出来给用电器使用。

2，放电过程

（1）若A模块为电压过低状态，B模块达到了额定电压。

工作流程：

A，电流、电压采集模块将A，B的电流电压值状态反馈给控制器。

B，控制器根据判断，确定两者的电流、电压状态。

C， A为过放状态，A不再进行放电，B进行放电。

D，若A，B过放，则停止放电。

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