手机锂电池规格及充电曲线

作者:AirCity 2019.12.29
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目前大部分手机用的是锂离子聚合物电池,国内常见的电池厂商包括ATL,力神,众望德,飞毛腿,宁波维科等。当然ATL不仅仅是国内大哥,在全世界都是顶尖级品牌。另一个顶级品牌是LG。

严格来讲,电池厂家分为两类,一是电芯厂,二是Pack厂。

一个完整的电池由电芯+电池保护板&包装组成。规模大的公司,比如ATL,既能做电芯,又能做电池。某些厂家如飞毛腿,在诺基亚可拆卸电池时代,异常火爆,但现在已经只是一个pack厂了。

下面这张图示一个小的电池包重要规格指标,几个点需要说明。

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Capacity指电池容量,min是最小容量,通常也叫额定容量,指产品出货的最低下限。所有出厂的电池容量都必须超过这个值。

Type指典型值,通常指设计值,理论值。这是工程师在设计电池时目标值。
Normal Voltage是指标称电压,在电池的外包装中,也会显示。通常情况下电池的默认出货电压也是这个值。

End of Charge指充电截止电压,这个值现在通常是4.4V,以前还有4.2V,比如MT2503平台。还有4.35V,比如某些展讯平台。

Discharge cut off voltage指放电截止电压,手机一般设置的关机电压就是这个值。在此还要说明下另一个概念,电池的欠压保护电压,通常是2.5V,也就是说当电芯的电压低于2.5V时,电池保护板将断开输出MOS,这时在电池保护板上量到的电压值是0V.一旦有一个外部充电电压给到电池保护板,电池保护板就会被激活,打开MOS管,开始充电。

表格中我们还能看到在0~55℃,不同的温度阶段充电电流的要求,这也是JEITA规范的要求。0.2C指0.2x电池容量=充电电流。在不同的温度阶段,采用不同的充电电流,是由锂离子电池的化学特性决定的。这里要注意了,如果手机电池处于0℃以下或者55℃以上,尽量不要给电池充电,容易产生析锂现象,导致电池容量迅速衰减。

Battery impedance指电池内阻,这个内阻由电芯内阻,电池保护板内阻。大容量电芯,如手机电信,内阻很小40mohm左右。小容量电芯如1000mAh以下,内阻90mohm左右。电池保护板的内阻与选用的器件,走线宽度,铜厚都有关系。通常情况下,可以做到40mohm以内。

电池充电过程如下:
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预充电——当电池电压低于3V时,首先进行Pre-Charge,电流大概为0.1C(C指电池容量)左右;这个时间很短,数秒内就完成了。

CC充电——当电池电压达到恒流(CC)充电的门限时,比如3.0V,充电方式转化为恒流充电,充电电流通产在0.5C以上,快充电池可达2C甚至更高,一直充到CC终止电压,如4.35V。这个阶段给电池的冲的电最多。

CV充电——当电池到达CC终止电压后,电池转为恒压充电;充电电压基本保持不变,但电流逐渐变小,直到到达充电截止条件(综合判断电池电压,充电电流),此时停止充电;

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