磷酸铁锂电池需要保护板吗？磷酸铁锂电池充电正确方法

磷酸铁锂电池需要保护板吗？

磷酸铁锂电池需要保护板，保护板电路能分别检测串联电池组中每只电池的电压和电流，控制电池组的充放电过程。电池组中每只电池的电压均在过充检测电压和过放检测电压之间，并且输出无短路现象时，MOS管导通，P+、P-输出电池组电压，允许电池组进行充放电作业。另外保护板还具有电池组过放保护、过充保护、过流保护、短路保护等功能。

如何正确为磷酸铁锂电池充电

首先我们需要了解磷酸铁锂电池LiFePO4作为电池正极的结构和工作原理，由铝箔和电池正极连接，中间是聚合物隔膜，它把正负极分开，但锂离子能通过，电子不能通过，右侧由碳（石墨）电池负极组成，由铜箔与电池负极连接。电池的上端和下端之间是电池的电解液，它被封闭在金属外壳中。磷酸铁锂电池充电时，正极中的锂离子通过聚合物隔膜迁移到负极，在放电过程中，负极中的锂离子通过隔膜迁移到正极。锂离子电池以在充电和放电过程中来回迁移的锂离子命名。

电池充电时，锂离子从磷酸铁锂晶体表面迁移到晶体表面，在电场力的作用下，进入电解液，通过隔膜，再通过电解液到达石墨晶体表面，然后嵌入石墨晶格中。同时，电子流经导电体流向正极铝箔组装电极，通过极耳、电池极柱、外电路、负极柱、负极流向负极的铜箔收集液，再通过导电体流向石墨负极，使负极电荷达到平衡。锂离子从磷酸铁锂中解嵌后，磷酸铁锂转化为磷酸铁。

电池放电时，锂离子从石墨晶体中流出，进入电解液，通过隔膜，再通过电解液迁移到磷酸铁锂晶体表面，再重新表面嵌入晶格中的磷酸锂。同时，电池通过导电体流到铜箔收集电极的负极，通过极耳、电池负极柱、外电路、正极柱、正耳流向电池正极铝箔收集液，再通过导电体流向磷酸铁锂正极，使正电荷达到平衡。

注意：再次提醒磷酸铁锂电池在使用中应注意防水防尘，因此存放处不能有水，这会影响电池的性能和使用寿命。

磷酸铁锂电池组的充电建议使用CCCV充电方法，即恒流量和恒压。恒流量建议0.3C。建议恒压3.65。即恒流时0.3C电流充电，当电池电压达到3.65V时，以3.65V恒压充电，当充电电流低于0.1C（或0.05C）时停止充电，即电池充满电。用配重电源充电时，还要看充电电流，建议不要用过高的电压充电，调整电压，保证充电电流在0.5C以下，这样对电池有好处。

一般磷酸锂电池充电上限电压3.7至4V，放电下电压2至2.5V，综合考虑放电容量、放电介质电压、充电时间、恒流容量百分比、安全性这5个方面，采用恒流恒压充电方案对于磷酸铁锂电池组，充电极限电压设定为3.55至3.70V，推荐值为3.60至3.65V，放电下限电压为2.2V至2.5V。

磷酸锂电池组的充电器与普通锂电池不同。锂电池的最大终止充电电压为4.2伏，而磷酸锂电池组为3.65伏。磷酸铁锂电池组充电，是平衡充电板线，一般从两端直接串联整体充电，充电器电压大于电池组电压。线路检测每个单元核心的电压，相当于一个并排的稳压器，单次充电电压不超过调节值，而其他单元电池继续通过稳压器旁路充电。

因为此时每个单元的功率都接近满，只是平衡每个单片，所以充电电流很小，补充了每个铁芯的平衡。充电器只能是保护整个电池组的结束电压，平衡充电板是保证每个单元过充并且每个单元都充满，不能因为有充电芯充满而导致整个锂电池组停止充电。

磷酸铁锂电池组的充电方法

（1）恒压充电方式

充电过程中，充电电源的输出电压保持恒定。随着磷酸铁锂电池组充电状态的变化，充电电流自动调节，如果规定的恒压值合适，不仅可以保证动力电池的充分充电，还可以最大限度地减少脱气和失水。这种充电方式只考虑了电池电压单一状态的变化，并不能有效反映电池的整体充电状况。其启动充电电流过大，往往会对动力电池造成损坏。由于这个缺点，很少使用恒压充电。

（2）恒流充电方式

通过在整个充电过程中调节输出电压来保持充电电流恒定。保持充电电流不变，其充电速率相对较低。恒流充电控制方法简单，但由于锂电池组的可接受电流容量随着充电过程逐渐降低，到充电后期，动力电池的功率容量降低，充电电流利用率大大降低。这种方法的优点是操作简单、方便、易于实现，充电功率易于计算。

（3）恒流恒压充电方式

这种充电方式是上述两种的简单组合。第一阶段采用恒流充电方式，避免了恒压充电开始时的充电电流。第二阶段采用恒压充电方式，避免恒流充电时出现过充现象。磷酸铁锂电池组与任何其他密封充电电池一样，应控制充电，不宜过度充电，否则容易损坏电池。磷酸铁锂电池一般采用先恒流后限压的充电方式。

（4）斩波器充电方式

采用斩波器方式充电。在这种方法下，恒流源的电流不变，并且控制开关管使其打开一段时间然后关闭一段时间，来回循环，这种方法的优点是当通过外部电路给电池充电时，电池内部的离子产生需要一定的响应时间，如果连续充电，可能会降低其容量的潜力。而充电一段时间后，加上一个关机时间，可以让电池的极性离子有一个扩散过程，让电池有一个“消化”的时间，这将使电池利用率大大提高，提高充电效果。

文章整理自：乾莱信息咨询、驰普集团