一文理解锂电池充电、过放修复与电量测量:从原理到实战


一、为什么要看这篇文章?

  • 手机电量突然从20%跳到0%?
  • 电动车冬天续航腰斩?
  • 18650过放后还能救吗?

本文用一张思维导图+一张表格+一段口诀,一次性讲透锂电池的充电四阶段、过放修复全方案、电量测量底层原理,并给出是否必须用电荷计的决策树。


二、锂电池充电四阶段(1张表背下来)

阶段 触发条件 电流 电压变化 目的与风险点

涓流 ❤️ V 0.1 C 缓升至3 V 修复过放,防析锂

恒流CC ≥3 V 0.2-1 C 3→4.2 V 快速补能,注意温升

恒压CV 到达4.2 V 逐步减小 恒定在4.2 V 补满最后20%

截止 <0.01-0.1 C 0 4.2 V保持 防过充,建议停充

口诀:2 V以上能救,1 V以下慎救,0 V直接丢。


三、过放电池修复实战

  1. 轻度过放(2-3 V)
  • 带保护板电池

    1. 拆保护板 → 5 V手机充电器正负极直连30-120 s → 电压≥3 V → 装回保护板 → 正常充电。
  • 裸电芯

    0.1 C 恒流充至3.6 V,再转正常流程。

  1. 中度过放(1-2 V)
  • 0.01-0.02 C 涓流 2-5 h → 静置12 h → 若电压不回掉 → 0.5 C 循环2-3次,可部分恢复容量。
  1. 重度过放(<1 V 或 0 V)
  • 风险:铜箔溶解、枝晶短路 → 直接报废;
  • 死马当活马医:0 V 激活充电器(NiMH模式)尝试,成功率<10%。

⚠️ 禁止并联修复,禁止快充,禁止低温充电!


四、电量(SOC)测量到底要不要电荷计?

  1. 四种主流方法对比

方法 原理 优点 缺点 适用场景

OCV 静置电压查表 简单 需静置、误差大 玩具、遥控器

库仑计数 电流积分 动态、实时 累积漂移 手机、电动车

混合算法 OCV+库仑+温度模型 高精度 算法复杂 BMS芯片

阻抗谱 交流阻抗测内阻 可测SOH 昂贵 实验室

  1. 一张决策树:是否上电荷计?

误差>15%可接受 误差<5%必须 成本敏感 高精度 需要测SOC 电压分压+ADC 上电荷计芯片 INA219+MCU积分 TI BQ34Z100/MAX17048

  1. 低成本方案代码片段(Arduino + INA219)
cpp 复制代码
#include <Wire.h>
#include <INA219_WE.h>
INA219_WE ina219(0x40);

float coulomb = 0;        // 剩余电量 mAh
const float CAPACITY = 2000; // 标称容量 mAh

void loop() {
    float current_mA = ina219.getCurrent_mA();
    coulomb += current_mA / 3600.0; // 1 s积分
    float soc = (CAPACITY - coulomb) / CAPACITY * 100;
    Serial.println(soc);
    delay(1000);
}

每24小时用OCV法校准一次,可抑制长期漂移。


五、一张思维导图总结

复制代码
    充电四阶段
      涓流
      恒流
      恒压
      截止
      
    过放修复
      2-3V → 直连5V激活
      1-2V → 涓流+循环
      <1V → 报废
      
    SOC测量
      OCV
      库仑
      混合
      阻抗
      
    电荷计?
      高精度 → 必须
      低成本 → 不要

六、参考文献与芯片选型

  • TI技术白皮书:《Battery Management Solutions Guide》
  • 芯片选型表:

需求 推荐型号 备注

单节18650 MAX17048 I²C,1%误差

3-4串锂电 BQ34Z100-G1 支持CEDV算法

极简方案 INA219+ESP32 开源库仑计数


留言互动:你遇到过哪些电池"灵异事件"?欢迎在评论区分享修复经历!

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