[實用新型]鋰電池化成設備恒流跟隨充電裝置

有效

• 申請號: 201320301839.X
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN203339783U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 楊永平;楊成云;韓宇
• 申請（專利權）人: 楊永平;楊成云
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于鋰電池制造技術領域，涉及一種鋰電池化成設備恒流跟隨充電裝置。

背景技術

化成是鋰離子電池生產過程中的重要工序，通過對剛制成的電池進行限壓恒流充電，在鋰離子電池負極表面形成一層鈍化層，即固體電解質界面膜，激活電化學物質活性，使電池進入帶電狀態。

因化成工序電壓較低，且對恒流精度要求較高，現有化成設備一般采用模塊化的開關電源將交流電源變為6V至7V的低壓直流電，再經過數個恒流充放電控制單元分別對其后端的鋰離子電池進行限壓恒流充電。

化成工序在對鋰離子電池進行恒流充電的過程中，鋰離子電池的電壓由0V逐漸上升，在達到約為3.2V的充電電壓平臺后，保持較長時間恒壓充電，當充入電量接近電池設計容量時，電池電壓急劇升高，當電壓升至3.8至4.2V時，停止充電。?

由于開關電源輸出電壓為固定的電壓，恒流充放電控制單元的工作電壓等于開關電源輸出電壓減電池的電壓，在電池充電初期，由于電池的電壓較低，開關電源輸出電壓大部作用在恒流充放電控制單元上，恒流充放電控制單元有效的工作電壓所消耗的電功率之外，多余的加在其上的電壓造該單元過大的無用電功率消耗，元件發熱嚴重，充電電能大量浪費。在規模化生產過程中，恒流充放電控制單元上過大的無用電功率消耗，既造成大量的能源和經濟上的浪費，又由于電路過度發熱，使用壽命顯著縮短。

發明內容

鋰電池充電初期，由于電池的電壓較低，開關電源輸出的恒定電壓大部分作用在恒流充放電控制單元上，恒流充放電控制單元有效的工作電壓所消耗的電功率之外，多余的加在其上的電壓造成其過大的無用電功率消耗，導致充電電能大量浪費，本實用新型為解決這一問題，提供一種鋰電池化成設備恒流跟隨充電裝置，該裝置在開關電源的輸出端并聯多組恒流充放電控制單元，被充電的電池接在恒流充放電控制單元的輸出線上，其特征在于：在該裝置中安裝有一個開關電源電壓跟蹤調節器，開關電源電壓跟蹤調節器的高電位信號輸入端接開關電源的高電位輸出端，恒流充放電控制單元的高電位輸出端，分別連接有一個二極管，二極管的另一端并聯輸出，開關電源電壓跟蹤調節器的低電位信號輸入端接二極管的并聯輸出端，開關電源電壓跟蹤調節器的反饋信號輸出線接開關電源中的PWM發生器；開關電源電壓跟蹤調節器由基準電壓調節電路、線性加法器、反向放大器和誤差放大器連接而成，開關電源的高電位輸出端接線性加法器的低電位輸入端，二極管的并聯輸出端接誤差放大器的高電位輸入端。

本實用新型的工作原理就是通過開關電源電壓跟蹤調節器輸出的反饋信號，控制開關電源的輸出電壓，讓開關電源的直流輸出電壓跟隨被化成電池的電壓變化而變化，直流輸出電壓稍高于電池電壓，并保持一個合理的壓差，這個合理的壓差就是恒流充放電控制單元正常工作所需要的電壓，這樣電池充電初期加在恒流充放電控制單元上的無用電壓就大大降低或消除，其上多余的電能損耗大大減少。

從各個恒流充電控制單元的輸出端輸出的電壓信號中，電壓最高的一個值從其電路中的二極管導通，由于該信號的電壓比其它二極管上的信號電壓高，其它的二極管閉鎖，所以接在各個恒流充電控制單元的輸出端的二極管起到選擇最高信號電壓輸出的作用，這個最高電壓為電池電壓Vbt；從開關電源的輸出電壓為電源輸出電壓Vo；電池電壓Vbt和電源輸出電壓Vo經過開關電源電壓跟蹤調節器內的調節器運算比較，得到一個開關電源的電壓調節信號，該信號從開關電源電壓跟蹤調節器的反饋信號輸出線輸出，反饋至開關電源中的PWM發生器，開關電源的PWM發生器根據電壓調節信號，調節開關電源的輸出電壓，使開關電源的輸出電壓保持為電池電壓與恒流充放電控制單元正常所需要的工作電壓之和。這樣，開關電源上輸出的電壓得到適當的降低，隨著電池電壓的增加，開關電源的輸出電壓逐步增加，使恒流充放電控制單元上所需的工作電壓之外的多余電壓減除，恒流充放電控制單元上無用的電功消耗大幅度降低。

附圖說明

圖1為現有化成設備充電裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型的結構示意圖。

圖3為本實用新型開關電源電壓跟蹤調節器的結構示意圖。

具體實施方式