锂电充电恒压过程的理解

大家知道,标准的锂电池充电需要一个恒流恒压的过程.图1是一个锂电池充电电路的简图,图中使用电阻R作为恒流取样电阻、PNP型三极管T作为调整管,实现恒流恒压控制.恒流过程比较容易理解,但恒压过程就比较难于理解了.
这里先说一个对恒压过程的误解.有人认为,恒压过程中充电电流不断减少是由锂电池本身的充电特性决定的,这是错误的.由图1可以看出,当电池充满后,VA=4.2V, Vcc设为5V,Vcc与VA有0.8V的电压差,如果调整管T不作任何调整,则流过VCC与VA的电流不会减少,由此可见,恒压过程中的充电电流不断减少是有调整管T实现的,而不是由电池决定的.
为什么锂电充电的最后阶段需要一个恒压过程呢?我个人认为,主要是为了减少电池内阻Z的影响(见图2).一个理想的充电器,应该是使锂电池充满后电压尽可能的接近电池的终止电压(4.2V).如图2所示,如果在充电的最后阶段,充电电流如果不减小还是比较大时,在Z上的压降比较大,所以实际上VA与VB之间有比较大的电压差,当控制电路检测到VA的电压达到4.2V时,实际电池上的电压还没有达到4.2V,还没有充满.但是如果在VA靠近4.2V时逐渐减少充电电流,则在Z上面的压降会逐渐减少,当VA趋于4.2V时,充电电流减少到0.01C以下,就可以使Z的影响减少到可以接受的范围,此时电池上的电压VB也非常接近最终的充电终止电压4.2V.
从以上的分析可知,越是靠近4.2V时开始较小充电电流,则总的充电时间越短.所以恒压过程的ΔI/ΔV越大则电池充满的时间越短,但ΔI/ΔV越大对恒压控制部分的精度要求越高.最好的情况是断开充电电流检测电池电压,当VA不足4.2V时以适当的大电流脉冲给电池补电.
以上是我对锂电充电恒压过程的个人理解,由于我接触锂电充电的时间不长(约1个月),所以分析得可能有不对的地方,各位如果有不同意见,欢迎讨论.