鋰離子充電器是一個(gè)電壓限制裝置，類似于鉛酸系統(tǒng)。不同之處在于電池的電壓更高、更耐壓、在完全充電時(shí)無需涓流充電或浮充。鉛酸電池在電壓切斷方面供應(yīng)了一些靈活性，而鋰離子電池的制造商在設(shè)置時(shí)卻要非常嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)殇囯x子電池不能過充。那些所謂的有望延長電池壽命并新增額外容量的奇跡充電器是不存在的。鋰離子電池是一個(gè)純凈的系統(tǒng)，只要它能夠吸收。

3.6V的正極平臺(tái)

正極材料使用傳統(tǒng)的鈷、鎳、錳、鋁時(shí)，鋰離子電池的電壓通常達(dá)到4.20V，公差±50mV。一些鎳基種類的電池為4.10V，高容量鋰離子電池可充至4.30V。一定程度上更高的電壓可以新增容量，但當(dāng)超越規(guī)范值時(shí)，電池開始退化，并將降低使用壽命，更重要的是超越極限時(shí)的安全隱患。圖1顯示了鋰離子電池在恒流階段和過充時(shí)，電壓和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

電池的充電倍率是在0.5和1C之間，完整充電時(shí)間約為2-3小時(shí)。電池制造商推薦的充電倍率在0.8C或更低，以延長電池壽命。充電效率約99％，電池充電期間保持環(huán)境涼爽，充電完成時(shí)，一些鋰離子電池組可能會(huì)遇到約5℃（9oF）的溫度上升。這可能是保護(hù)電路起用途或內(nèi)電阻升高的原因。當(dāng)電池達(dá)到電壓閾值或電流減小到3％的額定電流時(shí)發(fā)生完全充電。假如電壓維持水平不變或不能再進(jìn)一步下降時(shí)電池也被認(rèn)為是完全充電。這種情況的原因可能是自放電升高。

新增充電電流不會(huì)加速充電完全狀態(tài)。盡管電池達(dá)到電壓峰值更快，但相應(yīng)的飽和電荷將要更長的時(shí)間。電流對(duì)應(yīng)的電荷數(shù)量改變了每個(gè)階段所需的時(shí)間，第一階段將縮短但飽和階段2將要更長的時(shí)間。然而大電流充電會(huì)迅速達(dá)到容量的70%.

與鉛酸相同，鋰離子電池不要充電完全，。事實(shí)上，最好不要充電完全，因?yàn)楦唠妷簳?huì)給電池帶來壓力。選擇較低的電壓閾值，或完全消除飽和電荷可以延長電池壽命，但這減少了運(yùn)行時(shí)長。在滿足最大運(yùn)行時(shí)間時(shí)，大多數(shù)充電器消費(fèi)品追求最大容量，不怎么看中延長使用壽命。

一些成本較低的消費(fèi)品充電器可以使用簡化的充電和運(yùn)行的方法，給鋰離子電池一個(gè)小時(shí)或更少的充電時(shí)間，無需經(jīng)過第二階段的飽和電荷。當(dāng)電池電壓在第一階段達(dá)到閾值便可以了。此時(shí)充電約為85%，可滿足大多數(shù)用戶的使用水平。

防止充電完全有很多的益處，有的廠家將充電閾值設(shè)置較低以延長電池壽命。表2示出不經(jīng)飽和階段，充電至不同電壓閾值時(shí)估計(jì)的容量。

當(dāng)電池第一次充電時(shí)，電壓迅速增大，這種行為可以用一個(gè)橡皮筋提升一個(gè)重物來類比，造成了一定的滯后。當(dāng)快充電完全時(shí)電壓跟上了變化，(參見圖3)。這是典型的電池充電特性。

依靠閉路電壓（CCV）讀取充電期間的容量是不切實(shí)際的，然而，OCT卻可以用來預(yù)測已經(jīng)休息了幾個(gè)小時(shí)電池的充電狀態(tài)，關(guān)于所有電池，溫度影響OCV，鋰離子的活性物質(zhì)也起到了重要用途。

鋰離子不可進(jìn)行過度充電，當(dāng)充滿電時(shí)電流必須切斷。持續(xù)的涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰的沉積，這可能危及安全，為了減少壓力，鋰離子電池單元峰值電壓保持在4.20v的時(shí)間應(yīng)盡可能地短。

一旦充電結(jié)束，電池電壓開始下降，降低了電壓壓力。隨著時(shí)間的推移，該開路電壓會(huì)降到3.70和3.90V之間。請(qǐng)注意，經(jīng)過完全飽和電荷的鋰離子電池保持高壓的時(shí)間超過一個(gè)未經(jīng)過完全飽和的電池。

假如一個(gè)鋰離子電池為了工作而處于充電狀態(tài)，一些充電器使用簡單的充電電壓上限法以解決補(bǔ)償小部分的自放電和消耗保護(hù)電路的問題。當(dāng)電池的開路電壓降至4.05V時(shí)充電器可以進(jìn)行充電，4.20V時(shí)關(guān)閉。為電池工作或者待機(jī)而設(shè)計(jì)的充電器，經(jīng)常讓電池電壓下降到4.00V時(shí)充電，并僅4.05V時(shí)再次充電，而不是完整的4.20V。這減少了電壓相關(guān)的應(yīng)力和延長電池壽命。

將某些便攜式設(shè)備放在一個(gè)充電插座的開關(guān)位置上，通過裝置汲取的電流稱為寄生負(fù)荷，可以扭曲充電周期。電池制造商建議不要寄生負(fù)載充電，因?yàn)樗鼤?huì)誘導(dǎo)出現(xiàn)小循環(huán)，但這總是無法防止的，;連接到交流電的一臺(tái)筆記本電腦就是這樣的情況。電池充電到4.20V，然后通過該裝置放電。由于該循環(huán)發(fā)生的閾值在4.20V，而且往往在升高的溫度下進(jìn)行，所以電池的應(yīng)力值很高。

便攜式的設(shè)備在充電時(shí)應(yīng)該關(guān)閉。這使得電池不受阻礙地達(dá)到設(shè)定的閾值電壓，電流飽和時(shí)便終止充電。寄生負(fù)載通過降低電池電壓和防止電流飽和階段降低使充電器混亂。電池可以充滿電，但之后的狀況會(huì)提示繼續(xù)充電，造成內(nèi)部壓力。

鋰離子電池正極活性

傳統(tǒng)的鋰離子電池使用鈷、鎳、錳和鋁作為正極材料，這些正極材料的標(biāo)稱電壓為3.65V。而磷酸鐵鋰（LiFePO）則是一個(gè)例外，充電到3.65V時(shí)，它的標(biāo)稱電壓為3.20V。相對(duì)較新的鈦酸鋰（LTO），當(dāng)充電到2.85V時(shí)，它的標(biāo)稱電壓為2.40V。

現(xiàn)有的充電器相關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的3.60V鋰離子電池對(duì)這些新材料并不兼容。必須要制定新的標(biāo)準(zhǔn)來適應(yīng)正確的系統(tǒng)和供應(yīng)正確的電壓。然而3.60V鋰離子電池不能用來充為磷酸鐵鋰離子電池設(shè)計(jì)的充電器充電，這會(huì)導(dǎo)致電池過充。多元系統(tǒng)充電器必須制定一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)來適應(yīng)不同的電壓。