本文由浅入深，通过锂电池充电器的电路原理，逐步从了解锂电池充电器的充电原理和锂电池相关知识开始，详细分析如何设置合适的充电电压和电流用于锂电池。 希望这篇文章能够帮助大家深入了解锂电池的基础知识；
锂电池充电电路原理
1、锂电池及镍镉、镍氢充电电池：
锂离子电池的负极是石墨晶体，正极通常是二氧化锂。 充电时，锂离子从正极移动到负极并嵌入石墨层中。 放电时，锂离子从负极表面的石墨晶体中脱离，向正极移动。 因此，在电池的充放电过程中，锂总是以锂离子的形式出现，而不是以金属锂的形式出现。 因此，这种电池称为锂离子电池，简称锂电池。
锂电池具有体积小、容量大、重量轻、无污染、单格电压高、自放电率低、电池循环次数高等优点，但价格较贵。 镍镉电池由于容量低、自放电严重、污染环境等优点，正在逐步被淘汰。 镍氢电池性价比较高，且不污染环境，但电池电压只有1.2V，因此其使用范围受到限制。
2、锂电池的特点：
1、具有较高的重量能量比和体积能量比；
2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，相当于三节镍镉或镍氢充电电池串联电压；
3、电池自放电低，可以长期保存，这是该电池最突出的优点；
4、无记忆效应。 锂电池没有镍镉电池所谓的记忆效应，因此锂电池充电前不需要放电；
5、寿命长。 正常工作条件下，锂电池的充放电循环次数远大于500次；
6.可快速充电。 锂电池通常可以用0.5至1倍容量的电流进行充电，将充电时间缩短至1至2小时；
7、可随意并联使用；
8、由于电池不含镉、铅、汞等重金属元素，因此不污染环境，是国际上最先进的绿色电池；
9、成本高。 与其他充电电池相比，锂电池价格更高。
3、锂电池内部结构：
锂电池通常有两种形状：圆柱形和矩形。
电池内部结构为螺旋缠绕结构，正负极之间用非常细密且高导磁率的聚乙烯薄膜隔离材料隔开。 正极包括由锂和二氧化钴构成的锂离子集电体和由铝膜构成的集电体。 负极由片状碳材料构成的锂离子集流体和铜膜构成的集流体组成。 电池充满有机电解质溶液。 此外，还安装了安全阀和PTC元件，以保护电池在异常情况和输出短路时免受损坏。
单节锂电池的电压为3.6V，容量不可能无限。 因此，单体锂电池常采用串联或并联的方式来满足不同场合的要求。 字符串 5
4、锂电池的充放电要求；
1、锂电池充电：根据锂电池的结构特点，最大充电终止电压应为4.2V。 不能过度充电，否则电池会因正极中过多的锂离子被带走而报废。 它的充放电要求比较高，可以采用专用的恒流恒压充电器进行充电。 通常恒流充电达到4.2V/节后转为恒压充电。 当恒压充电电流降至小于100mA时，应停止充电。
充电电流（mA）=0.1~1.5倍电池容量（例如电池的充电电流可控制在135~之间）。 常规充电电流可选择电池容量的0.5倍左右，充电时间约为2～3小时。
2、锂电池的放电：由于锂电池内部结构的原因，放电时所有锂离子无法移动到正极。 负极处必须保留一部分锂离子，以保证下次充电时锂离子能够顺利嵌入通道中。 否则，电池寿命将相应缩短。 为了保证放电后部分锂离子保留在石墨层中，必须严格限制最低放电终止电压，这意味着锂电池不能过度放电。 放电终止电压通常为3.0V/节，最小不能低于2.5V/节。 电池放电时间的长短与电池容量和放电电流有关。 电池放电时间（小时）=电池容量/放电电流。 锂电池放电电流（mA）不应超过电池容量的3倍。 （例如，如果是电池，放电电流应严格控制在3A以内）否则会损坏电池。
目前，市场上销售的所有锂电池组均配有配套的充放电保护板。 只需控制外部充放电电流即可。
5、锂电池保护电路：
两块锂电池的充放电保护电路如图1所示，它由两个场效应晶体管和专用保护集成块S--8232组成。 过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联在电路中。 保护IC监视电池电压并对其进行控制。 当电池电压升至4.2V时，过充保护管FET1截止，停止充电。 为了防止误动作，一般在外围电路中添加延迟电容。 当电池处于放电状态，电池电压降至2.55V时，过放控制管FET1截止，停止向负载供电。 过流保护是当负载有大电流流过时，控制FET1截止，停止向负载放电。 目的是保护电池和场效应晶体管。 过流检测采用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监测其压降，当压降超过设定值时停止放电。 电路中一般会加入延时电路，以区分浪涌电流和短路电流。 该电路功能齐全、性能可靠，但专业性强，专用集成块不易购买，业余爱好者难以模仿。
6、简单的充电电路：
现在有很多商家出售不带充电板的单节锂电池。 其性能优越，价格低廉。 可用于自制产品和锂电池组的维修和更换，因此很受电子爱好者的欢迎。 有兴趣的读者可以参考图2制作充电板。 其原理是：采用恒压对电池进行充电，保证不会过充。 输入直流电压比正在充电的电池电压高3伏。 R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2组成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。 随着充电电池电压的升高，充电电流会逐渐减小。 当电池充满电时，R4上的压降将减小，导致Q3截止，LED熄灭。 为确保电池电量充足，请在指示灯熄灭后继续操作。 充电1-2小时。 Q2、Q3使用时请安装合适的散热器。 该电路的优点是：制作简单，元件购买方便，充电安全，显示直观，不会损坏电池。 通过改变W1，可以对多个串联的锂电池进行充电，通过改变W2，可以在大范围内调节充电电流。 缺点是：没有过放控制电路。
7、单节锂电池应用实例
1.用作电池组修复和更换产品
电池组有很多种：例如笔记本电脑中使用的电池组。 经维修发现，电池组损坏时，仅个别电池有故障。 您可以选择合适的单节锂电池进行更换。
2.制作一个明亮的微型手电筒
笔者曾用单节3.6V1.6AH锂电池和白色超高亮度发光管制作了一款微型手电筒，使用方便，小巧美观。 而且由于电池容量大，平均每晚可以使用半个小时，在不充电的情况下已经使用了两个多月了。 电路如图4所示。
3.更换3V电源
由于单节锂电池的电压为3.6V。 因此，仅需一节锂电池即可替代两节普通电池为收音机、随身听、相机等小型家用电器供电，不仅重量轻，而且可以长时间连续使用。
八、锂电池的储存：
锂电池在存放前需要充满电。 在20℃下可保存半年以上，这说明锂电池适合低温保存。 曾经有人建议将充电电池存放在冷藏室中，这确实是个好主意。
九、使用注意事项：
不得对锂电池进行拆卸、钻孔、刺穿、锯切、加压、加热，否则可能会发生严重后果。 没有充电保护板的锂电池不能短路，不能让儿童玩耍。 远离易燃物品和化学品。 废弃的锂电池应妥善处理。 4、锂电池的充放电要求；
1、锂电池充电：根据锂电池的结构特点，最大充电终止电压应为4.2V。 不能过度充电，否则电池会因正极中过多的锂离子被带走而报废。 它的充放电要求比较高，可以采用专用的恒流恒压充电器进行充电。 通常恒流充电达到4.2V/节后转为恒压充电。 当恒压充电电流降至小于100mA时，应停止充电。
充电电流（mA）=0.1~1.5倍电池容量（例如电池的充电电流可控制在135~之间）。 常规充电电流可选择电池容量的0.5倍左右，充电时间约为2～3小时。
2、锂电池的放电：由于锂电池内部结构的原因，放电时所有锂离子无法移动到正极。 负极处必须保留一部分锂离子，以保证下次充电时锂离子能够顺利嵌入通道中。 否则，电池寿命将相应缩短。 为了保证放电后部分锂离子保留在石墨层中，必须严格限制最低放电终止电压，这意味着锂电池不能过度放电。 放电终止电压通常为3.0V/节，最小不能低于2.5V/节。 电池放电时间的长短与电池容量和放电电流有关。 电池放电时间（小时）=电池容量/放电电流。 锂电池放电电流（mA）不应超过电池容量的3倍。 （例如，如果是电池，放电电流应严格控制在3A以内）否则会损坏电池。
注：目前市场上销售的锂电池组均内部密封有配套的充放电保护板。 只需控制外部充放电电流即可。 锂电池充电电路设计：
1. 涓流充电阶段。 （当电池过放且电压低时）
低于3.0V。 锂电池内部的介质会发生一些物理变化，导致充电特性恶化、容量下降。 此阶段只能通过涓流对锂电池进行缓慢充电，使锂电池内部的电介质慢慢恢复到正常状态。
2.恒流充电阶段。 （电池已从过放状态恢复到正常状态）
在IC外部的引脚上连接一个电阻来确定。 电阻值是根据充电管理IC上的公式计算出来的。
3.恒压充电阶段（已经充满85%以上，慢慢补充）
当锂电池的容量达到85%（大约）时，必须再次进入慢充阶段。 让电压缓慢上升。 最后，锂电池的最大电压为4.2V。
BAT引脚输出，此BAT连接至锂电池端子。 同时该引脚也是锂电池电压检测引脚。 锂电池充电管理IC通过检测该引脚来判断电池的各种状态。
5V通过D2送至开关SW2，再通过充电管理送至锂电池。 SW2左点电压为5V-0.7V=4.3V。 因为无论充满与否，锂电池的电压都比SW2左边点的电压低4.3V。 所以D1被截止。 充电管理IC对锂电池正常充电。
D2和D1，如果后级直接接BAT脚输出，充电IC上电时会出现误判。 会出现5V外接电源，但锂电池不充电，充电管理IC的LED灯指示不正确。 下游负载LDO将得不到正常的输入电压（输入电压很小）。 这种情况下，只要将充电管理IC的电压输入引脚直接短接到BAT引脚，所有状态就会恢复正常，充电就可以继续进行，下游负载LDO也会正常工作。
当IC上电时，需要检测BAT的状态。 将LDO的输入引脚连接到BAT与锂电池正极连接的支路上，会影响BAT引脚的工作状态，导致充电管理IC进入BAT状态。 涓流充电阶段。 将BAT引脚与充电管理IC的电压输入短路，强制提升BAT引脚电压，使充电管理IC判断锂电池已进入恒流充电阶段，因此输出大电流。 能够驱动下游负载LDO等。
D1、D2应选用压降小的二极管。 如锗二极管、肖特基二极管、开关管等。 在需要电池切换的设计中，正向压降为10mV且无反向漏电流的二极管对于设计者来说是一种“奢侈”。 但到目前为止，肖特基二极管是最佳选择，正向压降在 300mV 至 500mV 之间。 但对于一些电池开关电路，即使选择肖特基二极管也无法满足设计要求。 在高效电压转换器的情况下，节省的能量可能会被二极管的正向压降完全浪费掉。 为了在低压系统中有效节省电池能量，应选择电源开关而不是二极管。 采用SOT封装，导通电阻仅为几十毫欧，其导通压降在目前便携式产品的水平上可以忽略不计。
对于开关电源来说，最好将二极管导通压降、导通压降和电池电压进行比较，将压降与电池电压之比视为效率损失。 例如，如果使用正向压降为350mV的肖特基二极管来切换Li+电池（标称值3.6V），损耗将为9.7%。 如果用于切换两节AA电池（标称值2.7V），损耗为13%。 在低成本设计中，这些损耗可能是可以接受的。 然而，当使用高效率DC-DC时，必须权衡DC-DC的成本与升级二极管带来的效率提升的成本。
，还要考虑产品所用电池的放电特性。 锂电池的放电特性如下：
当锂电池在室温下消耗掉90%的电量时，电压仍会保持在3.5V左右。 选择更好的 LDO 器件。 那么在3.5V时，输出电压仍会稳定在3.3V。
由上可知，当负载电阻为50欧姆、负载电流为60mA时，输入电压与输出电压的关系如下表所示：
2.8V2.65V
3.4v3.3V
4.0V3.0V
即使锂电池消耗了90%的电量，LDO的输出端仍能稳定输出3.3V。 从图1中A210的供电电路分析，加入硅二极管D1后，LDO输入电压=3.5---0.7V=2.8V。 这样，只要将模块编程为工作在2.4V左右，这个电路中也可以使用硅二极管。 从电路性能的角度来看，采用锗二极管或肖特基二极管是最佳选择。