CN200987075Y

CN200987075Y - 方形锂离子二次电池预充电装置

Info

Publication number: CN200987075Y
Application number: CN 200620027349
Authority: CN
Inventors: 王念举; 王玉来; 吉跃华; 李洪贺; 王红霞
Original assignee: Tianjin Lishen Battery JSCL
Current assignee: Tianjin Lishen Battery JSCL
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2016-09-19

Abstract

本实用新型涉及一种方形锂离子二次电池预充电装置，该装置包括交流电源、可调式计时器、开关、稳压变压器电源及与之相连的一个以上的充电器组成；所述交流电源通过开关与稳压变压器电源连接，所述可调式计时器与开关连接；所述各充电器并联连接于稳压变压器电源输出端，同时各充电器输出端分别与预充电电池连接进行预充电。该装置采用了固定的电子线路代替了通用的单片机程控电路，通过输出电流的固定化减少了由于电流调节而引起的电流波动，在大幅度降低成本的基础上，提高了电流输出的准确性，从而有效提高恒定电流的控制精度。另一特点为便于操作和控制，预化成过程仅由电子计时器进行控制，这样既方便操作，又可充分满足充电容量的控制需求。

Description

方形锂离子二次电池预充电装置

技术领域

本实用新型涉及用于锂离子电池生产中的电子测量和控制装置，特别涉及一种方形锂离子二次电池预充电装置。

背景技术

目前，在锂离子电池、特别是方形锂离子电池制作过程中，普遍采用开口预化成工艺，通用的预化成过程的设备基本上是沿用化成老化过程的设备，具备非常多的功能，如数控连续式电压电流调节、编程式多步骤充电流程、完整的充放电系统和过压检测保护、过流欠流保护、充电超容保护等安全保护功能，以及电池自检，断电保护、恢复，微机数据存储和处理等辅助功能，这就导致了预化成过程成本很高。而实际上比如手机电池的容量90％以上的比例都集中在700mAh到1000mAh，并且当今锂电制造商生产电池的90％集中到这一范围，考虑到效率和实际应用，完全可以使用只具有恒流90mA功能的预化成设备。当然如果我们生产的型号容量主要集中在2000mA范围的可以采用只具有恒流200mA功能的预化成设备。因为电流在0.01C到0.3C之间都可以形成很好的SEI膜，满足电池各项性能的需求。因此，进一步的设计优化预化成装置，实现装置的简化和功能改进，是该领域科技人员进行科研开发的又一新的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、操作简便，设计合理、性能可靠，且成本低的方形锂离子二次电池预充电装置。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种方形锂离子二次电池预充电装置，其特征在于该装置包括交流电源、可调式计时器、开关、稳压变压器电源及与之相连的一个以上的充电器组成；所述交流电源通过开关与稳压变压器电源连接，所述可调式计时器与开关连接；所述各充电器并联连接于稳压变压器电源输出端，同时各充电器输出端分别与预充电电池连接。

所述充电器包括三极管Q1、二极管D1、D2、电阻R4、R5组成恒流电路，控制恒流输出，及可控硅T为核心的低压差恒压电路；电阻R8和R9组成分压电路，可控硅T和电阻R2组成取样放大电路；三极管Q1与其连接的电阻R4、R5组成限流保护电路；三极管Q2为调整管；即由两只二极管D1、D2和电阻R2、R3，与电阻R7构成在三极管Q2的基极上和发射极上的恒压电路，使三极管Q2的集电极产生一个恒流，其电流可由电阻R1调整，当电池正负极反接时，电阻R2上的电压反相，即可触发可控硅T导通，有电流流过电阻R4、R5，三极管Q1导通，使三极管Q2截止，起到反充保护作用；稳压过程为：当输出电压降低时，a点电位降低，经可控硅T内部放大，使b点电压增高，经三极管Q2调整后，c点电位升高；反之，当输出电压增高时，a点电位升高，b点电位降低，经三极管Q2调整后，c点电位降低，从而使输出电压稳定；电路中的电容C1、C2为滤波电容。

本实用新型的有益效果是：结构简单、设计合理，采用了固定的电子线路代替了通用的单片机程控电路，通过输出电流的固定化减少了由于电流调节而引起的电流波动，在大幅度降低成本的基础上，提高了电流输出的准确性；另一特点为便于操作和控制，预化成过程仅由电子计时器进行控制，这样既方便工人操作，又可充分满足充电容量的控制需求。该装置成本降低，应用广泛。

附图说明

图1是本实用新型整体结构连接方框示意图；

图2是本实用新型充电器电路原理图。

图中：1交流电源，2可调式计时器，3开关，4稳压变压器电源，5充电器，6电池。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1所示，一种方形锂离子二次电池预充电装置，其特征在于该装置包括交流电源1、可调式计时器2、开关3、稳压变压器电源4及与之相连的一个以上的充电器5组成；所述交流电源1通过开关3与稳压变压器电源4连接，所述可调式计时器2与开关3连接；所述各充电器5并联连接于稳压变压器电源4输出端，同时各充电器5输出端分别与预充电电池6连接进行预充电。

如图2所示，充电器6包括三极管Q1采用型号8550、二极管D1、D2采用型号1N4728、电阻R4、R5采用型号101等组成恒流电路，控制40mA的恒流输出，及型号为TL431的可控硅T为核心的低压差3.8V恒压电路；电阻R8和R9组成分压电路，可控硅T采用型号TL431和电阻R2组成取样放大电路；三极管Q1与其连接的电阻R4、R5组成限流保护电路；三极管Q2采用型号B772做调整管。

即由两只二极管D1、D2和电阻R2、R3，与电阻R7构成在三极管Q2的基极上和发射极上的恒压电路，使三极管Q2的集电极产生一个恒流，其电流可由电阻R1调整，既使输出对地短路时其输出电流I＝(1.4V-0.7V)/18＝40mA，该电流也是对电池的充电电流。电阻R7可采用821，电阻R1可采用18R0。当电池正负极反接时，电阻R2上的电压反相，即可触发可控硅T导通，有电流流过电阻R4、R5，三极管Q1导通，使三极管Q2截止，起到反充保护作用。稳压过程为：当输出电压降低时，a点电位降低，经可控硅T内部放大，使b点电压增高，经三极管Q2调整后，c点电位升高。反之，当输出电压增高时，a点电位升高，b点电位降低，经三极管Q2调整后，c点电位降低，从而使输出电压稳定。其中的电容C1、C2起到滤波作用。

通过改进原有预化成装置的设计结构及电路控制，由固定电流输出的恒流源电路与环路恒压电路所构成。其结构简单，且可满足精度控制，可以达到大幅度节省预化成成本及节省操作流程的目的。

所述可调式计时器2采用可在0-1000min范围调节并具有自动切断功能的电子计时器。

220V交流电源1的市电通过可调式计时器2控制的开关3与稳压变压器电源4，即经过稳压变压器电源4后输出为6V的恒压直流电，再通过充电器5实现恒流40mA输出，而充电器5的恒压3.8V电路则作为保护电路，防止电池6过充。

可调式计时器2可采用型号为TE1503的电子计时器，稳压变压器电源4可采用的型号为STD-20。通过可调式计时器2控制电池6的预充电容量。

化成操作时，首先将待充电的电池与充电器输出端连接，待所有的电池连接完毕后，启动可调式计时器，按工艺设定时间，开始充电，待充电结束后，可调式计时器即报警并自动切断电源开关。本实用新型的预化成装置特点在于省略了通用化成系统的放电电路，安全保护电路以及计算机程序控制部分；并且由于恒流部分的电流调节控制改为固定电路的恒流输出，这样的设计可以提高恒定电流的控制精度。

上述参照实施例对该方形锂离子二次电池预充电装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种方形锂离子二次电池预充电装置，其特征在于该装置包括交流电源、可调式计时器、开关、稳压变压器电源及与之相连的一个以上的充电器组成；所述交流电源通过开关与稳压变压器电源连接，所述可调式计时器与开关连接；所述各充电器并联连接于稳压变压器电源输出端，同时各充电器输出端分别与预充电电池连接。

2、根据权利要求1所述的方形锂离子二次电池预充电装置，其特征在于所述充电器包括三极管Q1、二极管D1、D2、电阻R4、R5组成恒流电路，控制恒流输出及可控硅T为核心的低压差恒压电路；电阻R8和R9组成分压电路，可控硅T和电阻R2组成取样放大电路；三极管Q1与其连接的电阻R4、R5组成限流保护电路；三极管Q2为调整管；即由两只二极管D1、D2和电阻R2、R3，与电阻R7构成在三极管Q2的基极上和发射极上的恒压电路，使三极管Q2的集电极产生一个恒流，其电流可由电阻R1调整，当电池正负极反接时，电阻R2上的电压反相，即可触发可控硅T导通，有电流流过电阻R4、R5，三极管Q1导通，使三极管Q2截止，起到反充保护作用；稳压过程为：当输出电压降低时，a点电位降低，经可控硅T内部放大，使b点电压增高，经三极管Q2调整后，c点电位升高；反之，当输出电压增高时，a点电位升高，b点电位降低，经三极管Q2调整后，c点电位降低，从而使输出电压稳定；电路中的电容C1、C2为滤波电容。