電池充電時間計算？

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當我們給鋰離子電池充放電時，會設定一個截止電壓。鋰離子電池的充放電電壓是由其正負極材料決定的。負極就不多說了，大家基本上都用石墨，所以以下所說的
電壓值都是相對於石墨（vs.
Graphite）來說的。LiCoO2、三元、LiMn2O4等常見的體系，充電截止電壓為4.2V，當然牛X的公司可以做到4.3-4.4V，放電截止電壓為3.0V。鋰電正極材料中的奇葩LiFePO4，充電截止電壓是3.65V，放電截止電壓是2.0V。因為沒做過LiFePO4，如果說錯了還望指正。

所以，鋰離子電池上標出的3.7V，並不是其充放電的截止電壓，而是電池的放電平台。這個放電平台怎麼來的呢？請看下面這個渣畫質的示意圖1。

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鋰離子電池的放電一般是恆流放電，即放電過程中電流不變，如圖中藍色的線條所示。而電池的電壓在放電過程中不斷降低，如圖中的紅線所示。到放電快要結束時，電壓一般會有一個突降，降至截止電壓3.0V便停止放電。3.7V這個放電電壓平台處於4.2V-3.0V之間，它是由對放電曲線進行積分，計算出一個電池放出的總能量值（單位是瓦時wh），然後除以放電總容量（單位是安時Ah）得出一個值，根據單位來看wh/Ah=V，即電壓的單位，這個值就是所謂的電壓平台。所以3.7V是根據這兩個數值計算出來的，當然你也可以簡單的理解為它是放電過程中的一個平均電壓。神馬你問積分怎麼算？儀器一般都會在放電結束後自動給你算出來，不用你操心啦~

鋰離子電池外標的3.7V，是表示出廠的電芯在首次放電時其電壓平台在3.7V以上，3.7V是一個最低的要求，如果連這個都達不到，客戶是會要問候你的……當然隨著電池循環次數的增加，電壓平台有可能會掉到3.7V以下。

有些電池外面標的是3.8V甚至3.85V，這是因為那些牛X的公司使用的高電壓正極材料，所以計算出來的電壓平台值會高一點，價格也會高一點，你懂的。

下面來看充電（我就是愛跑題，你咬我呀~~），請看渣畫質示意圖2。

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鋰離子電池的充電分為兩個階段，前一階段是恆流充電，即按照設定的電流，在充電過程中電流大小恆定，而電壓隨著充電時間而升高。關於這個的詳細描述，請看 @亂雲飛雨愛自然 的回答。後一階段是恆壓充電階段，當電池電壓達到設定的截止電壓後，還要進行一段恆壓充電，這個階段電流不斷的減小，直到設定的充電截止電流為止。

為什麼鋰離子電池的充電要弄得這麼麻煩？這是因為，如果只做前一階段的話，電池的電壓在充電完成靜置一段時間後掉得十分厲害。比如說設定的充電截止電壓為4.2V，如果電池電壓一到4.2V就停止充電，那麼在靜置一段時間後，再測量電池電壓就會變成4.15V，4.10V甚至更低。這是因為電池在充電時有極化效應，因為電池電壓還沒有達到4.2V，但因為有極化電壓的存在，所以表現出了4.2V的電壓。這個時候充電停止，極化效應慢慢去掉後，電池就會表現出真實的電壓。

為了防止這種情況的發生，電池充電必須在恆流充電之後採用恆壓充電。在恆壓階段，電流會不斷地減小，直到設定的截止電流，而這往往是很小的一個電流值。小的電流保證了極化效應非常小，在充電完成後電池的電壓幾乎不會降低。

當然，如果你一開始就用很小的電流來充電，比如就用充電截止電流來充電，那麼也就不需要後面這個恆壓階段了。但這樣做會導致充電時間非常非常漫長，所以實際使用中一般都不會採用這種方式。

所以最終回到了題主所提的問題，充電時間怎麼計算，答案就是：取決於充電電流與截止電流的大小。例如一個電池標準的容量是3000mAh，那麼如果你用1.5A的電流去進行充電，理論上需要3000mAh/1.5A=2h，即需要2小時來完成充電。但如上所述，還存在一個恆壓充電階段，所以實際充電時間會比2小時要長。具體要多長，要看充電截止電流設定在多少，截止電流越小所需要的時間就越長。

當然，還考慮到電池的實際容量與標示容量是有所不同的，而實際容量會隨著充放電循環的進行而降低，所以充電時間無法精確的計算。理論上，這一次循環跟下一次循環的充電時間都會有細微的差別。

最後回答你的那個問題，充電電流大，在恆流階段充電越快。恆壓階段的速度還取決於你所設定的充電截止電壓。

以上，還有不明白的歡迎私信討論。

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首先，既然談到蓄電池充電，就不可能不考慮電池充電曲線，因為那是它本身特質。正是因為你看不懂充電曲線，所以才有後面那些不切實際的假設，如果你看懂了，就不會問後面的問題了。照你這麼假設，直接把充電電壓提高到100伏，是不是就瞬間充好了可以走人了？蓄電池能用什麼電壓充電，是該蓄電池造好了以後的固有特性，無法改變。就像你生下來了有兩手兩腿這是事實無法改變。可以把充電電壓適當提高一點點以增大充電電流從而縮短時間，但是此時電池內部化學反應並不完美，而且也還會影響電池壽命，所以快充是有限度的，而且快充的控制邏輯是控制充電電流而不是電壓，調節電壓只是為了達到想要的充電電流數值。

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