專利名稱：家用鋰離子電池修復裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池修復裝置，特別是一種家用鋰離子電池修復裝置。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是20世紀80年代初發(fā)明的一種通過鋰離子嵌入及脫出石墨負極，從而達到儲電及放電目的的新型電池。其工作原理大致為充電時，在電池正極生成的鋰離子由電解液進入碳(一般為石墨)負極，碳負極有很多微孔，鋰離子就嵌入微孔中；放電時，嵌在碳孔中的鋰離子脫出，運動到正極。能夠運動的鋰離子越多，電池的電容量也就越大。如今，鋰離子電池已成為消費類電子產(chǎn)品的重要能量來源，但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會下降，其原因主要是正、負極材料本身的變化，從分子層面來看，正、負極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會逐漸塌陷、堵塞；從化學角度來看，是正、負極材料活性鈍化， 出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物。物理上還會出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況，總之，最終結(jié)果都降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數(shù)目，從而導致電容量的下降。因此，如何修復使用老化的鋰離子電池，部分恢復其衰退的電容量，無論是從經(jīng)濟效益， 還是從能源節(jié)約的角度考慮，都具有非常實用的價值。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種家用鋰離子電池修復裝置，以實現(xiàn)部分恢復鋰離子電池電容量的效果。本實用新型所采用的技術(shù)方案一種家用鋰離子電池修復裝置，包括微控制器，以及與待修復電池連接的充電電路、放電電路和狀態(tài)檢測電路，所述微控制器通過數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與充電電路、放電電路、狀態(tài)檢測電路的控制端連接，所述充電電路經(jīng)整流濾波電路、變壓器與交流電源連接。上述鋰離子電池修復裝置還包括與微控制器連接的鍵盤和IXD顯示器。上述微控制器與數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過1 總線連接。本實用新型采用低壓脈沖循環(huán)充放電的方式，對老化的鋰離子電池進行修復，使得嵌在碳極的鋰離子脫出而不至于再次困在里面，從而達到恢復部分電容量的效果。根據(jù)實驗結(jié)果證明，本裝置可以使鋰離子電池的使用壽命延長大約5. 8 % 19. 5 %，有效地避免電池電量在經(jīng)過一段短時間的使用后出現(xiàn)明顯衰減的現(xiàn)象。通過本裝置不僅可以實現(xiàn)對鋰離子電池的充分使用，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，適用于各種鋰離子電池的修復。

圖1是本實用新型的電路原理框圖；圖2是本實用新型的電源電路圖；圖3是本實用新型的充電電路圖；圖4是本實用新型的放電電路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖1所示，本實用新型所述鋰離子電池修復裝置，包括微控制器(采用單片機 AT89S51)，以及與待修復電池連接的充電電路、放電電路和狀態(tài)檢測電路，所述微控制器通過數(shù)模-模數(shù)(AD-DA)轉(zhuǎn)換電路與充電電路、放電電路、狀態(tài)檢測電路的控制端連接，所述充電電路經(jīng)整流濾波電路、變壓器與交流電源連接。所述微控制器還與鍵盤和IXD顯示器連接，可根據(jù)需要輸入相應(yīng)的修復電壓和電流，并通過LCD顯示器予以顯示；所述數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具有4路AD轉(zhuǎn)換電路和1路DA轉(zhuǎn)換電路，通過1 總線與微控制器通訊，實現(xiàn)對充放電電壓、電流、時間和循環(huán)次數(shù)的控制。如圖2所示為本實用新型的系統(tǒng)電源電路，220V的交流(AC)市電通過兩個電源變壓器輸出三組AC9V電壓。其中，第一組AC9V電壓經(jīng)二極管整流濾波之后作為穩(wěn)壓器LM317 的輸入，并由微控制器控制穩(wěn)壓器LM317的輸出電壓，用于給電池(待修復的鋰離子電池) 充電。第二、三組AC9V電壓經(jīng)二極管整流濾波之后，通過穩(wěn)壓器LM7805和LM7905輸出士5V 直流電壓，作為系統(tǒng)工作電源。如圖3所示為充電電路，當設(shè)置好充電參數(shù)后，微控制器通過接口 P35輸出低電平，三極管Ql導通，使繼電器吸合，開始給電池(待修復的鋰離子電池)充電。另外，運算放大器U2A組成電壓跟隨器用于檢測電池端的電壓，電阻R10、R11并聯(lián)，電阻兩端的電壓與通過電阻的電流成正比，根據(jù)U= IR，檢測電阻上的電壓，就可以計算出通過電阻的電流， 從而檢測充電電流的大小。其中，ADl用于檢測電池端的電壓，AD2用檢測充電放電的電流。 如圖4所示為放電電路，如同充電電路，當系統(tǒng)進入放電階段，微控制器通過接口 P37輸出低電平，三極管Q2導通，使繼電器吸合，開始給電池(待修復的鋰離子電池)放電。同時 AD-DA轉(zhuǎn)換電路輸出控制三極管Q3的基極電位，從而控制放電電流的大小，電阻R16為放電負載電阻。為了防止充電過程中電池的溫度過高產(chǎn)生危險，在電池(待修復的鋰離子電池) 的兩端設(shè)計了狀態(tài)檢測電路，用于檢測電池溫度。所述狀態(tài)檢測電路采用數(shù)字溫度傳感器芯片，通過AD-DA轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接，測溫范圍為-55°C +125°C，固有測溫分辨率 0. 5°C。工作時溫度傳感器應(yīng)該與電池的外殼緊密接觸，當溫度超限時，系統(tǒng)會自動斷開充放電電路，并通過蜂鳴器發(fā)出報警聲。本實用新型采用220V的交流市電作為輸入電壓，其輸出電壓、電流可調(diào)節(jié)，利用低壓脈沖循環(huán)充放電的方式對鋰離子電池進行修復，可以有效地延長電池的使用壽命。具有結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便等特點，適用于各種鋰離子電池的修復。
權(quán)利要求1.一種家用鋰離子電池修復裝置，其特征在于，包括微控制器，以及與待修復電池連接的充電電路、放電電路和狀態(tài)檢測電路，所述微控制器通過數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與充電電路、放電電路、狀態(tài)檢測電路的控制端連接，所述充電電路經(jīng)整流濾波電路、變壓器與交流電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用鋰離子電池修復裝置，其特征在于，還包括與微控制器連接的鍵盤和LCD顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用鋰離子電池修復裝置，其特征在于，所述微控制器與數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過1 總線連接。
專利摘要本實用新型公開了一種家用鋰離子電池修復裝置，包括微控制器，以及與待修復電池連接的充電電路、放電電路和狀態(tài)檢測電路，所述微控制器通過數(shù)模-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與充電電路、放電電路、狀態(tài)檢測電路的控制端連接，所述充電電路經(jīng)整流濾波電路、變壓器與交流電源連接。本實用新型采用低壓脈沖循環(huán)充放電的方式，對老化的鋰離子電池進行修復，使得嵌在碳極的鋰離子脫出而不至于再次困在里面，從而達到恢復部分電容量的效果。具有結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便等特點，適用于各種鋰離子電池的修復。
文檔編號H02J7/00GK202004490SQ20112007033
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者杜稼淳 申請人:杜稼淳