鋰離子電池的充電過程可以分為四個階段：涓流充電（低壓預充）、恆流充電、恆壓充電以及充電終止。
鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，從而保證電池安全充電。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命，簡化充電器的操作，其中包括給過放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流限制、充電完成後關斷充電器、電池部分放電後自動啟動充電等。
鋰電池的充電方式是限壓恆流，都是由ic晶元控制的，典型的充電方式是：先檢測待充電電池的電壓，如果電壓低於3v，要先進行預充電，充電電流為設定電流的1/10，電壓公升到3v後，進入標準充電過程。標準充電過程為：以設定電流進行恆流充電，電池電壓公升到4.20v時，改為恆壓充電，保持充電電壓為 4.20v。此時，充電電流逐漸下降，當電流下降至設定充電電流的1/10時，充電結束。下圖為充電曲線。
階段1：涓流充電——涓流充電用來先對完全放電的電池單元進行預充(恢復性充電)。在電池電壓低於3v左右時採用涓流充電，涓流充電電流是恆流充電電流的十分之一即0.1c(以恆定充電電流為1a舉例，則涓流充電電流為100ma)，
階段2：恆流充電——當電池電壓上公升到涓流充電閾值以上時，提高充電電流進行恆流充電。恆流充電的電流在0.2c至 1.0c之間。電池電壓隨著恆流充電過程逐步公升高,一般單節電池設定的此電壓為3.0-4.2v.
階段3：恆壓充電—— 當電池電壓上公升到4.2v時，恆流充電結束，開始恆壓充電階段。電流根據電芯的飽和程度，隨著充電過程的繼續充電電流由最大值慢慢減少，當減小到0.01c時，認為充電終止。（c是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法，如電池是1000mah的容量，1c就是充電電流1000ma。）
階段4：充電終止——有兩種典型的充電終止方法：採用最小充電電流判斷或採用定時器(或者兩者的結合)。最小電流法監視恆壓充電階段的充電電流，並在充電電流減小到0.02c至0.07c範圍時終止充電。第二種方法從恆壓充電階段開始時計時，持續充電兩個小時後終止充電過程。
上述四階段的充電法完成對完全放電電池的充電約需要2.5至3小時。高階充電器還採用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定視窗(通常為0℃至45℃)，那麼充電會暫停.
充電結束後,如檢測到電池電壓低於3.89v將重新充電。
手機充電器的工作流程一般為：
1. 檢測電池的電壓，如果低於乙個閾值電壓，就要進行涓流充電；
2. 電池充到一定電壓（一般設定為2.9v）時，進行全電流充電；
3. 當電池電壓達到預置電壓（鋰離子電池一般為4.2v）時，開始恆壓充電，同時充電電流降低；
4. 當電流逐漸減小到規定的值時，充電過程結束。
電池電壓低於2.5v（vshort）時,鋰離子電池充電器用25ma的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。
對於電壓過低的電池需要進行預充，電池電壓低於2.5v（vshort）時,鋰離子電池充電器用25ma的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。
充電終止檢測除電壓檢測外，還需採用其他的輔助方法作為防止過充的後備措施，如電池溫度監測，檢測電池溫度用電池組溫度感測器連續檢測電池溫度，當電池溫度超出設定範圍時關閉對電池充電。
限定充電時間，為電池提供附加保護。
除了上面的流程描述，它還具有自動重新充電、最小電流終止充電等特性。 一般來說，恆壓充電結束時的小電流充電過程中，電流的大小一般為恆流充電時電流的十分之一。目前在鋰離子電池充電器的設計中，對手機充電結束後由於某種因素放電的情況而專門設計了檢測電路，一旦檢測到電池電壓降低，就會重新啟動充電過程（見上圖）。
軟體要做的工作是設定進入快速充電的電壓閾值，進入恆壓充電的電壓閾值，充電超時時間，恆流充電的電流值，恆壓充電的電壓值，充電結束的電流閾值，中斷處理，提供sys介面給上層都充電的狀態，包括電池的型別，電池最高電壓，電池最低電壓，電池當前電壓，電池電量的百分比，電池的狀態，充電電流和電池溫度等等。
可以用測量電壓的方法估算電池剩餘容量：
4.20v----100%
3.95v----75%
3.85v----50%
3.73v----25%
3.50v----5%
2.75v----0%
1、鋰電池的充電
由於鋰電池的結構特性，最高充電終止電壓應為4.2v，不能過衝，否則會因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報廢。其充放電要求較高，可採用專用的恆流、恆壓充電器進行充電。通常恆流充電至4.2v/節後轉入恆壓充電，當恆壓充電電流降至100ma以內時，應停止充電。充電電流（ma）= 0.1~1.5倍電池容量（例如1000mah的電池，其充電電流可控制在100~1500ma之間）。常規充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時間約為2~3小時。
2、鋰電池的放電
因鋰電池的內部結構所致，放電時鋰電池不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負極，來保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應縮短。為了保證石墨層中放電後留有部分鋰離子，就要嚴格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰離子電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0v/節，最低不能低於2.5v/節。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關。電池放電時間（小時）= 電池容量 /放電電流。鋰電池放電電流（ma）不應超過電池容量的3倍。（例如1000mah電池，則放電電流應嚴格控制在3a以內）否則會使電池損壞。
下圖為tp4056充電電路
下圖是usb跟電池作為輸入電源的選擇電路
a、當只有電池的時候，q1導通，電池給vcc供電；
b、當只有usb的時候，通過d3直接給vcc供電；
c、當電池、usb同時都在的情況下，q1截至，usb通過d3直接給vcc供電。
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