如何設(shè)計(jì)安全的鐵鋰電池保護(hù)電路

來源：存能電氣  日期：2019-08-05 09:44  瀏覽量：次

　　如何設(shè)計(jì)安全的鐵鋰電池保護(hù)電路？我們在設(shè)計(jì)需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時，需要對鋰電池進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行充電電路設(shè)計(jì)。鐵鋰電池的應(yīng)用也極大地推動了相應(yīng)電池管理、電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)開發(fā)。鋰電池應(yīng)用時必須要有復(fù)雜的控制電路，來有效防止電池的過充電、過放電和過電流狀態(tài)。

　　如何設(shè)計(jì)安全的鐵鋰電池保護(hù)電路？

　　隨著鋰離子電池在各個行業(yè)用量的迅速激增，電池的安全性能也日益突出，不僅要求鋰離子電池具有優(yōu)異的充、放電性能，還要求具有更高的安全性能。鋰離子電池的性能主要取決于所用電池內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正、負(fù)極材料的選擇和質(zhì)量直接決定鋰離子電池的性能與價格。因此廉價、高性能的正、負(fù)極材料的研究一直是鋰電池行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

　　鐵鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC協(xié)同完成，保護(hù)板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確地監(jiān)視電芯的電壓和充放電回路的電流，并及時控制電流回路的通斷；PTC的主要作用是在高溫環(huán)境下進(jìn)行保護(hù)，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。

　　鋰電池保護(hù)電路通常由控制IC、MOs開關(guān)管、熔斷保險絲、電阻、電容等元件組成，如圖2所示。正常的情況下，控制IC輸出信號控制MOs開關(guān)管導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立即控制MOS管關(guān)斷，以保護(hù)電芯的安全。

　　鋰電池需要做過電壓充電保護(hù)、過電壓放電保護(hù)、過流放電保護(hù)、短路保護(hù)等。所以我們在設(shè)計(jì)鋰電池保護(hù)電路的時候，至少要實(shí)現(xiàn)以上保護(hù)功能。

　　鋰電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)

　　由于鐵鋰電池的化學(xué)特性，在正常使用過程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命，并可能產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問題，因此所有的鐵鋰電池都需要一個保護(hù)電路，用于對電池的充、放電狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對電池發(fā)生損害。

　　鐵鋰電池保護(hù)電路包括過度充電保護(hù)、過電流/短路保護(hù)和過放電保護(hù)，要求過充電保護(hù)高精密度、保護(hù)IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。

　　鋰電池保護(hù)電路工作原理

　　假冒偽劣的鋰電池存有著嚴(yán)重的質(zhì)量事故，這些假冒偽劣的鋰電池很有可能出現(xiàn)過充，過放問題，從而導(dǎo)致暴炸，也是可能發(fā)生內(nèi)部電路的短路，造成暴炸。然而有種產(chǎn)品能夠有效地避免鋰電池過充，過放和內(nèi)部電路發(fā)生短路，它就是鋰電池保護(hù)板。

　　到鋰電池保護(hù)板也有保護(hù)電池，避免電池過充的功能。當(dāng)外接電源對電池持續(xù)快速地進(jìn)行沖電時，鋰電池保護(hù)板就會產(chǎn)生保護(hù)作用，當(dāng)鋰電池內(nèi)部電量達(dá)到飽和程度時，鋰電池保護(hù)板內(nèi)部電路就會自動切斷外界快速充電的電源。使得外界的電源不能夠進(jìn)入電池呢。這也正是鋰電池保護(hù)板對電池過充進(jìn)行保護(hù)的原理。

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