如何設計安全的鐵鋰電池保護電路
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-14 09:42
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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)部材料的結構和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正、負極材料的選擇和質(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、負極材料的研究一直是鋰電池行業(yè)發(fā)展的重點。
鐵鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC協(xié)同完成，保護板由電子元件組成，在－40℃～＋85℃的環(huán)境下時刻準確地監(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)境下進行保護，防止電池發(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。
鋰電池保護電路通常由控制IC、MOs開關管、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開關管導通，使電芯與外電路導通，當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立即控制MOS管關斷，以保護電芯的安全。
鋰電池需要做過電壓充電保護、過電壓放電保護、過流放電保護、短路保護等。所以我們在設計鋰電池保護電路的時候，至少要實現(xiàn)以上保護功能。
鋰電池保護電路設計
由于鐵鋰電池的化學特性，在正常使用過程中，其內(nèi)部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內(nèi)部發(fā)生化學副反應，該副反應加劇后，會嚴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致安全問題，因此所有的鐵鋰電池都需要一個保護電路，用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效監(jiān)測，并在某些條件下關斷充、放電回路以防止對電池發(fā)生損害。
鐵鋰電池保護電路包括過度充電保護、過電流/短路保護和過放電保護，要求過充電保護高精密度、保護IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。
