你了解電池設(shè)計方式嗎，如何選擇合適的電池芯？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-07 15:26
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溫度保險絲Thermal Fuse由于體積大及手工焊接等因素，已經(jīng)越來越少用于鋰電池保護(hù)；表面黏著型PPTC由于其體積小、成本低、回流焊制程簡單等因素，用于手機(jī)電池保護(hù)的情況越來越見，但是難以滿足具有大電流要求平板計算機(jī)以及筆記本電腦電池需求；帶狀PPTC的保護(hù)效果良好，因此仍然有一些鋰電池采用，特別是更適合于金屬外殼的方形鋰離子電池裝配；MHP-TA具有溫度保護(hù)精度高、導(dǎo)通電阻小而且穩(wěn)定等性能優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于對安全要求較高的高階可攜式電子產(chǎn)品，特別是具有大電流以及高電壓要求的筆記本電腦電池，幾乎全部都是采用這一類產(chǎn)品。
滿足鋰電池性能要求和通過安規(guī)測試的關(guān)鍵，不僅與保護(hù)器件型號及規(guī)格選擇有關(guān)，也和具體電池芯種類、充放電性能、安全特性、保護(hù)器件的連接安裝方式、電路板及電池組裝的散熱條件密切相關(guān)，因此在展開新電池項目時，為能更準(zhǔn)確、迅速提供Fuse/PPTC/MHP-TA樣品，與電池設(shè)計者多溝通交流，盡可能地多了解電池性能要求、組裝方式、安規(guī)要求及詳細(xì)制程等等，都有助于避免由于試驗不通過而造成項目延誤。
因此須充分考慮其在電池中的裝配方式及生產(chǎn)過程，例如回流焊溫度曲線設(shè)置及有效控制、回流焊次數(shù)、電路板點膠及固化方式（紫外線照射還是高溫烘烤）、低溫注塑參數(shù)設(shè)置（壓力、溫度及時間），以及是否有手工焊的過程。PPTC有可能因為在這些制程中受到壓力及高溫而增大電阻，間接影響保持電流及動作特性。
表面黏著型PPTC透過回流焊安裝在印刷電路板（PCB）上，焊盤大小、銅箔厚度、走線寬度及相鄰元器件發(fā)熱等因素都會影響到PPTC散熱性能，從而影響保持電流與動作特性。
帶狀PPTC透過電阻焊或雷射焊方式，與鋰電池芯電極及鎳帶與PCB板相連，因此鎳帶的長度、寬度及厚度會影響散熱性能，從而影響PPTC保持電流及動作特性（圖2）。
?。惨?guī)要求
對于PPTC應(yīng)用在鋰電池中時，LPS對其要求與Fuse不同，選擇時需要考慮因素較多，特別是須要同時滿足高溫下大電流放電要求與安規(guī)中過充電要求，不僅要考慮PPTC本身特性，還須要配合具體項目所選用的鋰電池芯進(jìn)行過充電試驗。不同廠家、不同規(guī)格型號的鋰電池芯在過充電試驗中具有不同溫度及安全特性。 表面黏著型PPTC在電路板上位置距離電池芯較遠(yuǎn)，因此不能充分感測到電池芯溫度變化，而且還會受到電路板上布線及其他組件發(fā)熱影響，因此為滿足安規(guī)要求，選擇表面黏著型PPTC時應(yīng)該要略微降低電流規(guī)格。
對于帶狀PPTC，在電池設(shè)計和生產(chǎn)過程中，不能受到外力和施加在器件上應(yīng)力；與電池芯連接方式、貼合程度及鎳帶尺寸都會影響到電池是否能通過安規(guī)測試（圖3）。
MHP-TA體積小/溫度保護(hù)精度高 適合大電流需求
MHP-TA是可恢復(fù)的溫度保護(hù)器件，體積小而且溫度保護(hù)精度高，因此適合大電流需求，是大容量鋰電池安全保護(hù)理想選擇（圖4）。
MHP-TA分為高電流（15A）和低電流（6A）兩個系列，分別對應(yīng)不同的動作溫度，如表4所示。
．選擇組件考慮
MHP-TA溫度保護(hù)精度高，導(dǎo)通電阻小，且性能基本上不會隨著時間及動作次數(shù)而變化，因此MHP多半應(yīng)用在對于溫度保護(hù)和性能要求較高的鋰電池。
在保持電流方面，低電流規(guī)格的MHP與PPTC具有基本相同性能，但是在鋰電池芯保護(hù)方面，不同溫度特性及安全性能的電池芯可選用不同動作溫度MHP，從而更充分利用鋰電池充放電性能，以及提供更安全保護(hù)。當(dāng)要求電池電流較高時，例如在60度下要求大于3.2A時，PPTC便難以滿足要求，而MHP則是較好選擇，特別是高電流系列的MHP，既可以滿足大電流需求，又可以有效保護(hù)鋰電池芯（圖5）。
不同溫度也會影響電池芯的安全性能
根據(jù)鋰電池最大電流要求選擇MHP規(guī)格之后，還要通過過充電測試，通常是6V/1C、2C，或9V、12V等規(guī)格要求，MHP電流及溫度規(guī)格越低，對電池安全保護(hù)越好，但是這與電池電流要求互相矛盾，因此在選擇時須要兼顧這兩方面要求；但在有些情況下難以同時滿足，則須要和客戶溝通，在這兩方面要求之間求取平衡，例如降低電池在高溫下大電流要求，從而滿足安規(guī)要求。
在電池的設(shè)計和組裝過程中，MHP-TA不能遭受外力，而施加在器件上或兩端子上的應(yīng)力會對MHP的電阻及溫度特性產(chǎn)生影響。與電池芯連接方式、貼合程度及鎳帶的尺寸都會影響到電池是否能通過安規(guī)測試（圖6）。
MHP-TA與電池芯連接方式、貼合程度及鎳帶尺寸皆會影響安規(guī)測試。
LPS要求受限制電源
幾乎所有手機(jī)制造商都會要求鋰電池要能滿足安規(guī)中LPS要求。MHP對LPS的要求和PTC相同。在通常情況下，MHP被裝配到電池中時，散熱條件不如外部測試時，因此鋰電池中MHP所具有實際保持電流特性將會略低于規(guī)格書中所規(guī)定的電流值?；阡囯姵氐某潆娞匦?，動作溫度為90度規(guī)格的MHP很少可以用于鋰電池安全保護(hù)，所以除去90度規(guī)格MHP外，所有低電流系列MHP基本上都可以滿足LPS。筆記本電腦及一些平板計算機(jī)要求較高放電電流，可以選用高電流系列MHP，并且藉由其他設(shè)計方法去滿足LPS。
