如何設(shè)計(jì)安全的鋰鐵電池保護(hù)電路?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 21:59
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如何設(shè)計(jì)安全的鋰鐵電池保護(hù)電路?在設(shè)計(jì)需要使用鋰電池的產(chǎn)品時(shí)，我們需要設(shè)計(jì)鋰電池的保護(hù)電路，只有在此基礎(chǔ)上才能設(shè)計(jì)充電電路。鋰鐵電池的應(yīng)用極大地推動(dòng)了電池管理和電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)與開發(fā)。鋰電池應(yīng)用必須有復(fù)雜的控制電路，才能有效地防止電池過充、過放電和過電流狀態(tài)。
鋰鐵電池保護(hù)電路。JPG
如何設(shè)計(jì)安全的鋰鐵電池保護(hù)電路?
隨著各行業(yè)鋰離子電池消費(fèi)的快速增長(zhǎng)，電池的安全性能日益突出。鋰離子電池不僅要求具有良好的充放電性能，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電池所用材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些內(nèi)部材料包括陰極材料、電解質(zhì)、膜和陽極材料。正極和負(fù)極材料的選擇和質(zhì)量直接決定了鋰離子電池的性能和價(jià)格。因此，廉價(jià)高性能的正極和負(fù)極材料的研究一直是鋰電池行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
鋰鐵電池的保護(hù)功能通常是通過保護(hù)電路板與PTC的配合來完成的。該保護(hù)板由電子元件組成，能在-40℃~ +85℃準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電池電壓和充放電電路電流，及時(shí)控制電流電路的通斷。PTC的主要功能是保護(hù)電池在高溫環(huán)境下不發(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、熔斷器、電阻、電容等元件組成，如圖2所示。在正常情況下,控制IC控制MOs開關(guān)管輸出信號(hào)傳導(dǎo),細(xì)胞和外部電路傳導(dǎo),當(dāng)電池電壓或電路電流超過指定值時(shí),它會(huì)立即控制MOs管關(guān)閉,以保護(hù)細(xì)胞的安全。
鋰電池需要做過壓充電保護(hù)、過壓放電保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)。所以在設(shè)計(jì)鋰電池保護(hù)電路時(shí)，至少要實(shí)現(xiàn)以上的保護(hù)功能。
鋰電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)
由于鋰鐵電池的化學(xué)特性,在正常使用的過程中,其內(nèi)部化學(xué)的積極反應(yīng)之間的相互轉(zhuǎn)換電力和化學(xué)能量,但在一定條件下,如過度充電、過放電和過電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),副作用增加后,將嚴(yán)重影響電池的性能和使用壽命,并能產(chǎn)生大量的氣體,使電池內(nèi)部壓力在爆炸后迅速增加而引起的安全問題，所以所有的鋰鐵電池都需要一個(gè)保護(hù)電路，用來對(duì)電池的充放電進(jìn)行有效的監(jiān)控，在一定的條件下，充放電電路是關(guān)閉的，以防止對(duì)電池的損壞。
鋰鐵電池保護(hù)電路包括過充保護(hù)、過流/短路保護(hù)和過放電保護(hù)，對(duì)過充保護(hù)精度要求高，IC功耗低，電阻高，零電壓可充電。
鋰電池保護(hù)電路工作原理
假冒偽劣鋰電池有嚴(yán)重的質(zhì)量事故，這些假冒偽劣鋰電池有可能出現(xiàn)過充、過釋的問題，從而導(dǎo)致爆炸，也有可能發(fā)生內(nèi)部電路短路，導(dǎo)致爆炸。然而，有一種產(chǎn)品可以有效地防止鋰電池內(nèi)部電路的過充、過放電和短路，那就是鋰電池屏蔽。
對(duì)鋰電池保護(hù)板也有保護(hù)電池，避免電池過充功能。當(dāng)外部電源繼續(xù)快速給電池充電時(shí)，鋰電池保護(hù)面板會(huì)起到保護(hù)作用。當(dāng)鋰電池內(nèi)部充電達(dá)到飽和時(shí)，鋰電池保護(hù)面板內(nèi)部電路會(huì)自動(dòng)切斷外部電源進(jìn)行快速充電。所以外部電源無法進(jìn)入電池。這正是鋰電池保護(hù)板保護(hù)電池過充的原理。
