關(guān)于手機(jī)快速充電技術(shù)和鋰電池保護(hù)元件

鋰電池是現(xiàn)在能量密度非常高而且非常輕的電池，但是由于化學(xué)特性非?；钴S，所以由于自身的安全維護(hù)需要，增加了充放電維護(hù)電路。作為充放電維護(hù)電路的關(guān)鍵部件，Mosfet也存在一定比例的短路故障，如果鋰電池的輸出值不大，就不會(huì)發(fā)生短路故障。但鋰電池需求量很大，僅2014年一年就有56億塊小型鋰電池銷往全球。面對(duì)如此龐大的運(yùn)輸量，即使是1ppm的概率風(fēng)險(xiǎn)，每年也有5600次發(fā)生危險(xiǎn)的可能性。所以除了主電路的維護(hù)外，還增加了二次維護(hù)，進(jìn)一步降低了風(fēng)險(xiǎn)。在二次維修的元件中，一般只使用一個(gè)元件，使用一次斷路安全，也有用PTC，并與溫度安全等元件配合使用。有了PTC就不需要fuse，有了fuse就不需要PTC，維護(hù)設(shè)備是一種競爭關(guān)系，就像不同的等位基因在染色體上競爭相同的位置一樣。但由于各種維護(hù)組件并不是全面勝出，所以構(gòu)成了多種組件共存的局面，滿足了各種不同的應(yīng)用需求。

 

 

然而，隨著智能手機(jī)的迅速普及和手機(jī)電池容量的不斷增加，需要快速充電。目前有OPPO Vooc規(guī)范、qualcomm QC 2.0規(guī)范、MTK泵Express Plus規(guī)范等多種規(guī)格。在快速充電的情況下，頭30分鐘的電流會(huì)非常大，通常在3A左右。

 

在快速充電前30分鐘的大電流沖擊下，伴隨著熱量和溫度的升高，鋰電池二次維修組件的更換競爭將由一個(gè)協(xié)作模式取代:PTC+fuse形成一個(gè)維修組合。

 

第一，PTC+fuse提供了溫度維護(hù)和過流維護(hù)的互補(bǔ)。PTC具有溫度維持功能，但由于降溫比較高，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較大，相對(duì)過流維持能力較弱，且PTC動(dòng)作速度較慢。熔斷器對(duì)溫度不敏感，不能進(jìn)行溫度維護(hù)，但溫度降低率也很低，所以可以選擇較小的電流標(biāo)準(zhǔn)，比過流維護(hù)能力強(qiáng)，運(yùn)行速度快得多。

 

其次，通過UL2054, PTC+fuse將成為一個(gè)低成本的解決方案。在高電流充電的情況下，只使用一個(gè)元件很難通過UL2054的全測試，因?yàn)槊總€(gè)元件都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。最常用的是PTC。由于充電電流較大，為保證快速充電時(shí)不發(fā)生溫升，所選標(biāo)準(zhǔn)必須為1206 6A/7A。選擇這么大的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，鋰離子電池很難通過UL2054 LPS測試，因?yàn)楹茈y在60秒內(nèi)將電流保持在8A以下。二是常用的保險(xiǎn)絲。最大的優(yōu)點(diǎn)是溫度不敏感，可以選擇5A標(biāo)準(zhǔn)。≤5A標(biāo)準(zhǔn)安全線對(duì)鋰電池通過UL2054 LPS測試非常有幫助。但由于自身溫度不敏感，不具備超溫維護(hù)功能，因此較難通過UL2054 6V/1C和6V2C過充測試項(xiàng)目。三是三端安全線，雖然能夠解決溫度過高的維護(hù)問題，但由于目前標(biāo)準(zhǔn)較高，高達(dá)10A/12A，也無法通過LPS測試;而且成本很高。四是部分廠家采用雙IC方案，雖然效果較好，但成本較高。PTC與熔斷器結(jié)合后，5A熔斷器對(duì)溫度不敏感，容易通過LPS、短路等測試項(xiàng)目。然后依靠1206 6A/7A PTC通過6V/1C和6V2C過充試驗(yàn)項(xiàng)目，整個(gè)方案成本非常低。

 

最后，PTC+fuse維護(hù)計(jì)劃比單個(gè)組件更安全。由于這兩個(gè)部件的組合，除了二次維護(hù)外，還需要額外的維護(hù)，因此鋰電池的安全性得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，進(jìn)一步顯著降低了風(fēng)險(xiǎn)因素。