一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足什么條件?鋰離子電池至少需要哪三重保護(hù)?
鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中,所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第一項(xiàng)考核指標(biāo)。對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo),國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足一下條件。
1)短路:不起火,不爆炸;
2)過充電:不起火,不爆炸;
3)熱箱試驗(yàn):不起火,不爆炸(150℃恒溫10min)
4)針刺:不爆炸(用Φ3mm釘穿透電池);
5)平板沖擊:不起火,不爆炸;(10kg重物自1米高處砸向電池);
6)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒考電池)
為了確保鋰離子電池安全可靠的使用,專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì),以達(dá)到電池安全考核指標(biāo)。
1)隔膜135℃自動關(guān)斷保護(hù):采用國際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下,復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合,電池內(nèi)阻增大,電池內(nèi)部形成大面積斷路,電池不再升溫。
2)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu):電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu),當(dāng)電池升溫,壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。
3)各種環(huán)境濫用試驗(yàn):進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn),如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等,考察電池的安全性能。同時對電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn),考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。
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鋰離子電池至少需要三重保護(hù)-----過充電保護(hù),過放電保護(hù),短路保護(hù),那么就應(yīng)而產(chǎn)生了其保護(hù)線路,那么這個保護(hù)線路針對以上三個保護(hù)要求而言:
過充電保護(hù): 過充電保護(hù) IC 的原理為:當(dāng)外部充電器對鋰電池充電時,為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,需終止充電狀態(tài)。此時,保護(hù) IC 需檢測電池電壓,當(dāng)?shù)竭_(dá) 4.25V 時(假設(shè)電池過充點(diǎn)為 4.25V)即啟動過度充電保護(hù),將功率 MOS 由開轉(zhuǎn)為切斷,進(jìn)而截止充電。
過放電保護(hù):過放電保護(hù) IC 原理:為了防止鋰電池的過放電,假設(shè)鋰電池接上負(fù)載,當(dāng)鋰電池電壓低于其過放電電壓檢測點(diǎn)(假定為 2.5V)時將啟動過放電保護(hù),使功率 MOSFET 由開轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹?,以避免電池過放電現(xiàn)象產(chǎn)生,并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式,此時的電流僅 0.1uA。當(dāng)鋰電池接上充電器,且此時鋰電池電壓高于過度放電電壓時,過度放電保護(hù)功能方可解除。另外,考慮到脈沖放電的情況,過放電檢測電路設(shè)有延遲時間。












