關(guān)于鋰離子電池包制造商來說，針對電池供電體系構(gòu)建安全且可靠的產(chǎn)品是至關(guān)重要的。電池包中的電池處理電路能夠監(jiān)控鋰離子電池的工作狀況，包括了電池阻抗、溫度、單元電壓、充電和放電電流以及充電狀況等，以為體系供給具體的剩下工作時(shí)刻和電池健康狀況信息，確保體系作出正確的選擇計(jì)劃。此外，為了改善電池的安全功用，即使只需一種缺陷發(fā)作，例如過電流、短路、單元和電池包的電壓過高、溫度過高等，體系也會關(guān)閉兩個(gè)和鋰離子電池串聯(lián)的背靠背（back-to-back）維護(hù)MOSFET，將電池單元斷開。依據(jù)阻抗盯梢技術(shù)的電池處理單元（BMU）會在整個(gè)電池運(yùn)用周期內(nèi)監(jiān)控單元阻抗和電壓失衡，并有或許檢測電池的纖細(xì)短路（micro-short），避免電池單元構(gòu)成火災(zāi)乃至爆破。

鋰離子電池安全

過高的工作溫度將加快電池的老化，并或許導(dǎo)致鋰離子電池包的熱失控（thermal run-away）及爆破。關(guān)于鋰離子電池高度活性化的含能材料來說，這一點(diǎn)是備受重視的。大電流的過度充電及短路都有或許構(gòu)成電池溫度的快速上升。鋰離子電池過度充電期間，生動得金屬鋰沉積在電池的正極，其材料極大的增加了爆破的危險(xiǎn)性，由于鋰將有或許與多種材料起反應(yīng)而爆破，包括了電解液及陰極材料。例如，鋰/碳插層混合物（intercalated compound）與水發(fā)作反應(yīng)，并釋放出氫氣，氫氣有或許被反應(yīng)放熱所點(diǎn)燃。陰極材料，比方LiCoO2，在溫度跨過175℃的熱失控溫度限（4.3V單元電壓）時(shí)，也將開端與電解液發(fā)作反應(yīng)。

鋰離子電池運(yùn)用很薄的微孔膜（micro-porous film）材料，例如聚烯烴，進(jìn)行電池正負(fù)極的電子阻隔，由于此類材料具有出色的力學(xué)功用、化學(xué)穩(wěn)定性以及可接受的價(jià)格。聚烯烴的熔點(diǎn)規(guī)劃較低，為135℃至 165℃，使得聚烯烴適用于作為熱保險(xiǎn)（fuse）材料。跟著溫度的升高并抵達(dá)聚合體的熔點(diǎn)，材料的多孔性將失效，其意圖是使得鋰離子無法在電極之間活動，然后關(guān)斷電池。一起，熱敏陶瓷（PCT）設(shè)備以及安全排出口（safety vent）為鋰離子電池供給了額定的維護(hù)。電池的外殼，一般作為負(fù)極接線端，一般為典型的鍍鎳金屬板。在殼體密封的狀況下，金屬微粒將或許污染電池的內(nèi)部。跟著時(shí)刻的推移，微粒有或許遷移至阻隔器，并使得電池陽極與陰極之間的絕緣層老化。而陽極與陰極之間的纖細(xì)短路將容許電子任意的活動，并最終使電池失效。絕大大都狀況下，此類失效等同于電池?zé)o法供電且功用完全中止。在少數(shù)狀況下，電池有或許過熱、熔斷、著火乃至爆破。這便是近期所報(bào)導(dǎo)的電池缺陷的首要本源，并使得許多的廠商不得不將其產(chǎn)品召回。

 

AFE的首要任務(wù)是對過載、短路的檢測，并維護(hù)充電及放電MOSFET、電池單元以及其它線路上的元件，避免過電流狀況。過載檢測用于檢測電池放電流向上的過電流（OC），一起，短路（SC）檢測用于檢測充電及放電流向上的過電流。AFE電路的過載和短路捆綁以及推延時(shí)刻均可經(jīng)過電量計(jì)數(shù)據(jù)閃存編程設(shè)定。當(dāng)檢測到過載或短路狀況，且抵達(dá)了程序設(shè)定的推延時(shí)刻，則充電及放電MOSFET Q1及Q2將被關(guān)閉，具體的狀況信息將存儲于AFE的狀況寄存器，然后電量計(jì)可讀取并查詢導(dǎo)致缺陷的原因。

關(guān)于計(jì)量2、3或4個(gè)鋰離子電池包的電量計(jì)芯片集解決計(jì)劃來說，AFE起了很重要的效果。AFE供給了所需的全部高壓接口以及硬件電流維護(hù)特性。所供給的I2C兼容接口容許電量計(jì)拜訪AFE寄存器并裝備AFE的維護(hù)特性。AFE還集成了電池單元平衡控制。大都狀況下，在多單元電池包中，每個(gè)獨(dú)立電池單元的電荷狀況（SOC）彼此不同，然后導(dǎo)致了不平衡單元間的電壓不同。AFE針對每一的電池單元整合了旁通通路。此類旁通通路可用于下降至每一單元的充電電流，然后為電池單元充電期間的SOC平衡供給了條件。依據(jù)阻抗尋覓電量計(jì)對每一電池單元化學(xué)電荷狀況的招認(rèn)，可在需求單元平衡時(shí)做出正確的選擇計(jì)劃。

使用干凈的橡皮擦或者其他材質(zhì)的清潔工具輕輕擦拭鋰電池上的金屬觸點(diǎn)及手機(jī)上的金屬觸點(diǎn)，有助于充電狀況及電力的持久。

　　2、將用到自動關(guān)機(jī)的舊手機(jī)鋰電池用保鮮膜將其牢牢裹住，包裹時(shí)盡量服帖，里外共三層，確保電池處于真空狀態(tài)。然后，再在保鮮膜外面包三層報(bào)紙，使鋰電池完全密封。放入冰箱的冷凍層，48小時(shí)后，取出電池，一一去掉包裹在外的六層紙膜，鋰電池沒有因冷凍而導(dǎo)致表面膨脹或變形。冷卻一段時(shí)間后，然后充電。

　　3、讓接近報(bào)廢的鋰電池徹底放電，然后重新充電激活電池。具體方法為：對手機(jī)進(jìn)行深度放電，就是通過耗盡內(nèi)部電能，來達(dá)到更深程度的再充電，這需要采用一些非常規(guī)的方法。用特定的裝置連接手機(jī)與一個(gè)低電壓小燈泡，電池內(nèi)部的電量會傳輸?shù)叫襞萆?，直到全部都放光?ldquo;手機(jī)需要通過較低的電壓慢慢耗盡電能。正常情況下，手機(jī)接通后若低于3.6伏的額定電壓，就會自動關(guān)機(jī)。”放完電后，再次充電的手機(jī)電池可以使用更長時(shí)間。

　　步驟/方法

　　1手機(jī)鋰電池修復(fù)--“冰凍療法”過程解析：

　　22009年4月份買的原裝鋰電池作為實(shí)驗(yàn)對象。該鋰電池已經(jīng)使用了近兩年，正常使用的情況下，這部手機(jī)的待機(jī)時(shí)間維持一天左右。如果通話次數(shù)比較多，電量持續(xù)的時(shí)間會更短。如果平均每個(gè)電話的通話時(shí)間為3分鐘，接聽或撥打10次，電量就岌岌可危。

　　3測試前，將手機(jī)關(guān)機(jī)，在電量充滿后再開機(jī)。此后，不用這部手機(jī)接聽和撥打任何電話，也不收發(fā)短信。在沒有任何干擾的狀態(tài)下，手機(jī)安靜地待機(jī)，將近3天后完全沒電。

　　4進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段：把全身裝備好的手機(jī)鋰電池放入冰箱的冷凍格（為防止鋰電池受潮，需要先用保鮮膜將手機(jī)牢牢裹住，包裹時(shí)盡量服帖，里外共需三層，確保鋰電池處于真空狀態(tài)。然后，再在保鮮膜外面包三層報(bào)紙，使手機(jī)電池完全密封）。48小時(shí)后，取出鋰電池，一一去掉包裹在外的六層紙膜，電池沒有因冷凍而導(dǎo)致表面膨脹或變形。冷卻一段時(shí)間后，把鋰電池裝入手機(jī)充滿并開機(jī)。同樣情況下，第三天時(shí)原本會自動關(guān)機(jī)的手機(jī)，屏幕上才少了一格電。一個(gè)星期后，手機(jī)屏幕上還剩余一格電。到了第九天，手機(jī)才因電量不足發(fā)出提示音。

　　5“冰凍療法”測試前后的表現(xiàn)驗(yàn)證了一點(diǎn)：第一次經(jīng)過冰凍的電池可以延長手機(jī)的待電時(shí)間。但冰凍并非手機(jī)電池的“不死仙丹”，長期使用會損壞鋰電池。

　　注意事項(xiàng)

　　鋰電池的循環(huán)使用壽命約600多次。如果充電次數(shù)多了，分子的熱運(yùn)動會使其內(nèi)部分子排列微觀結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，存儲電荷效率會漸漸降低。而“冷凍的過程容易破壞電池原來的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，短時(shí)間內(nèi)或許可以增加充載電荷的能力，但長期使用未必有效。”葉教授說，鋰電池內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)一旦被破壞，再要完全恢復(fù)過來是不可能的，長期使用這種方法會加速手機(jī)電池的損耗。

電池包永久性的失效維護(hù)關(guān)于電池處理單元來說，很重要的一點(diǎn)是要為非正常狀況下的電池包供給趨于保存的關(guān)斷。永久性的失效維護(hù)包括了過電流的放電及充電缺陷狀況下的安全、過熱的放電及充電狀況下的安全、過電壓的缺陷狀況（峰值電壓）以及電池平衡缺陷、短接放電FET缺陷、充電MOSFET缺陷狀況下的安全。制造商可選擇任意組合上述的永久性失效維護(hù)。當(dāng)檢測到任意的此類缺陷，則維護(hù)設(shè)備將熔斷化學(xué)穩(wěn)妥絲，以使得電池包永久性的失效。作為電子元件缺陷的外部失效驗(yàn)證，電池處理單元規(guī)劃用于檢測充電及放電MOSFET Q1及Q2的失效與否。假如任意充電或放電MOSFET短路，則化學(xué)穩(wěn)妥絲也將熔斷。

據(jù)報(bào)導(dǎo)，電池內(nèi)部的纖細(xì)短路也是導(dǎo)致近期多起電池召回的首要原因。怎樣檢測電池內(nèi)部的纖細(xì)短路并避免電池著火乃至爆破呢？外殼關(guān)閉處理過程中，金屬微粒及其它雜質(zhì)有或許污染電池內(nèi)部，然后引起電池內(nèi)部的纖細(xì)短路。內(nèi)部的纖細(xì)短路將極大地增加電池的自放電速率，使得開路電壓較之正常狀況下的電池單元有所下降。阻抗尋覓電量計(jì)監(jiān)測開路電壓，并然后檢測電池單元的非均衡性——當(dāng)不同電池單元的開路電壓差異跨過預(yù)先設(shè)置的捆綁值。當(dāng)呈現(xiàn)此類失效時(shí)，將發(fā)作永久性失效的告警并斷開MOSFET，化學(xué)穩(wěn)妥絲也可裝備為熔斷。上述行為將使得電池包無法作為供電源并因此屏蔽了電池包內(nèi)部的纖細(xì)短路電池單元，然后避免了災(zāi)害的發(fā)作。

對于鋰電作能源是否安全，不光指的燃燒爆炸帶來的不安全因素，使用中主要做到以下：

1．防過放電、

2．防過低電量充電、（因?yàn)楦邿釙逛囯娍s短使用壽命）

3．防不適配的高電壓充電，好多人為了追求快充，他并不知道高壓快充是鋰電池的殺手。

4．防水：雨水進(jìn)入電池組，會使保護(hù)板損壞電芯及各種元件，嚴(yán)重者起火等?

5．過大的摔跌或金屬導(dǎo)體誤碰短路都會造成電池放電或有不良后果發(fā)生。

小結(jié)

電池處理單元關(guān)于確保終端用戶的安全性是至關(guān)重要的。健旺的多極維護(hù)——過電壓、過電流、過熱、電池單元非均衡以及MOSFET失效監(jiān)測，極大地改善了電池包的安全性。經(jīng)過監(jiān)測電池單元的開環(huán)電壓，阻抗尋覓技術(shù)可檢測電池內(nèi)部的纖細(xì)短路，并然后永久性的失效電池，確保了終端用戶的安全。