鋰電池目前是一種能量密度高、重量輕的電池，但由于其化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，需要安全保護，增加了充放電保護電路。mosfet作為充放電保護電路的關(guān)鍵元件，也有一定的短路故障率。如果鋰電池的輸出量不大，這種效果就不會體現(xiàn)出來。然而，鋰電池的需求量非常大。僅2014年，全球小型鋰電池出貨量就達到56億只。面對如此龐大的貨運量，即使概率為1ppm，平均每年也有5600起危險事件。因此，除了主保護電路外，還增加了二次保護，以進一步降低風(fēng)險。在二次保護元件中，一般只使用一個元件，帶有一次性熔斷器、ptc、溫度熔斷器等元件。PTC沒有保險絲。有保險絲，就沒有PTC。這些保護裝置相互競爭，就像不同的等位基因在染色體上爭奪相同的位置一樣。然而，由于各種保護元件不完全成功，已經(jīng)形成了各種元件共存的情況，以滿足不同的應(yīng)用要求。

手機快速充電技術(shù)與鋰電池保護元件

然而，隨著智能手機的迅速普及，手機的電池容量越來越大，需要快速充電。目前，有很多標(biāo)準(zhǔn)，如oppo-vooc標(biāo)準(zhǔn)、高通qc 2.0標(biāo)準(zhǔn)、mtk pump-express-plus標(biāo)準(zhǔn)。在快速充電的情況下，前30分鐘的電流會非常大，一般會達到3A左右。

在快速充電前30分鐘的大電流沖擊下，隨著加熱和溫度的升高，鋰電池二次保護元件的競爭態(tài)勢將發(fā)生改變，合作模式將被取代：ptc+保險絲形成保護組合。

手機快速充電技術(shù)與鋰電池保護元件

圖3

首先，ptc+熔斷器可以補充溫度保護和過電流保護。ptc具有溫度保護功能，但由于其降溫速度快，規(guī)格選擇相對較大，過電流保護能力較弱，動作速度慢。熔斷器對溫度不敏感，不能提供溫度保護，但減溫率也很低，所以可以選擇電流規(guī)格相對較小的，與過流保護相比，電流規(guī)格相對較強，動作速度快得多。

其次，通過UL2054，PTC+保險絲將是一個低成本的解決方案。在大電流充電的情況下，單組分很難通過UL2054的所有測試，因為每個組分都有一些優(yōu)缺點。首先，常用的ptc。由于充電電流很大，為了保證在快速充電引起的溫升很高時不工作，選擇的規(guī)格必然會達到12066A/7A，如此大的尺寸，鋰電池在通過UL2054的LPS測試時會遇到困難，因為很難在60秒內(nèi)把電流限制在8A以下。其次，保險絲是常用的。最大的優(yōu)點是它對溫度不敏感。您可以選擇5a規(guī)格或更低。5a規(guī)格的保險絲有助于鋰電池通過ul2054的lps測試。但由于其對溫度不敏感，不具備過溫保護功能，很難通過UL2054的6V/1C和6V2C的過充試驗。三是三端熔斷器，雖然能解決溫度過高的保護，但由于電流規(guī)格較大，高達10A/12A，不能通過LPS測試；而且成本很高。第四，部分廠家采用雙ic方案，雖然效果比較好，但成本相對較高。如果將ptc與熔斷器相結(jié)合，首先對溫度不敏感的5a熔斷器容易通過lps、短路等試驗項目；其次，12066a/7a的ptc能夠通過6v/1c、6v2c過充等試驗項目，整個方案成本很低。

最后，ptc+熔斷器的保護方案比單元件更安全。因為這兩個部件的組合相當(dāng)于在二次保護的基礎(chǔ)上增加了另一個保護，并為鋰電池的安全增加了雙重保險，進一步大大降低了風(fēng)險系數(shù)。