除了提高鋰離子電池使用的安全性，還有什么是我們對(duì)電池必須關(guān)注的呢、
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-24 10:56
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要提高鋰離子電池使用的安全性，除了進(jìn)行深入的機(jī)理研究，選擇合適的電極材料及優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)之外，還必須通過(guò)電池外圍的集成電路（IC）對(duì)電池進(jìn)行有效的管理。有報(bào)道稱(chēng)近年來(lái)，電池管理（BatteryManagement）芯片，無(wú)論是銷(xiāo)售額還是銷(xiāo)售量在功耗管理（PowerManagement）芯片中有望增長(zhǎng)得最快。鋰離子電池管理目標(biāo)包含對(duì)電池電壓監(jiān)測(cè)、充放電電流監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)計(jì)算以及存儲(chǔ)。管理芯片中，包括保護(hù)電路、燃料檢測(cè)電路以及能夠?qū)嵭须姵財(cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)被稱(chēng)為智能電池系統(tǒng)（SmartBatterySystem，SBS）。SBS電池組結(jié)構(gòu)如圖1.1.2所示，它由溫度傳感器、能檢測(cè)雙向電流的電流檢測(cè)器、ADC、EEPROM存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、狀態(tài)/控制電路、與主系統(tǒng)單線(xiàn)接口及地址、鋰離子電池保護(hù)電路等組成。其中由ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字量存儲(chǔ)在相應(yīng)的存儲(chǔ)器內(nèi)，通過(guò)單線(xiàn)接口與主系統(tǒng)連接，對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫(xiě)的訪問(wèn)及控制。SBS除了能對(duì)電池進(jìn)行有效地保護(hù)之外，還能輸出電池剩余能量信號(hào)（可用LCD顯示），這將是鋰離子電池管理芯片發(fā)展的主要目標(biāo)。目前，SBS應(yīng)用的協(xié)議發(fā)展到了SBdata1.1（數(shù)據(jù)協(xié)議）和SMbus2.0（總線(xiàn)協(xié)議），而在IBM和索尼等筆記本電腦中，有幾個(gè)型號(hào)已采用了基于電池保護(hù)電路的SBS.
在鋰離子電池管理芯片中，保護(hù)電路由于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池電壓、充放電電流監(jiān)測(cè)，它既能單獨(dú)內(nèi)置在鋰離子電池中，也能在SBS中充當(dāng)二次保護(hù)電路用，更可貴的是，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)Ni-Cd、Ni-H電池的同等保護(hù)，所以在電池管理芯片中占了很大的份額。
1.1.3電池管理芯片的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國(guó)外的Unitrode、Texas、Dallas等公司紛紛開(kāi)展了對(duì)鋰離子電池管理芯片的研究和開(kāi)發(fā)。和電池產(chǎn)量在全球市場(chǎng)占有率不斷下滑不同的是，日本的鋰離子電池管理芯片，尤其是保護(hù)電路的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，始終在全球占有主導(dǎo)地位。最著名的產(chǎn)品是精工的S82系列、理光的R54系列和MITSUMI的MM3061系列等。其中，S82系列產(chǎn)品因?yàn)楣δ荦R全、精度高和功耗低，被認(rèn)為是鋰離子電池管理芯片設(shè)計(jì)的領(lǐng)跑者之一。而在中國(guó)，除了臺(tái)灣有個(gè)別單位已開(kāi)發(fā)出了功能較為簡(jiǎn)單的保護(hù)芯片外，近年來(lái)，雖然也有個(gè)別大陸單位開(kāi)始研究鋰離子電池保護(hù)電路，但都處于起步階段，精度低、沒(méi)有統(tǒng)一的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。更主要的是，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的電路出現(xiàn)。
目前，為了在最長(zhǎng)的電池使用時(shí)間和最輕的重量之間取得平衡，越來(lái)越多的便攜式設(shè)備如手機(jī)、攝像機(jī)等都采用單節(jié)鋰離子電池作為主電源。目前單節(jié)鋰離子電池的管理芯片研究，重點(diǎn)在于：
?、俪艘獙?duì)電池充電過(guò)程進(jìn)行有效管理外，還更迫切地需要實(shí)現(xiàn)對(duì)充電及使用過(guò)程的全程保護(hù)。這要求芯片不僅具有完備的保護(hù)功能，而且保護(hù)精度如電池電壓、延時(shí)時(shí)間的檢測(cè)和控制精度達(dá)到實(shí)用要求。
?、趹?yīng)該盡可能地降低功耗以延長(zhǎng)供電電池的使用壽命。作為封裝后電池的一部分，芯片的驅(qū)動(dòng)始終來(lái)自被管理的電池，因此要求芯片要有足夠低的電流消耗。
在鋰離子電池管理芯片中，保護(hù)電路由于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池電壓、充放電電流監(jiān)測(cè)，它既能單獨(dú)內(nèi)置在鋰離子電池中，也能在SBS中充當(dāng)二次保護(hù)電路用，更可貴的是，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)Ni-Cd、Ni-H電池的同等保護(hù)，所以在電池管理芯片中占了很大的份額。
1.1.3電池管理芯片的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國(guó)外的Unitrode、Texas、Dallas等公司紛紛開(kāi)展了對(duì)鋰離子電池管理芯片的研究和開(kāi)發(fā)。和電池產(chǎn)量在全球市場(chǎng)占有率不斷下滑不同的是，日本的鋰離子電池管理芯片，尤其是保護(hù)電路的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，始終在全球占有主導(dǎo)地位。最著名的產(chǎn)品是精工的S82系列、理光的R54系列和MITSUMI的MM3061系列等。其中，S82系列產(chǎn)品因?yàn)楣δ荦R全、精度高和功耗低，被認(rèn)為是鋰離子電池管理芯片設(shè)計(jì)的領(lǐng)跑者之一。而在中國(guó)，除了臺(tái)灣有個(gè)別單位已開(kāi)發(fā)出了功能較為簡(jiǎn)單的保護(hù)芯片外，近年來(lái)，雖然也有個(gè)別大陸單位開(kāi)始研究鋰離子電池保護(hù)電路，但都處于起步階段，精度低、沒(méi)有統(tǒng)一的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。更主要的是，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的電路出現(xiàn)。
目前，為了在最長(zhǎng)的電池使用時(shí)間和最輕的重量之間取得平衡，越來(lái)越多的便攜式設(shè)備如手機(jī)、攝像機(jī)等都采用單節(jié)鋰離子電池作為主電源。目前單節(jié)鋰離子電池的管理芯片研究，重點(diǎn)在于：
?、俪艘獙?duì)電池充電過(guò)程進(jìn)行有效管理外，還更迫切地需要實(shí)現(xiàn)對(duì)充電及使用過(guò)程的全程保護(hù)。這要求芯片不僅具有完備的保護(hù)功能，而且保護(hù)精度如電池電壓、延時(shí)時(shí)間的檢測(cè)和控制精度達(dá)到實(shí)用要求。
?、趹?yīng)該盡可能地降低功耗以延長(zhǎng)供電電池的使用壽命。作為封裝后電池的一部分，芯片的驅(qū)動(dòng)始終來(lái)自被管理的電池，因此要求芯片要有足夠低的電流消耗。
