鉅大LARGE | 點擊量：8744次 | 2019年05月24日
詳解鋰電池過充電、過放電、短路保護電路
該電路首要由鋰電池維護專用集成電路DW01，充、放電操控MOSFET1(內含兩只N溝道MOSFET)等部分組成，單體鋰電池接在B+和B-之間，電池組從P+和P-輸出電壓。充電時，充電器輸出電壓接在P+和P-之間，電流從P+到單體電池的B+和B-，再經過充電操控MOSFET到P-。
在充電進程中，當單體電池的電壓超越4.35V時，專用集成電路DW01的OC腳輸出信號使充電操控MOSFET關斷，鋰電池當即中止充電，然后防止鋰電池因過充電而損壞。
放電進程中，當單體電池的電壓降到2.30V時，DW01的OD腳輸出信號使放電操控MOSFET關斷，鋰電池當即中止放電，然后防止鋰電池因過放電而損壞，DW01的CS腳為電流檢測腳，輸出短路時，充放電操控MOSFET的導通壓降劇增，CS腳電壓敏捷升高，DW01輸出信號使充放電操控MOSFET敏捷關斷，然后完成過電流或短路維護。
二次鋰電池的優勢是什么？
1.高的能量密度
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2.高的作業電壓
3.無回憶效應
4.循環壽數長
5.無污染
6.分量輕
7.自放電小
鋰聚合物電池具有哪些優點？
1.無電池漏液問題，其電池內部不含液態電解液，運用膠態的固體;
2.可制成薄型電池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm;
3.電池可設計成多種形狀;
4.電池可彎曲變形：高分子電池最大可彎曲900左右;
5.可制成單顆高電壓：液態電解質的電池僅能以數顆電池串聯得到高電壓，高分子電池因為自身無液體，可在單顆內做成多層組合來到達高電壓;
6.容量將比相同大小的鋰離子電池高出一倍。
IEC規則鋰電池規范循環壽數測驗為：
電池以0.2C放至3.0V/支后;
1.1C恒流恒壓充電到4.2V截止電流20mA擱置1小時再以0.2C放電至3.0V(一個循環);
重復循環500次后容量應在初容量的60%以上;
國家規范規則鋰電池的規范荷電堅持測驗為(IEC無相關規范);
電池在25攝氏度條件下以0.2C放至3.0/支后，以1C恒流恒壓充電到4.2V，截止電流10mA，在溫度為20+_5下貯存28天后，再以0.2C放電至2.75V核算放電容量。
什么是二次電池的自放電不同類型電池的自放電率是多少？
自放電又稱荷電堅持才能，它是指在開路狀態下，電池貯存的電量在必定環境條件下的堅持才能。一般來說，自放電首要受制造工藝，資料，貯存條件的影響自放電是衡量電池功能的首要參數之一。
一般來說，電池貯存溫度越低，自放電率也越低，但也應注意溫度過低或過高均有或許形成電池損壞無法運用，BYD常規電池要求貯存溫度規模為-20~45。電池充溢電開路擱置一段時刻后，必定程度的自放電歸于正常現象。IEC規范規則鎳鎘及鎳氫電池充溢電后，在溫度為20度濕度為65%條件下，開路擱置28天，0.2C放電時刻分別大于3小時和3小時15分即為達標。
與其它充電電池系統相比，含液體電解液太陽能電池的自放電率明顯要低，在25下大約為10%/月。
什么是電池的內阻，怎樣丈量？
電池的內阻是指電池在作業時，電流流過電池內部所受到的阻力，一般分為溝通內阻和直流內阻，因為充電電池內阻很小，測直流內阻時因為電極容量極化，發作極化內阻，故無法測出其實在值，而測其溝通內阻可免除極化內阻的影響，得出實在的內值。
溝通內阻測驗辦法為：運用電池等效于一個有源電阻的特點，給電池一個1000HZ，50mA的恒定電流，對其電壓采樣整流濾波等一系列處理然后精確地丈量其阻值。
什么是電池的內壓電池，正常內壓一般為多少？
電池的內壓是因為充放電進程中發作的氣體所形成的壓力。首要受電池資料制造工藝，結構等運用進程因素影響。一般電池內壓均維持在正常水平，在過充或過放情況下，電池內壓有或許會升高。
假如復合反響的速度低于分化反響的速度，發作的氣體來不及被消耗掉，就會形成電池內壓升高。
什么是內壓測驗？
鋰電池內壓測驗為：(UL規范)
模仿電池在海拔高度為15240m的高空(低氣壓11.6kPa)下，檢驗電池是否漏液或發鼓。
具體步驟：將電池1C充電恒流恒壓充電到4.2V，截止電流10mA，然后將其放在氣壓為11.6Kpa，溫度為(20+_3)的低壓箱中貯存6小時，電池不會爆破，起火，裂口，漏液。
環境溫度對電池功能有何影響？
在所有的環境因素中，溫度對電池的充放電功能影響最大，在電極/電解液界面上的電化學反響與環境溫度有關，電極/電解液界面被視為電池的心臟。假如溫度下降，電極的反響率也下降，假定電池電壓堅持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會下降。假如溫度上升則相反，即電池輸出功率會上升，溫度也影響電解液的傳送速度溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電功能也會受到影響。但溫度太高，超越45，會損壞電池內的化學平衡，導致副反響。
過充電的操控辦法有哪些？
為了防止電池過充，需要對充電結尾進行操控，當電池充溢時，會有一些特別的信息可運用來判斷充電是否到達結尾。一般有以下六種辦法來防止電池被過充：
1.峰值電壓操控：經過檢測電池的峰值電壓來判斷充電的結尾;
2.dT/dt操控：經過檢測電池峰值溫度改變率來判斷充電的結尾;
3.T操控：電池充溢電時溫度與環境溫度之差會到達最大;
4.-V操控：當電池充溢電到達一峰值電壓后，電壓會下降必定的值;
5.計時操控：經過設置必定的充電時刻來操控充電結尾，一般設定要充進130%標稱容量所需的時刻來操控;
6.TCO操控：考慮電池的安全和特性應當防止高溫(高溫電池在外)充電，因而當電池溫度升高60時應當中止充電。
什么是過充電，對電池功能有何影響？
過充電是指電池經必定充電進程充溢電后，再持續充電的行為。
因為在設計時，負極容量比正極容量要高，因而，正極發作的氣體透過隔閡紙與負極發作的鎘復合。故一般情況下，電池的內壓不會有明顯升高，但假如充電電流過大，或充電時刻過長，發作的氧氣來不及被消耗，就或許形成內壓升高，電池變形，漏液，等不良現象。同時，其電功能也會明顯降低。
什么是過放電，對電池功能有何影響？
電池放完內部貯存的電量，電壓到達必定值后，持續放電就會形成過放電，一般根據放電電流來確定放電截止電壓。0.2C-2C放電一般設定1.0V/支，3C以上如5C或10C放電設定為0.8V/支，電池過放或許會給電池帶來災難性的結果，特別是大電流過放，或重復過放對電池影響更大。一般來說，過放電會使電池內壓升高，正負極活性物質可逆性受到損壞，即便充電也只能部分康復，容量也會有明顯衰減。
不同容量的電池組合在一起運用，會呈現什么問題？
假如將不同容量或新舊電池混在一起運用，有或許呈現漏液，零電壓等現象。這是因為充電進程中，容量差異導致充電時有些電池被過充，有些電池未充溢電，放電時有容量高的電池未放完電，而容量低的則被過放。如此惡性循環，電池受到危害而漏液或低(零)電壓。
什么是電池的爆破，怎樣預防電池爆破？
電池內的任何部分的固態物質瞬間排出，被推至離電池25cm以上的間隔，稱為爆破。判別電池爆破與否，采用下述條件實驗。將一網罩住實驗電池，電池居于正中，距網罩任何一邊為25cm。網的密度為6-7根/cm，網線采用直徑為0.25mm的軟鋁線，假如實驗無固體部分經過網罩，證明該電池未發作爆破。
鋰電池串聯問題
因為電池在出產進程中，從涂膜開始到成為制品要經過很多道工序。即便經過嚴厲的檢測程序，使每組電源的電壓、電阻、容量共同，但運用一段時刻，也會發作這樣或那樣的差異。如同一位母親生的雙胞胎，剛生下時或許長得如出一轍，做為母親都很難分辯。但是，在兩個孩子不斷成長時，就會發作這樣或那樣的差異鋰動力電池也是這樣。
運用一段時刻發作差異后，采用全體電壓操控的辦法是難以適用于鋰動力電池的，如一個36V的電池堆，必須用10只電池串聯。全體的充電操控電壓是42V，而放電操控電壓是26V。用全體電壓操控辦法，初始運用階段因為電池共同性特別好，也許不會呈現什么問題。在運用一段時刻今后電池內阻和電壓發作動搖，形成不共同的狀態，(不共同是絕對的，共同性是相對的)這種時候仍然運用全體電壓操控是不能到達其意圖的。
例如10只電池放電時其中兩只電池的電壓在2.8V，四只電池的電壓是3.2V，四僅僅3.4V，現在的全體電壓是32V，我們讓它持續放電一直作業到26V。這樣，那兩只2.8V的電池就低于2.6V處于了過放狀態。鋰電池幾次過放就等于作廢。反之，用全體電壓操控充電的辦法進行充電，也會呈現過充的狀況。比如用上述10只電池其時的電壓狀態進行充電。
全體電壓到達42V時，那兩只2.8V的電池處于"饑餓"的狀態，而敏捷吸收電量，就會超越4.2V，而過充的超越4.2V的電池，不只因為電壓過高發作作廢，乃至還會發作危險，這就是鋰動力電池的特性。
鋰離子電池的額外電壓為3.6V(有的產品為3.7V)。充溢電時的停止充電電壓與電池陽極資料有關：陽極資料為石墨的4.2V;陽極資料為焦炭的4.1V。不同陽極資料的內阻也不同，焦炭陽極的內阻略大，其放電曲線也略有不同，如圖1所示。一般稱為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池。現在運用的大部分是4.2V的，鋰離子電池的停止放電電壓為2.5V～2.75V(電池廠給出作業電壓規模或給出停止放電電壓，各參數略有不同)。低于停止放電電壓持續放電稱為過放，過放對電池會有危害。
便攜式電子產品以電池作為電源。隨著便攜式產品的迅猛開展，各種電池的用量大增，并且開宣布許多新式電池。除大家較了解的高功能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來開發的鋰電池。本文首要介紹有關鋰電池的基本知識。這包含它的特性、首要參數、類型的意義、運用規模及運用注意事項等。
鋰是一種金屬元素，其化學符號為Li(其英文名為lithium)，是一種銀白色、非常柔軟、化學功能生動的金屬，在金屬中是最輕的。它除了運用于原子能工業外，可制造特種合金、特種玻璃(電視機上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽極。
鋰電池也分紅兩大類：不行充電的及可充電的兩類。不行充電的電池稱為一次性電池，它只能將化學能一次性地轉化為電能，不能將電能復原回化學能(或許復原功能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉變成化學能貯存起來，在運用時，再將化學能轉換成電能，它是可逆的，如電能化學能鋰電池的首要特點。
靈巧型便攜式電子產品要求尺度小分量輕，但電池的尺度及分量與其它電子元器件相比往往是最大的及最重的。例如，想當年的“大哥大”是相當“粗大、笨重”，而今天的手機是如此的輕巧。其中電池的改善是起了重要作用的：曩昔是鎳鎘電池，現在是鋰離子電池。
鋰電池的最大特點是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是單位分量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時;kg是千克(分量單位)，L是升(體積單位)。這兒舉一個例來闡明：5號鎳鎘電池的額外電壓為1.2V，其容量為800mAh，則其能量為0.96Wh(1.2V×0.8Ah)。相同尺度的5號鋰-二氧化錳電池的額外電壓為3V，其容量為1200mAh，則其能量為3.6Wh。這兩種電池的體積是相同的，則鋰-二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的375倍!
一節5號鎳鎘電池約重23g，而一節5號鋰-二氧化錳電池約重18g。一節鋰-二氧化錳電池為3V，而兩節鎳鎘電池才2.4V。所以采用鋰電池時電池數量少(使便攜式電子產品體積減小分量減輕)，并且電池的作業壽數長。
別的，鋰電池具有放電電壓穩定、作業溫度規模寬、自放電率低、貯存壽數長、無回憶效應及無公害等優點。
鋰電池的缺點是價格昂貴，所以現在尚不能普遍運用，首要運用于掌上核算機、PDA、通信設備、照相機、衛星、特種、特種、儀器等。隨著技術的開展、工藝的改善及出產量的增加，鋰電池的價格將會不斷地下降，運用上也會更普遍。
不行充電的鋰電池
不行充電的鋰電池有多種，現在常用的有鋰-二氧化錳電池、鋰—亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。本文僅介紹前兩種最常用的。
1、鋰-二氧化錳電池(LiMnO2)
鋰-二氧化錳電池是一種以鋰為陽極、以二氧化錳為陰極，并采用有機電解液的一次性電池。該電池的首要特點是電池電壓高，額外電壓為3V(是一般堿性電池的2倍);停止放電電壓為2V;比能量大(見上面舉的例子);放電電壓穩定可靠;有較好的貯存功能(貯存時刻3年以上)、自放電率低(年自放電率≤2%);作業溫度規模-20℃～+60℃。
該電池能夠做成不同的外形以滿意不同要求，它有長方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。圓柱形的也有不同的直徑及高度尺度。這兒列舉大家較了解的1#(尺度代碼D)、2#(尺度代碼C)及5#(尺度代碼AA)電池的首要參數。
CR表示為圓柱形鋰-二氧化錳電池;五位數字中，前兩位表示電池的直徑,后三位表示帶一位小數的高度。例如，CR14505，其直徑為14mm，高度為50.5mm(這種類型是通用的)。
這兒要指出的是不同工廠出產的同類型的電池其參數或許有些不同。別的，規范放電電流值是較小的，實踐放電電流能夠大于規范放電電流，并且連續放電及脈沖放電的允許放電電流也不同，由電池廠提供有關數據。例如，力興電源公司出產的CR14505給出最大連續放電電流為1000mA，最大脈沖放電電流可達2500mA。
照相機中用的鋰電池多半是鋰-二氧化錳電池。
紐扣式(扣式)電池尺度較小，其直徑為12.5～24.5mm，高度為1.6～5.0mm。
CR為圓柱形鋰-二氧化錳電池，后四位數字中前兩位為電池的直徑尺度，后兩位為帶小數點的高度尺度。例如，CR1220的直徑為12.5mm(不包含小數點后的數)，其高度為2.0mm。這種類型表示辦法是國際通用的。
這種扣式電池常用于時鐘、核算器、電子記事本、照相機、助聽器、電子游戲機、IC卡、備用電源等。
2、鋰-亞硫酰氯電池(LiSOCl2)
鋰-亞硫酰氯電池是比能量最高的一種，現在可到達500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的額外電壓是3.6V，以中等電流放電時具有極其平坦的3.4V放電特性(可在90%容量規模內平坦地放電，堅持不大的改變)。電池能夠在-40℃～+85℃規模內作業，但在-40℃時的容量約為常溫容量的50%。自放電率低(年自放電率≤1%)、貯存壽數長達10年以上。
以1#(尺度代碼D)鎳鎘電池與1#鋰-亞硫酰氯電池的比能量作一個比較：1#鎳鎘電池的額外電壓為1.2V，容量為5000mAh;1#鋰-亞硫酰氯的額外電壓為3.6V，容量為10000mAh，則后者的比能量比前者大6倍!
運用注意事項
上述兩種鋰電池是一次性電池，不行充電(充電時有危險!);電池正負極之間不行短路;不行以過大電流放電(超越最大放電電流放電);電池運用至停止放電電壓時，應從電子產品中及時取出;用完的電池不行揉捏、焚燒及拆開;不行超越規則溫度規模運用。
因為鋰電池的電壓高于一般電池或鎳鎘電池，運用時不要搞錯避免損壞電路。經過了解類型中的CR、ER就能夠知道它的種類及額外電壓。在購買新電池時，必定要按本來的類型來買，否則會影響電子產品功能。
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