大容量磷酸铁锂离子电池要使用大功率充电器吗？

技术秘密:大容量磷酸铁锂离子电池要一个大功率充电器

患者护理的重要趋势之一是患者家中远程监控系统的使用越来越多。造成这种趋势的原因很明显:让病人住院的费用是无法承受的。因此，许多便携式电子监视系统都包含了射频收发器，这样就可以将数据直接发送到医院监视系统，供医生进行讨论和分析。显然，这类系统通常由交流电、电池或两者同时供电。这种冗余是必要的，以确保该系统可以继续在医院以外的地方运行。此外，在便携式医疗诊断设备领域也取得了一些新进展，如医生和护士随身携带的设备，这些设备在交流电源中断时使用电池作为重要电源或备用电源。这种系统要高效的电池充电电路。

除了医疗应用，便携式工业银行终端，坚固的平板电脑，库存控制和条形码扫描仪都要一个大容量电池来减少设备的大小和重量。锂离子电池是最受欢迎的选择。然而，快速、准确、安全地给电池充电是一项微不足道的任务。此外，基于锂的新型化学正极/负极组合已经开发出来，这些组合也正在进入主流市场。这种趋势的一个例子是，磷酸铁锂(LiFePO4)电池已经出现在许多应用中，与基于钴的锂离子/锂聚合物电池相比，它具有更高的安全性和更长的电池寿命。此外，这种化学电池还具有钴的锂离子电池的许多其他优点，包括自放电率较低，元件相对较轻。相比之下，磷酸铁锂离子电池除了提高安全性(由于其能够承受热失控)和更长的电池寿命外，还具有更高的峰值额定功率，对环境的影响更小。一般的医疗和工业应用都乐于接受较低的单位体积能量密度，以换取更大的安全性和更长的循环寿命。备份要更长的循环寿命和高电流放电能力。

如何获得更多的能量

许多手持工业或医疗设备的电力架构通常类似于带有大屏幕的智能手机。一般情况下，由于锂离子电池单位体积的能量密度(Wh/kg)和单位体积的能量密度(Wh/m3)都很高，所以通常使用3.7v(最终充电电压或浮动电压为4.2v)的锂离子电池作为一次电源。在过去，许多大功率设备使用两个7.4v(8.4v浮动电压)锂离子电池来满足电力需求，但自从IC推出低成本的5V电源后，越来越多的手持设备选择了一个低电压的架构，允许使用一个锂离子电池。一个典型的便携式医疗或工业设备有许多功能和一个非常大的(在便携式设备的情况下)显示屏。当使用3.7v电池供电时，其容量要以千毫瓦小时计算。为了在几小时内给这么大的电池充电，要几安培的充电电流。

然而，即使要如此大的充电电流，当没有高电流交流电适配器可用时，用户仍然希望使用USB端口为他们的高能设备充电。为了满足这一要求，电池充电器必须能够在高电流(2A)，当ac适配器是可用的，但仍然有效利用从USB端口2.5w到4.5w的电源。此外，集成电路产品要对敏感的下游低压元件进行维护，以保护它们免受可能由损坏引起的过电压工作，并有效地将来自USB输入、ac适配器或电池的大电流引导到负载，以最小化热形式的功率损失。集成电路是安全处理电池充电算法和监控关键系统参数所必需的。

磷酸铁锂离子电池的低3.6v启动和悬浮电压，使其无法使用标准的锂离子电池充电器。假如充电不当，可能会对电池造成不可弥补的损害。精确的浮动充电将延长电池寿命。与基于钴的锂离子电池相比，LiFePO4电池的优点包括更高的容量能量密度(单位容量)和更低的过早失效风险(假如新电池深度循环过早)。