钜大LARGE | 点击量：8706次 | 2019年05月24日
详解锂电池过充电、过放电、短路保护电路
该电路首要由锂电池维护专用集成电路DW01，充、放电操控MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成，单体锂电池接在B+和B-之间，电池组从P+和P-输出电压。充电时，充电器输出电压接在P+和P-之间，电流从P+到单体电池的B+和B-，再经过充电操控MOSFET到P-。
在充电进程中，当单体电池的电压超越4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电操控MOSFET关断，锂电池当即中止充电，然后防止锂电池因过充电而损坏。
放电进程中，当单体电池的电压降到2.30V时，DW01的OD脚输出信号使放电操控MOSFET关断，锂电池当即中止放电，然后防止锂电池因过放电而损坏，DW01的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电操控MOSFET的导通压降剧增，CS脚电压敏捷升高，DW01输出信号使充放电操控MOSFET敏捷关断，然后完成过电流或短路维护。
二次锂电池的优势是什么？
1.高的能量密度
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
2.高的作业电压
3.无回忆效应
4.循环寿数长
5.无污染
6.分量轻
7.自放电小
锂聚合物电池具有哪些优点？
1.无电池漏液问题，其电池内部不含液态电解液，运用胶态的固体;
2.可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm;
3.电池可设计成多种形状;
4.电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右;
5.可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池因为自身无液体，可在单颗内做成多层组合来到达高电压;
6.容量将比相同大小的锂离子电池高出一倍。
IEC规则锂电池规范循环寿数测验为：
电池以0.2C放至3.0V/支后;
1.1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环);
重复循环500次后容量应在初容量的60%以上;
国家规范规则锂电池的规范荷电坚持测验为(IEC无相关规范);
电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后，以1C恒流恒压充电到4.2V，截止电流10mA，在温度为20+_5下贮存28天后，再以0.2C放电至2.75V核算放电容量。
什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少？
自放电又称荷电坚持才能，它是指在开路状态下，电池贮存的电量在必定环境条件下的坚持才能。一般来说，自放电首要受制造工艺，资料，贮存条件的影响自放电是衡量电池功能的首要参数之一。
一般来说，电池贮存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有或许形成电池损坏无法运用，BYD常规电池要求贮存温度规模为-20~45。电池充溢电开路搁置一段时刻后，必定程度的自放电归于正常现象。IEC规范规则镍镉及镍氢电池充溢电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2C放电时刻分别大于3小时和3小时15分即为达标。
与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低，在25下大约为10%/月。
什么是电池的内阻，怎样丈量？
电池的内阻是指电池在作业时，电流流过电池内部所受到的阻力，一般分为沟通内阻和直流内阻，因为充电电池内阻很小，测直流内阻时因为电极容量极化，发作极化内阻，故无法测出其实在值，而测其沟通内阻可免除极化内阻的影响，得出实在的内值。
沟通内阻测验办法为：运用电池等效于一个有源电阻的特点，给电池一个1000HZ，50mA的恒定电流，对其电压采样整流滤波等一系列处理然后精确地丈量其阻值。
什么是电池的内压电池，正常内压一般为多少？
电池的内压是因为充放电进程中发作的气体所形成的压力。首要受电池资料制造工艺，结构等运用进程因素影响。一般电池内压均维持在正常水平，在过充或过放情况下，电池内压有或许会升高。
假如复合反响的速度低于分化反响的速度，发作的气体来不及被消耗掉，就会形成电池内压升高。
什么是内压测验？
锂电池内压测验为：(UL规范)
模仿电池在海拔高度为15240m的高空(低气压11.6kPa)下，检验电池是否漏液或发鼓。
具体步骤：将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V，截止电流10mA，然后将其放在气压为11.6Kpa，温度为(20+_3)的低压箱中贮存6小时，电池不会爆破，起火，裂口，漏液。
环境温度对电池功能有何影响？
在所有的环境因素中，温度对电池的充放电功能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反响与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。假如温度下降，电极的反响率也下降，假定电池电压坚持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。假如温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电功能也会受到影响。但温度太高，超越45，会损坏电池内的化学平衡，导致副反响。
过充电的操控办法有哪些？
为了防止电池过充，需要对充电结尾进行操控，当电池充溢时，会有一些特别的信息可运用来判断充电是否到达结尾。一般有以下六种办法来防止电池被过充：
1.峰值电压操控：经过检测电池的峰值电压来判断充电的结尾;
2.dT/dt操控：经过检测电池峰值温度改变率来判断充电的结尾;
3.T操控：电池充溢电时温度与环境温度之差会到达最大;
4.-V操控：当电池充溢电到达一峰值电压后，电压会下降必定的值;
5.计时操控：经过设置必定的充电时刻来操控充电结尾，一般设定要充进130%标称容量所需的时刻来操控;
6.TCO操控：考虑电池的安全和特性应当防止高温(高温电池在外)充电，因而当电池温度升高60时应当中止充电。
什么是过充电，对电池功能有何影响？
过充电是指电池经必定充电进程充溢电后，再持续充电的行为。
因为在设计时，负极容量比正极容量要高，因而，正极发作的气体透过隔阂纸与负极发作的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但假如充电电流过大，或充电时刻过长，发作的氧气来不及被消耗，就或许形成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。同时，其电功能也会明显降低。
什么是过放电，对电池功能有何影响？
电池放完内部贮存的电量，电压到达必定值后，持续放电就会形成过放电，一般根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支，3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支，电池过放或许会给电池带来灾难性的结果，特别是大电流过放，或重复过放对电池影响更大。一般来说，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到损坏，即便充电也只能部分康复，容量也会有明显衰减。
不同容量的电池组合在一起运用，会呈现什么问题？
假如将不同容量或新旧电池混在一起运用，有或许呈现漏液，零电压等现象。这是因为充电进程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充溢电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到危害而漏液或低(零)电压。
什么是电池的爆破，怎样预防电池爆破？
电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的间隔，称为爆破。判别电池爆破与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，假如实验无固体部分经过网罩，证明该电池未发作爆破。
锂电池串联问题
因为电池在出产进程中，从涂膜开始到成为制品要经过很多道工序。即便经过严厉的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量共同，但运用一段时刻，也会发作这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎，刚生下时或许长得如出一辙，做为母亲都很难分辩。但是，在两个孩子不断成长时，就会发作这样或那样的差异锂动力电池也是这样。
运用一段时刻发作差异后，采用全体电压操控的办法是难以适用于锂动力电池的，如一个36V的电池堆，必须用10只电池串联。全体的充电操控电压是42V，而放电操控电压是26V。用全体电压操控办法，初始运用阶段因为电池共同性特别好，也许不会呈现什么问题。在运用一段时刻今后电池内阻和电压发作动摇，形成不共同的状态，(不共同是绝对的，共同性是相对的)这种时候仍然运用全体电压操控是不能到达其意图的。
例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8V，四只电池的电压是3.2V，四仅仅3.4V，现在的全体电压是32V，我们让它持续放电一直作业到26V。这样，那两只2.8V的电池就低于2.6V处于了过放状态。锂电池几次过放就等于作废。反之，用全体电压操控充电的办法进行充电，也会呈现过充的状况。比如用上述10只电池其时的电压状态进行充电。
全体电压到达42V时，那两只2.8V的电池处于"饥饿"的状态，而敏捷吸收电量，就会超越4.2V，而过充的超越4.2V的电池，不只因为电压过高发作作废，乃至还会发作危险，这就是锂动力电池的特性。
锂离子电池的额外电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充溢电时的停止充电电压与电池阳极资料有关：阳极资料为石墨的4.2V;阳极资料为焦炭的4.1V。不同阳极资料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有不同，如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。现在运用的大部分是4.2V的，锂离子电池的停止放电电压为2.5V～2.75V(电池厂给出作业电压规模或给出停止放电电压，各参数略有不同)。低于停止放电电压持续放电称为过放，过放对电池会有危害。
便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛开展，各种电池的用量大增，并且开宣布许多新式电池。除大家较了解的高功能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。本文首要介绍有关锂电池的基本知识。这包含它的特性、首要参数、类型的意义、运用规模及运用注意事项等。
锂是一种金属元素，其化学符号为Li(其英文名为lithium)，是一种银白色、非常柔软、化学功能生动的金属，在金属中是最轻的。它除了运用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。
锂电池也分红两大类：不行充电的及可充电的两类。不行充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能复原回化学能(或许复原功能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能贮存起来，在运用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化学能锂电池的首要特点。
灵巧型便携式电子产品要求尺度小分量轻，但电池的尺度及分量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。例如，想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”，而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改善是起了重要作用的：曩昔是镍镉电池，现在是锂离子电池。
锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位分量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时;kg是千克(分量单位)，L是升(体积单位)。这儿举一个例来阐明：5号镍镉电池的额外电压为1.2V，其容量为800mAh，则其能量为0.96Wh(1.2V×0.8Ah)。相同尺度的5号锂-二氧化锰电池的额外电压为3V，其容量为1200mAh，则其能量为3.6Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍!
一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。一节锂-二氧化锰电池为3V，而两节镍镉电池才2.4V。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小分量减轻)，并且电池的作业寿数长。
别的，锂电池具有放电电压稳定、作业温度规模宽、自放电率低、贮存寿数长、无回忆效应及无公害等优点。
锂电池的缺点是价格昂贵，所以现在尚不能普遍运用，首要运用于掌上核算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、特种、特种、仪器等。随着技术的开展、工艺的改善及出产量的增加，锂电池的价格将会不断地下降，运用上也会更普遍。
不行充电的锂电池
不行充电的锂电池有多种，现在常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。
1、锂-二氧化锰电池(LiMnO2)
锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的首要特点是电池电压高，额外电压为3V(是一般碱性电池的2倍);停止放电电压为2V;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳定可靠;有较好的贮存功能(贮存时刻3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);作业温度规模-20℃～+60℃。
该电池能够做成不同的外形以满意不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺度。这儿列举大家较了解的1#(尺度代码D)、2#(尺度代码C)及5#(尺度代码AA)电池的首要参数。
CR表示为圆柱形锂-二氧化锰电池;五位数字中，前两位表示电池的直径,后三位表示带一位小数的高度。例如，CR14505，其直径为14mm，高度为50.5mm(这种类型是通用的)。
这儿要指出的是不同工厂出产的同类型的电池其参数或许有些不同。别的，规范放电电流值是较小的，实践放电电流能够大于规范放电电流，并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同，由电池厂提供有关数据。例如，力兴电源公司出产的CR14505给出最大连续放电电流为1000mA，最大脉冲放电电流可达2500mA。
照相机中用的锂电池多半是锂-二氧化锰电池。
纽扣式(扣式)电池尺度较小，其直径为12.5～24.5mm，高度为1.6～5.0mm。
CR为圆柱形锂-二氧化锰电池，后四位数字中前两位为电池的直径尺度，后两位为带小数点的高度尺度。例如，CR1220的直径为12.5mm(不包含小数点后的数)，其高度为2.0mm。这种类型表示办法是国际通用的。
这种扣式电池常用于时钟、核算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。
2、锂-亚硫酰氯电池(LiSOCl2)
锂-亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，现在可到达500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额外电压是3.6V，以中等电流放电时具有极其平坦的3.4V放电特性(可在90%容量规模内平坦地放电，坚持不大的改变)。电池能够在-40℃～+85℃规模内作业，但在-40℃时的容量约为常温容量的50%。自放电率低(年自放电率≤1%)、贮存寿数长达10年以上。
以1#(尺度代码D)镍镉电池与1#锂-亚硫酰氯电池的比能量作一个比较：1#镍镉电池的额外电压为1.2V，容量为5000mAh;1#锂-亚硫酰氯的额外电压为3.6V，容量为10000mAh，则后者的比能量比前者大6倍!
运用注意事项
上述两种锂电池是一次性电池，不行充电(充电时有危险!);电池正负极之间不行短路;不行以过大电流放电(超越最大放电电流放电);电池运用至停止放电电压时，应从电子产品中及时取出;用完的电池不行揉捏、焚烧及拆开;不行超越规则温度规模运用。
因为锂电池的电压高于一般电池或镍镉电池，运用时不要搞错避免损坏电路。经过了解类型中的CR、ER就能够知道它的种类及额外电压。在购买新电池时，必定要按本来的类型来买，否则会影响电子产品功能。
上一篇：新国标是否重挫铅酸电池行业？
