鋰電池過充與過放小知識

1、艿鋰電池過充與過放小知識莈近年來，PDA數(shù)字相機、手機、電動汽車、可攜式音訊設(shè)備和藍(lán)芽設(shè)備等越來越多的產(chǎn)品采用鋰 電池作為主要電源。鋰電池具有體積小、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命高、高電壓電池和自放電率 低等優(yōu)點，與鎳鎘、鎳氫電池不太一樣，鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性，以防止特性劣化。針對 鋰電池的過充、過度放電、過電流及短路保護很重要，所以通常都會在電池包內(nèi)設(shè)計保護線路用以保護鋰 電池。袆由于鋰離子電池能量密度高，因此難以確保電池的安全性。在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能 量將過剩， 于是電解液分解而產(chǎn)生氣體， 因內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險； 反之， 在過度放電狀態(tài)下， 電解

2、液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化，因而降低可充電次數(shù)。莁鋰離子電池的保護電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態(tài)時的安全性，并防止特性劣化。鋰離子電池的保護電路是由保護 IC及兩顆功率MOSFE所構(gòu)成，其中保護IC監(jiān)視電池電壓，當(dāng)有過度充電及放 電狀態(tài)時切換到以外掛的功率MOSFE來保護電池，保護IC的功能有過度充電保護、過度放電保護和過電流短路保護。蝕一、過度充電保護螆過度充電保護 IC 的原理為： 當(dāng)外部充電器對鋰電池充電時， 為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升， 需終止充電狀態(tài)。此時，保護 IC 需檢測電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá) 4.25V 時（假設(shè)電池過充點為 4.25V ）即激活過 度充電保護，將

3、功率 MOSFE由開轉(zhuǎn)為切斷，進而截止充電。另外，還必須注意因噪音所產(chǎn)生的過度充電檢 出誤動作，以免判定為過充保護。因此，需要設(shè)定延遲時間，并且延遲時間不能短于噪音的持續(xù)時間。蚅二、過度放電保護蒁在過度放電的情況下，電解液因分解而導(dǎo)致電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低。采用鋰電池保護 IC 可以避免過度放電現(xiàn)象產(chǎn)生，實現(xiàn)電池保護功能。過度放電保護IC 原理：為了防止鋰電池的過度放電狀態(tài)，假設(shè)鋰電池接上負(fù)載，當(dāng)鋰電池電壓低于其過度放電電壓檢測點（假定為2.3V ）時將激活過度放電保護，使功率MOSFE由開轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹?，以避免電池過度放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機模式，此時的

4、電流僅0.1卩A。當(dāng)鋰電池接上充電器，且此時鋰電池電壓高于過度放電電壓時， 過度放電保護功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設(shè)有延遲時間以避免產(chǎn)生誤 動作。肁三、過電流及短路電流因為不明原因（放電時或正負(fù)極遭金屬物誤觸）造成過電流或短路，為確保安全，必須使其立即停止放電。 過電流保護 IC 原理為， 當(dāng)放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時， 保護 IC 將激活過（短路）電流保護， 此時過電流的檢測是將功率 MOSFET勺Rds （on）當(dāng)成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情形，如果比所定的 過電流檢測電壓還高則停止放電，運算公式為：V-=I x Rds （on）x 2 （V-為過電流檢

5、測電壓，I為放電電流）假設(shè)V-=0.2V，Rd （on） =25mQ，則保護電流的大小為I=4A同樣地，過電流檢測也必須設(shè)有延遲時間 以防有突發(fā)電流流入時產(chǎn)生誤動作。 通常在過電流產(chǎn)生后， 若能去除過電流因素 （例如馬上與負(fù)載脫離） ， 將會恢復(fù)其正常狀態(tài)，可以再進行正常的充放電動作。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.t o ji e k ogfljirogeifcc, TOpB