電池應用知識僅供參考

1、電池應用知識 僅供參考學習 感謝編者1 二次電池簡介鉛酸電池(Lead Acid Battery): 是非常重要的依各電池系統(tǒng).但是其體積和重量一直無法獲得有要的改善,因此目前最 大宗還是使用在汽車發(fā)動上,鉛酸電池最大改良,則是採用高效率氧氣重組技術完成水分再生,藉此達 到完全密封不需加水的目的,而製成的免加水電池其壽命可長達10年(單一極板電壓2V)鎳鎘電池 (NI-Cd Battery): 是屬於蓄電池的一種,雖然價格較鉛酸電池昂貴,可是使用壽命較長(現(xiàn)在市面上的鎳鎘電池大多都能充電1000次左右),放電和充電速率高,而鎳鎘電池和大多的鉛酸電池最不一樣的一個地方就是其電壓不會隨著使用的時間

2、而下降(約1.4V),故有十分穩(wěn)定的電壓,廣受歡迎,現(xiàn)已廣 泛地使用於無線電收發(fā)器電牙刷電鑽子電動刮鬍刀電子閃光燈電子計算機等各式各樣的小型電器用品上.但記憶效應明顯.鎳氫電池(NI-MH Battery): 價格較便宜,重量比鋰離子及鋰聚合物電池要重,內阻低且記憶效應不明顯,最重要的是沒有有毒原料污染的環(huán)保問題.鋰離子電池(L I-Lon Battery): 鋰離子電池與Ni-MH電池相比,重量較Ni-MH輕3040%,能量比卻高出60%,這種電池自我放電小,又沒有記憶效應,充放電次數(shù)可達500次以上.鋰聚合物電池(L I-Polymer Battery): 在目前電池中重量很輕又因可以做成

3、薄膜型或者大面積型,使得外型上可以依需求而改變.也因為面積大,所以溫度也會因為良好的散熱效果而不會上升太多,此外,因為內電阻較高,所以放電率較低,相對的,高率放電特性會減弱.21. 一次電池(primary battery): 電池僅能放電,當電池電力用謦時,無法再充電的電池.市售的鹼性電池,錳乾電池,水銀電池等,皆屬一次電池2. 二次電池(secondary battery): 電池電力用完後,可經由充電重覆使用之電池,如:鉛酸,鎳氫,鋰離子電池等 3. 額定電壓(Nominal Voltage): 電池0.2C放電時全過程的平均電壓。電池正負極材料,因化學反應,所造成之電位差高低,利用此關

4、係,所產生的電壓,稱為額定電壓.不同的正負極材料,產生的電壓不同,如: 鎳氫電池1.2V/cell, 鋰離子電池3.7V/cell4. 額定容量(nominal Capacity):電池0.2C放電時的放電容量。一般電池的蓄電量,會以mAH-毫安培小時或AH-安培小時來表示,當電池充飽電後,放電至截止電壓時,所能取出之電量,就是此電池的容量.一次電池之容量,因與使用的負載有很大的關係,所以通常不加以標示 5.開路電壓(open circuit voltage, OCV): 指電池在無負載的情況下, 電池正負極之間的電壓6.工作電壓(working voltage) :電池在由負載時正負極之間的

5、電壓7.放電(discharge):電流從電池流經外部電路的過程，此時化學能轉換為電能 電池常用解釋名詞38.充電(charge):利用外部電源使電池的電壓和容量上升的過程；此時電能轉 換成化學能9.終止電壓(end voltage):電池放電或充電時，所規(guī)定的最低放電電壓或最高的充電電壓10.內阻(internal resistance): 電池正負極兩端之間的電阻，是集流體、電極活性物質、隔膜、電解液的電阻之和；其值越小性能越佳11.自放電(Self discharge): 電池在儲存過程中, 電池蓄電容量會逐漸減少的現(xiàn)象, 所以一般儲存電池時都有一儲存溫度範圍, 過高的溫度會加速電池的自

6、我放電12.循環(huán)壽命(cycle life): 二次電池在反覆充放電的使用下, 電池容量會逐漸下降, 通常以該電池的額定容量作標準,電池容量降至其80%或60%時的充放電次數(shù), 稱為循環(huán)壽命. 13. 漏液 (liquid leakage):電解液從電池流出的現(xiàn)象14.內部短路(internal shortage):電池內部正極和負極形成電通路時的狀態(tài)；主要是由於隔膜的破壞、混入導電性雜質、形成枝晶等造成415.過放電(over discharge) : 超過電池放電截止電壓值, 若繼續(xù)放電則可能造成電池漏液或劣化16.過充電(over charge) :超過規(guī)定的充電終止電壓而繼續(xù)充電的過程

7、.17.定電壓充電(constant voltage charge):在恆定的電壓下，將充電電池進行充電的過程。一般而言，該恆定的電壓為充電終止電壓。一般設置終止電流，當電流小於該值時，充電過程結束18.定電流充電(constant current charge):在恆定的電流下，將充電電池進行電的過程。一般設置終止電壓，當電壓達到該值時，充電過程結束19.C-rate: 用來表示電池充放電時電流大小的比率單位. 如: 容量1600mAh的電池, 0.2C 代表以320mA的電流來進行充電或放電, 1C代表以1600mA. 此比率單位C-rate 對於二次電池是重要的觀念. 5Sleep mo

8、de: 在沒有SMBus 時 IC 會進入省電模式,此時耗電約 200300uA.Shutdown mode: IC 到達Shutdown電壓點此時IC 進入完全不工作狀態(tài)耗電約 BQ208X=2uA , PS401=20uA.Ship mode: 此為運輸用模式,此時IC 進入完全不工作狀態(tài)耗電約2uA. 常用專有名詞解釋RM (Remaining Capacity 剩餘容量): 電池容量可以以放電到截止電壓(3V) 所殘餘的容量.FCC (Full Charge Capacity 電池充飽容量) : 電池從截止電壓(3V)到充飽時截止電壓(4.2V)電流1/20C時所充進之容量(所學到的容

9、量).Cycle Count (循環(huán)使用次數(shù)): 指 battery pack 經過充放電次數(shù)(一般會設定85%容量以上更新)6鋰離子電池簡介789CID & Sealing Structure-B type10Polymer電池的優(yōu)缺點相對于鋰離子電池，鋰聚合物電池的特點如下： 1. 無電池漏液問題,其電池內部不含液態(tài)電解液,使用膠態(tài)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(tài)電解質的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓，高分子電池。 6.

10、 由于本身無液體，可在單顆內做成多層組合來達到高電壓。 7. 容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。11Polymer電池的優(yōu)缺點缺點1.價格高2.經過多次充放電后，電池的膨脹度高。設計時需要考慮電池的膨脹冗余空間。3. 尺寸多變也成了致命傷,代表非業(yè)界一般標準品,成本勢必較為昂貴,此外不一定找得到第二家有生產一樣的型號12Electrical appendixVoltage Safety1st OVP 2nd OVPCurrent Safety1st OCP2nd OCPCurrent FuseLPSThermal Safety1st OTPThermal-VideoAdvantage of

11、 two thermistorsWhy dont use thermal-statImpedanceLeakageNew IdealCircuit SchematicKey partsBOM13Circuit14PART NAMEVendorUL Number .QTY.LOCATIONG-IC BQ2084DBT TSSOP-8V:1.33 (Lead Free)Texas InstrumentsNA1U3P-IC BQ29312TSSOP-24 PWR(LEADFREE)Texas InstrumentsNA1U2P-IC S-BQ29400TSSOP 8 (LEAD FREE)Texas

12、 InstrumentsNA1U1MOSFET P-CH TPC8107LSOP-8 (Leadfree)TOSHIBANA2Q2,Q3MOSFET P-CH AO4425SOP-8 (Leadfree)Alpha & Omega SemiconductorNA0Q2,Q3SE-FUSE D6X(Lead-free)NECE717471F1RES 1W 10m ohm 1% 2512(LeadFree)DALENA1R43Key Part15Safety OVP (Over Voltage Protection )BATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ2084

13、Gauge ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FETAO4425C-FET1st OVPVcell 4.28VC-FET actVcell 4.28VAO4425C-FETSE-FuseBQ29312Protect IC1st OVP Release All Vcell 4.35VSE-Fuse actVcell 4.35VNon-recoverable!Charge BatteryCharge BatteryBQ29400Second Protection IC16Safety UVP (Under Voltage Protection )BATT+GNDI2CSense Resi

14、stanceSE-FuseBQ2084Gauge ICBQ29400Second Protection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FETUVPVcell 2.5VD-FET actVcell 3VUVP Release All Vcell 3V& provide a charge actionCharge Battery detect current 20mA17Safety OCCP (Over Charge Current Protection )BATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ29312Protect ICBQ29400Secon

15、d Protection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FETCharge Current 4AI2COCCPCharge Current 4AC-FET actAO4425C-FETAO4425C-FETBQ2084Gauge ICOCCP Release Delay Time 3060secOr provide a discharge action18Safety ODCP (Over Discharge Current Protection )BATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ29312Protect ICBQ29400Second P

16、rotection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FET1st ODCPDischarge Current -6.5 -7A D-FET actAO4425D-FETAO4425C-FETI2CDischarge Current-6.5 -7ABQ2084Gauge ICOCCP Release Delay Time 3060secOr provide a charge action19Safety ODCP (Over Discharge Current Protection )BATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ29312Protect I

17、CBQ29400Second Protection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FET2nd ODCPDischarge Current -8 -10A/ -35A22% D-FET actAO4425D-FETAO4425C-FETBQ2084Gauge ICDischarge Current-8 -10A-35A22%OCCP Release Delay Time 3060secOr provide a charge action20Safety Short & Reverse ChargeBATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ29312P

18、rotect ICBQ29400Second Protection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FETAO4425D-FETAO4425C-FETBQ2084Gauge ICShort & Reverse ProtectDischarge Current 30A/ 0.9msD-FET actDischarge CurrentShort/Reverse 30AOCCP Release Delay Time 3060secOr provide a charge actionReverse Release Remove reverse charge21Safety OTP (Over Temperature Protection ) BATT+GNDI2CSense ResistanceSE-FuseBQ29312Protect ICBQ29400Second Protection ICRT1RT2SMDSMCAO4425D-FETBQ2084Gauge ICCharge OTPCell Temperature 60C-FET/ D-FET actOTP Re