鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年02月05日
如何設計安全的鐵鋰離子電池保護電路
隨著鋰離子電池在各個行業用量的迅速激增,電池的安全性能也日益突出,不僅要求鋰離子電池具有優異的充、放電性能,還要求具有更高的安全性能。鋰離子電池的性能重要取決于所用電池內部材料的結構和性能。這些電池內部材料包括負極材料、電解質、隔膜和正極材料等。其中正、負極材料的選擇和質量直接決定鋰離子電池的性能與價格。因此廉價、高性能的正、負極材料的研究一直是鋰離子電池行業發展的重點。
鐵鋰離子電池的保護功能通常由保護電路板和PTC協同完成,保護板由電子元件組成,在-40℃~+85℃的環境下時刻準確地監視電芯的電壓和充放電回路的電流,并及時控制電流回路的通斷;PTC的重要用途是在高溫環境下進行保護,防止電池發生燃燒、爆炸等惡性事故。
鋰離子電池保護電路通常由控制IC、MOs開關管、熔斷保險絲、電阻、電容等元件組成,如圖2所示。正常的情況下,控制IC輸出信號控制MOs開關管導通,使電芯與外電路導通,當電芯電壓或回路電流超過規定值時,它立即控制MOS管關斷,以保護電芯的安全。
鋰離子電池要做過電壓充電保護、過電壓放電保護、過流放電保護、短路保護等。所以我們在設計鋰離子電池保護電路的時候,至少要實現以上保護功能。
鋰離子電池保護電路設計
由于鐵鋰離子電池的化學特性,在正常使用過程中,其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應,但在某些條件下,如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應,該副反應加劇后,會嚴重影響電池的性能與使用壽命,并可能出現大量氣體,使電池內部壓力迅速增大后爆炸而導致安全問題,因此所有的鐵鋰離子電池都要一個保護電路,用于對電池的充、放電狀態進行有效監測,并在某些條件下關斷充、放電回路以防止對電池發生損害。
鐵鋰離子電池保護電路包括過度充電保護、過電流/短路保護和過放電保護,要求過充電保護高精密度、保護IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。
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