鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:472次 | 2023年06月21日
解析鋰離子電池的設(shè)計(jì)規(guī)范
由于世界上有數(shù)以億計(jì)的手機(jī),安全防護(hù)的失敗率必須低于1億分之一才安全。因?yàn)殡娐钒宓墓收下室话氵h(yuǎn)遠(yuǎn)高于一億分之一。因此,電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì),必須有兩條以上的安全線。一個(gè)常見的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是將充電器(適配器)直接用于充電池包。這使得過充的保護(hù)完全在電池包的保護(hù)板上。雖然防護(hù)板的故障率不高,但是,即使故障率低到百萬分之一,世界上每天都會(huì)發(fā)生爆炸事故的概率。假如電池系統(tǒng)能供應(yīng)過充、過放電和過流兩種安全保護(hù),每一種保護(hù)的故障率為萬分之一,通過兩種保護(hù),故障率可降低到一億分之一。
電池充電系統(tǒng)的一般框圖如下圖所示,包括充電器和電池包。充電器由適配器和充電控制器兩部分組成。適配器將ac轉(zhuǎn)換成dc,充電控制器限制dc的最大電流和電壓。電池包包含一個(gè)保護(hù)板和一個(gè)電池,以及一個(gè)PTC來限制最大電流。適配器的交直流功能:電氣控制器的電流極限和電壓極限。充電器功能:保護(hù)板過充、過放電、過電流保護(hù)。
電池包功能:限流器。以手機(jī)電池系統(tǒng)為例。過充保護(hù)系統(tǒng)利用充電器的輸出電壓設(shè)置在4.2v左右來實(shí)現(xiàn)第一層保護(hù),這樣即使電池上的保護(hù)板失效,電池也不會(huì)發(fā)生過充和危險(xiǎn)。第二種保護(hù)是保護(hù)板上的過充保護(hù)功能,一般設(shè)置在4.3v。這樣,保護(hù)板通常不負(fù)責(zé)切斷充電電流,只有當(dāng)充電器電壓異常高時(shí),才要?jiǎng)幼?。過流保護(hù)由保護(hù)板和限流器組成,同時(shí)也是預(yù)防過流和外部短路的兩個(gè)屏蔽。因?yàn)檫^放電只會(huì)發(fā)生在電子產(chǎn)品使用的過程中。因此,一般的設(shè)計(jì)是由這個(gè)電
子產(chǎn)品的電路板供應(yīng)第一保護(hù),電池包上的保護(hù)板供應(yīng)第二保護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品檢測到電源電壓低于3.0v時(shí),應(yīng)自動(dòng)關(guān)機(jī)。若產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)未考慮此功能,則當(dāng)電壓降至2.4v時(shí),保護(hù)板將關(guān)閉放電電路。
概述:電池系統(tǒng)設(shè)計(jì),必須具備過充、過放、過流兩種電子保護(hù)功能。拆下防護(hù)罩并沖鋒。假如電池爆炸,這是一個(gè)糟糕的設(shè)計(jì)。雖然以上辦法供應(yīng)了兩種保護(hù),但由于消費(fèi)者經(jīng)常購買非原裝充電器在充電器壞掉后進(jìn)行充電,充電器為了降低成本往往會(huì)將充電控制器拆下。結(jié)果,壞錢驅(qū)逐了好錢,市場上有很多壞充電器。這就消除了第一道也是最重要的一道防線,使其免于過度充電。而過充是導(dǎo)致電池爆炸的最重要因素,因此劣質(zhì)充電器可以說是電池爆炸的罪魁禍?zhǔn)?。?dāng)然,并不是所有的電池系統(tǒng)都采用上述辦法。在某些情況下,電池包也有充電控制器設(shè)計(jì)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
例如,許多筆記本電腦的電池棒上都有一個(gè)充電控制器。這是因?yàn)楣P記本電腦通常內(nèi)置了充電控制器,消費(fèi)者只能使用一個(gè)適配器。因此,筆記本電腦的外部電池包必須有一個(gè)充電控制器,以確保使用適配器充電時(shí)外部電池包是安全的。此外,汽車點(diǎn)煙器使用的充電產(chǎn)品,有時(shí)也會(huì)在充電控制器中制成電池包。
最后一道防線:假如電子防御失敗,最后一道防線由細(xì)胞供應(yīng)。電池的安全等級(jí)大致可以根據(jù)電池是否可以通過外部短路和過充進(jìn)行隔離來劃分。這是因?yàn)椋偃玟囋釉诒ㄇ岸逊e在電池表面,電池的能量會(huì)更大。此外,過充保護(hù)往往是由于消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只有一道防線,因此,抗過充能力比抗外部短路能力更重要。與鋼殼相比,鋁殼具有較高的安全性能。