鋰電池過(guò)度保護(hù)原理,鋰電池保護(hù)板的工作原理

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-03-16 11:15  瀏覽量：次

鋰電池過(guò)度保護(hù)原理，鋰電池保護(hù)板的工作原理。鋰離子電池供電設(shè)備的安全性是人們目前最為關(guān)注的問(wèn)題,所以對(duì)其的保護(hù)就非常重要。鋰電池保護(hù)板可以保護(hù)鋰電池防止出現(xiàn)過(guò)充電、過(guò)放電或短路所引起的大電流放電。

鋰電池過(guò)度保護(hù)原理

鋰離子電池的保護(hù)電路是由保護(hù)IC及兩顆功率MOSFET所構(gòu)成，其中保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓，當(dāng)有過(guò)度充電及放電狀態(tài)時(shí)切換到以外掛的功率MOSFET來(lái)保護(hù)電池，保護(hù)IC的功能有過(guò)度充電保護(hù)、過(guò)度放電保護(hù)和過(guò)電流／短路保護(hù)。

一、過(guò)度充電保護(hù)

過(guò)度充電保護(hù)IC的原理為：當(dāng)外部充電器對(duì)鋰電池充電時(shí)，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(shí)，保護(hù)IC需檢測(cè)電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V時(shí)（假設(shè)電池過(guò)充點(diǎn)為4.25V）即激活過(guò)度充電保護(hù)，將功率MOSFET由開(kāi)轉(zhuǎn)為切斷，進(jìn)而截止充電。

另外，還必須注意因噪音所產(chǎn)生的過(guò)度充電檢出誤動(dòng)作，以免判定為過(guò)充保護(hù)。因此，需要設(shè)定延遲時(shí)間，并且延遲時(shí)間不能短于噪音的持續(xù)時(shí)間。

二、過(guò)度放電保護(hù)

在過(guò)度放電的情況下，電解液因分解而導(dǎo)致鋰電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低。采用鋰電池保護(hù)IC可以避免過(guò)度放電現(xiàn)象產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)電池保護(hù)功能。

過(guò)度放電保護(hù)IC原理：為了防止鋰電池的過(guò)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(guò)度放電電壓檢測(cè)點(diǎn)（假定為2.3V）時(shí)將激活過(guò)度放電保護(hù)，使功率MOSFET由開(kāi)轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹?，以避免鋰電池過(guò)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(jī)模式，此時(shí)的電流僅0.1μA。

鋰電池保護(hù)板的工作原理

鋰電池保護(hù)板原理作為鋰電芯的安全保護(hù)器件,既要在設(shè)備的正常工作電流范圍內(nèi),能可靠工作,又要在當(dāng)電池被意外短路或過(guò)流時(shí)能迅速動(dòng)作,使電芯得到保護(hù)。在鋰電池保護(hù)板原理正常的情況下，Vdd為高電平，Vss,VM為低電平，DO、CO為高電平，當(dāng)Vdd,Vss,VM任何一項(xiàng)參數(shù)變換時(shí)，DO或CO端的電平將發(fā)生變化。

鋰電池保護(hù)板根據(jù)使用IC,電壓等不同而電路及參數(shù)有所不同,保護(hù)板有兩個(gè)核心部件：一塊保護(hù)IC，它是由精確的比較器來(lái)獲得可靠的保護(hù)參數(shù)；另外是MOSFET串在主充放電回路中擔(dān)當(dāng)高速開(kāi)關(guān)，執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。

我們使用的鋰電池其實(shí)是由內(nèi)部幾個(gè)小的鋰電池并聯(lián)在一塊所組成的。在內(nèi)部鋰電池的縫隙間有幾塊像塑料一樣的板將它們隔開(kāi)。這幾塊小塑料一樣的板其實(shí)是鋰電池保護(hù)板。其實(shí)鋰電池保護(hù)板并不是由塑料構(gòu)成的。

鋰電池保護(hù)板為什么能保護(hù)鋰電池？

1.鋰離子電池在電壓到4.2V時(shí)，如果繼續(xù)充電，正極結(jié)構(gòu)會(huì)部分坍塌，永久性的損失容量，如果仍繼續(xù)充電，容易產(chǎn)生枝晶，刺破隔膜，導(dǎo)致電芯正負(fù)極短路，進(jìn)而引發(fā)燃燒爆炸;

2.鋰離子電池在電壓低到2.4V時(shí)，部分材料會(huì)被動(dòng)損壞，如果繼續(xù)放電，既會(huì)造成容量的損失，更會(huì)造成壽命的損失。一般深度放電到2.75V就截止，而3V到2.75V只占3%，所以一般都做到3V保護(hù);

3.鋰離子比較活躍，如果溫度過(guò)高，會(huì)大大降低電池的壽命;

4.電流也會(huì)對(duì)電芯產(chǎn)生影響，比如放電時(shí)電流過(guò)大，正負(fù)極發(fā)生反應(yīng)時(shí)序混亂，容易導(dǎo)致類似于過(guò)充電壓，產(chǎn)生枝晶，造成報(bào)廢。

基于以上四點(diǎn)，保護(hù)板需要做到充放電電壓保護(hù)，電流保護(hù)，溫度保護(hù)等;做到以上幾點(diǎn)保護(hù)板自然就能對(duì)鋰電池產(chǎn)生保護(hù)。