目mu前qian鋰li電dian池chi起qi火huo爆bao炸zha層ceng出chu不bu窮qiong，有you什shen麼me措cuo施shi可ke以yi避bi免mian和he杜du絕jue嗎ma

？而er事shi實shi上shang
，筆bi記ji本ben電dian池chi爆bao炸zha，不bu僅jin同tong其qi中zhong所suo用yong的de鋰li電dian池chi電dian芯xin的de生sheng產chan工gong藝yi有you關guan，也ye同tong電dian池chi內nei封feng裝zhuang的de電dian池chi保bao護hu板ban
、筆bi記ji本ben電dian腦nao的de充chong放fang電dian管guan理li電dian路lu以yi及ji筆bi記ji本ben的de散san熱re設she計ji有you關guan。筆bi記ji本ben電dian腦nao不bu合he理li的de散san熱re設she計ji和he充chong放fang電dian管guan理li

，將jiang使shi電dian池chi電dian芯xin過guo熱re，從cong而er大da大da增zeng加jia了le電dian芯xin的de活huo性xing，同tong時shi增zeng加jia了le爆bao炸zha、燃燒的幾率。

 原理及安全設置方法

1
、鋰電池材料構成及性能探析

首(shou)先(xian)我(wo)們(men)來(lai)了(le)解(jie)一(yi)下(xia)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)材(cai)料(liao)構(gou)成(cheng)，鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)所(suo)用(yong)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)和(he)性(xing)能(neng)。這(zhe)些(xie)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)材(cai)料(liao)包(bao)括(kuo)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)、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。

負極材料一般選用碳材料，目前的發展比較成熟。而正極材料的開發已經成為製約鋰離子電池性能進一步提高、價格進一步降低的重要因素。在目前的商業化生產的鋰離子電池中，正極材料的成本大約占整個電池成本的40%zuoyou，zhengjicailiaojiagedejiangdizhijiejuedingzhelilizidianchijiagedejiangdi。duililizidonglidianchiyouqiruci。biruyikuaishoujiyongdexiaoxinglilizidianchidayuezhixuyao5克左右的正極材料，而驅動一輛公共汽車用的鋰離子動力電池可能需要高達500千克的正極材料。

盡管從理論上能夠用作鋰離子電池正極材料種類很多，常見的正極材料主要成分為 LiCoO2，充chong電dian時shi，加jia在zai電dian池chi兩liang極ji的de電dian勢shi迫po使shi正zheng極ji的de化hua合he物wu釋shi出chu鋰li離li子zi
，嵌qian入ru負fu極ji分fen子zi排pai列lie呈cheng片pian層ceng結jie構gou的de碳tan中zhong。放fang電dian時shi
，鋰li離li子zi則ze從cong片pian層ceng結jie構gou的de碳tan中zhong析xi出chu

，重zhong新xin和he正zheng極ji的de化hua合he物wu結jie合he。鋰li離li子zi的de移yi動dong產chan生sheng了le電dian流liu。這zhe就jiu是shi鋰li電dian池chi工gong作zuo的de原yuan理li。

第二頁：如何設置安全的鋰電池保護電路（二）
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2、鋰電池充放電管理設計

鋰li電dian池chi充chong電dian時shi

，加jia在zai電dian池chi兩liang極ji的de電dian勢shi迫po使shi正zheng極ji的de化hua合he物wu釋shi出chu鋰li離li子zi
，嵌qian入ru負fu極ji分fen子zi排pai列lie呈cheng片pian層ceng結jie構gou的de碳tan中zhong。放fang電dian時shi，鋰li離li子zi則ze從cong片pian層ceng結jie構gou的de碳tan中zhong析xi出chu，重zhong新xin和he正zheng極ji的de化hua合he物wu結jie合he。鋰li離li子zi的de移yi動dong產chan生sheng了le電dian流liu。雖sui然ran鋰li離li子zi電dian池chi有you以yi上shang所suo說shuo的de種zhong種zhong優you點dian，但dan它ta對dui保bao護hu電dian路lu的de要yao求qiu比bi較jiao高gao，在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong應ying嚴yan格ge避bi免mian出chu現xian過guo充chong電dian


、過放電現象
，放電電流也不宜過大
，一般而言，放電速率不應大於0.2C。鋰電池的充電過程如圖所示。在一個充電周期內， 鋰離子電池在充電開始之前需要檢測電池的電壓和溫度， 判斷是否可充。如果電池電壓或溫度超出製造商允許的範圍，則禁止充電。允許充電的電壓範圍是：每節電池2.5V~4.2V。

在電池處於深放電的情況下，必須要求充電器具有預充過程，使電池滿足快速充電的條件;然後，根據電池廠商推薦的快速充電速度
，一般為1C
，充電器對電池進行恒流充電，電池電壓緩慢上升;一旦電池電壓達到所設定的終止電壓（一般為4.1V或4.2V），恒流充電終止
，充電電流快速衰減，充電進入滿充過程;在滿充過程中，充電電流逐漸衰減
，直到充電速率降低到C/10以下或滿充時間超時時
，轉入頂端截止充電; 頂端截止充電時
，充電器以極小的充電電流為電池補充能量。頂端截止充電一段時間後

，關閉充電。

3、鋰電池保護電路設計

由於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guo放fang電dian和he過guo電dian流liu將jiang會hui導dao致zhi電dian池chi內nei部bu發fa生sheng化hua學xue副fu反fan應ying，該gai副fu反fan應ying加jia劇ju後hou，會hui嚴yan重zhong影ying響xiang電dian池chi的de性xing能neng與yu使shi用yong壽shou命ming，並bing可ke能neng產chan生sheng大da量liang氣qi體ti，使shi電dian池chi內nei部bu壓ya力li迅xun速su增zeng大da後hou爆bao炸zha而er導dao致zhi安an全quan問wen題ti
，因yin此ci所suo有you的de鋰li離li子zi電dian池chi都dou需xu要yao一yi個ge保bao護hu電dian路lu，用yong於yu對dui電dian池chi的de充chong、放電狀態進行有效監測，並在某些條件下關斷充、放電回路以防止對電池發生損害。

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。下麵的文章將詳細介紹了這三種保護電路的原理、新功能和特性要求，對工程師設計和研發保護電路有參考價值。

4、鋰電池保護電路設計案例分享

以鋰電池為供電電源的電路設計中，要求將越來越複雜的混合信號係統集成到一個小麵積芯片上，這必然給數字、模擬電路提出了低壓、低功耗問題。在功耗和功能的製約中，如何取得最佳的設計方案也是當前功耗管理技術的一個研究熱點。另一方麵
， 鋰電池的應用也極大地推動了相應電池管理、電池保護電路的設計開發。鋰電池應用時必須要有複雜的控製電路，來有效防止電池的過充電、過放電和過電流狀態。

從電動自行車能源轉變趨勢論述了采用超低功耗、高性能MSP430F20X3設計電動自行車的鋰電池充、放電保護電路的方案。該方案從係統架構、充放電電路
、檢測及保護電路設計的每一個細節論述設計的全過程，為電動自行車電源的設計者提供了比較全麵的參考。

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