經常關注筆記本市場的網友，一定對2006發生的索尼電池召回事件印象深刻。作為全球第二大筆記本電池生產廠商，索尼在06年短短4個月的時間裏，對電池的召回數量就接近1000萬。而在全球筆記本搭配的鋰電池中
，索尼生產的電池市場占有率高達25%，因yin此ci此ci次ci事shi件jian的de負fu麵mian影ying響xiang很hen大da。在zai隨sui後hou的de幾ji年nian中zhong多duo家jia知zhi名ming電dian腦nao公gong司si規gui模mo巨ju大da的de召zhao回hui行xing動dong，更geng加jia重zhong了le消xiao費fei者zhe對dui鋰li電dian池chi安an全quan性xing的de擔dan憂you和he思si考kao。

隨著便攜式設備不斷小型化、qinglianghuahegaoxingnenghuaderiyitigao
，zuoweiqidianyuandeercidianchishichangzhengxunsutuokuan，erlilizidianchidezhongduoyoudianshiqichengweileercidianchidezhuliuchanpin。jutongji，lilizidianchidequanqiuxuqiuyida13億yi隻zhi
，並bing隨sui著zhe應ying用yong領ling域yu的de不bu斷duan擴kuo展zhan，這zhe一yi數shu據ju在zai逐zhu年nian遞di增zeng。正zheng因yin如ru此ci
，隨sui著zhe鋰li離li子zi電dian池chi在zai各ge個ge行xing業ye用yong量liang的de迅xun速su激ji增zeng
，電dian池chi的de安an全quan性xing能neng也ye日ri益yi突tu出chu，不bu僅jin要yao求qiu鋰li離li子zi電dian池chi具ju有you優you異yi的de充chong、放電性能，還要求具有更高的安全性能。

nalidianchidaodiweishenmefashengqihuoshenzhibaozhane
，youshenmecuoshikeyibimianhedujuema
？dianziyuanjianjishuwangjingxinsoujihezhenglishequneilidianchijishuwenzhang
，cicibenyuetanjujiaolidianchizhinengchongfangdianguanlihe電路保護設計，涉及鋰電池材料結構、鋰電池工作原理、鋰電池智能充放電管理、鋰電池保護電路設計等多個方麵，解析鋰電池製造工藝、散熱設計、低功耗設計技巧對產品安全性的影響
，結合鋰電池在電動車保護電路設計案例，幫助工程師解決設計中的難點和挑戰。

如筆記本電池爆炸

，不僅同其中所用的鋰電池電芯的生產工藝有關
，也同電池內封裝的電池保護板
、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。

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％左(zuo)右(you)，正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)價(jia)格(ge)的(de)降(jiang)低(di)直(zhi)接(jie)決(jue)定(ding)著(zhe)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)價(jia)格(ge)的(de)降(jiang)低(di)。對(dui)鋰(li)離(li)子(zi)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)尤(you)其(qi)如(ru)此(ci)。比(bi)如(ru)一(yi)塊(kuai)手(shou)機(ji)用(yong)的(de)小(xiao)型(xing)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)大(da)約(yue)隻(zhi)需(xu)要(yao)5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。

鋰電池幾種正極材料的優缺點：http://wap.0-fzl.cn/club/space.php?uid=633&do=blog&id=9124

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。原yuan理li雖sui然ran很hen簡jian單dan，然ran而er在zai實shi際ji的de工gong業ye生sheng產chan中zhong，需xu要yao考kao慮lv的de實shi際ji問wen題ti要yao多duo得de多duo：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子
；填充在正負極之間的電解液，除了保持穩定
，還需要具有良好導電性，減小電池內阻。

雖然鋰離子電池有以上所說的種種優點
，但它對保護電路的要求比較高
， 在使用過程中應嚴格避免出現過充電、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。

鋰電池充放電幾點誤區：http://wap.0-fzl.cn/club/space.php?uid=633&do=blog&id=9125
鋰電池在線充放電管理電路的設計：http://wap.0-fzl.cn/bbs/viewthread.php?tid=35794

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、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應,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原理分析：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80007014
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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。

鋰電池保護電路綜述：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80007028
多節鋰離子電池的充放電保護：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80005803  

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( PowerManagement, PM ) 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。

鋰離子電池用保護電路的低功耗設計：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80002815

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。

電動自行車鋰電池充放電保護方案：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80007029
電動汽車用鋰離子電池進展簡析：http://wap.0-fzl.cn/art/artinfo/id/80006452

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