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锂电池过度保护原理,锂电池保护板的工作原理是什么!
锂电池过度保护原理,锂电池保护板的工作原理是什么!
  • 发布时间:2020-03-16 16:05

锂电池过度保护原理,锂电池保护板的工作原理是什么!

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锂电池过度保护原理,锂电池保护板的工作原理。锂离子电池供电设备的安全性是人们目前最为关注的问题,所以对其的保护就非常重要。锂电池保护板可以保护锂电池防止出现过充电、过放电或短路所引起的大电流放电。
 
锂电池过度保护原理
锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护。
 
一、过度充电保护
过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态。此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOSFET由开转为切断,进而截止充电。
 
另外,还必须注意因噪音所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护。因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪音的持续时间。
 
二、过度放电保护
在过度放电的情况下,电解液因分解而导致锂电池特性劣化,并造成充电次数的降低。采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象产生,实现电池保护功能。
 
过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为切断而截止放电,以避免锂电池过度放电现象产生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1μA。
 
 
锂电池保护板的工作原理
锂电池保护板原理作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护。在锂电池保护板原理正常的情况下,Vdd为高电平,Vss,VM为低电平,DO、CO为高电平,当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换时,DO或CO端的电平将发生变化。
 
锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。
 
我们使用的锂电池其实是由内部几个小的锂电池并联在一块所组成的。在内部锂电池的缝隙间有几块像塑料一样的板将它们隔开。这几块小塑料一样的板其实是锂电池保护板。其实锂电池保护板并不是由塑料构成的。
 
锂电池保护板为什么能保护锂电池?
1.锂离子电池在电压到4.2V时,如果继续充电,正极结构会部分坍塌,永久性的损失容量,如果仍继续充电,容易产生枝晶,刺破隔膜,导致电芯正负极短路,进而引发燃烧爆炸;
 
2.锂离子电池在电压低到2.4V时,部分材料会被动损坏,如果继续放电,既会造成容量的损失,更会造成寿命的损失。一般深度放电到2.75V就截止,而3V到2.75V只占3%,所以一般都做到3V保护;
 
3.锂离子比较活跃,如果温度过高,会大大降低电池的寿命;
 
4.电流也会对电芯产生影响,比如放电时电流过大,正负极发生反应时序混乱,容易导致类似于过充电压,产生枝晶,造成报废。
 
基于以上四点,保护板需要做到充放电电压保护,电流保护,温度保护等;做到以上几点保护板自然就能对锂电池产生保护。
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