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          鋰離子電池?zé)岜Wo(hù)簡(jiǎn)述

          作者: 時(shí)間:2017-10-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            在眾多鋰離子保護(hù)方案中,多級(jí)保護(hù)方案一直被廣泛采用,以獲得鋰離子電池的高安全性。通常多級(jí)保護(hù)均包含主動(dòng)和被動(dòng)保護(hù)方案,控制的基本參數(shù)大多是電壓、電流和溫度。近年來(lái),由于能量密度的提升受限,為滿(mǎn)足客戶(hù)的使用要求,因此快速充電迅速普及。從設(shè)計(jì)習(xí)慣和認(rèn)證測(cè)試角度來(lái)看,客戶(hù)往往更關(guān)注電壓的監(jiān)測(cè)和保護(hù),而忽視之前較多采用的被動(dòng)保護(hù)器件,如 和 MHP-TA 等過(guò)溫度保護(hù)性能,它們采用兩套 IC+Mos 主動(dòng)保護(hù)方案和 溫度監(jiān)測(cè)。這樣的設(shè)計(jì)是否存在不合理性,業(yè)界尚有爭(zhēng)論。本文試從實(shí)際使用角度略談一二。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/368931.htm

            如圖1所示,鋰離子電池在生產(chǎn)過(guò)程中采用陳化等機(jī)制,會(huì)將部分缺陷產(chǎn)品提前暴露出來(lái),使得投入市場(chǎng)的產(chǎn)品具有相對(duì)較低的瞬時(shí)失效率。然而隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)或者循環(huán)次數(shù)的增加,鋰離子電池由于化學(xué)反應(yīng)和應(yīng)力等因素,內(nèi)部材料開(kāi)始老化,直觀的表現(xiàn)為容量衰減、體積增大膨漲及內(nèi)阻增高。

            圖1:“浴盆”曲線

            在電池壽命的末期,電池的內(nèi)阻可能出現(xiàn)異常升高,此時(shí)維持高功率的輸入輸出必然帶來(lái)溫度的升高。一般而言,溫度每升高 10℃,化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)增加約一倍,而化學(xué)反應(yīng)加快將帶來(lái)電池的加速老化。換而言之,這是一個(gè)“自催化”的惡性循環(huán)。

            目前的設(shè)計(jì)過(guò)度依賴(lài) 的主動(dòng)溫度監(jiān)測(cè),而缺乏被動(dòng)的過(guò)溫度保護(hù)。這樣的設(shè)計(jì)是建立在電池溫度分布均勻且熱傳導(dǎo)快的假設(shè)之上,而實(shí)際上這兩點(diǎn)都是較難達(dá)到的。電池的內(nèi)部溫度需要傳導(dǎo)至板子上的 上才能有效地“通知”主動(dòng)器件做出反應(yīng),而這個(gè)過(guò)程伴隨著較長(zhǎng)的時(shí)間和溫度差。MHP-TA 和 Strap P 由于與極耳直接連接,且電池高速熱傳導(dǎo)通路與電流回路一致,是最快的感測(cè)電池內(nèi)部溫度異常的方案。因而也是理想的被動(dòng)溫度保護(hù)器件。

            電池安全周期是從設(shè)計(jì)開(kāi)始,以電池報(bào)廢回收結(jié)束。設(shè)計(jì)方案應(yīng)該考慮鋰離子電池全使用周期的異常情況,充分考量和評(píng)價(jià)保護(hù)方案。



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