如何设计安全的锂铁电池保护电路?
来源：宝鄂实业
2019-12-15 21:59
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如何设计安全的锂铁电池保护电路?在设计需要使用锂电池的产品时，我们需要设计锂电池的保护电路，只有在此基础上才能设计充电电路。锂铁电池的应用极大地推动了电池管理和电池保护电路的设计与开发。锂电池应用必须有复杂的控制电路，才能有效地防止电池过充、过放电和过电流状态。
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如何设计安全的锂铁电池保护电路?
随着各行业锂离子电池消费的快速增长，电池的安全性能日益突出。锂离子电池不仅要求具有良好的充放电性能，还要求具有更高的安全性能。锂离子电池的性能主要取决于电池所用材料的结构和性能。这些内部材料包括阴极材料、电解质、膜和阳极材料。正极和负极材料的选择和质量直接决定了锂离子电池的性能和价格。因此，廉价高性能的正极和负极材料的研究一直是锂电池行业关注的焦点。
锂铁电池的保护功能通常是通过保护电路板与PTC的配合来完成的。该保护板由电子元件组成，能在-40℃~ +85℃准确监测电池电压和充放电电路电流，及时控制电流电路的通断。PTC的主要功能是保护电池在高温环境下不发生燃烧、爆炸等恶性事故。
锂电池保护电路通常由控制IC、MOs开关管、熔断器、电阻、电容等元件组成，如图2所示。在正常情况下,控制IC控制MOs开关管输出信号传导,细胞和外部电路传导,当电池电压或电路电流超过指定值时,它会立即控制MOs管关闭,以保护细胞的安全。
锂电池需要做过压充电保护、过压放电保护、过流保护、短路保护。所以在设计锂电池保护电路时，至少要实现以上的保护功能。
锂电池保护电路设计
由于锂铁电池的化学特性,在正常使用的过程中,其内部化学的积极反应之间的相互转换电力和化学能量,但在一定条件下,如过度充电、过放电和过电流将会导致电池内部的化学反应,副作用增加后,将严重影响电池的性能和使用寿命,并能产生大量的气体,使电池内部压力在爆炸后迅速增加而引起的安全问题，所以所有的锂铁电池都需要一个保护电路，用来对电池的充放电进行有效的监控，在一定的条件下，充放电电路是关闭的，以防止对电池的损坏。
锂铁电池保护电路包括过充保护、过流/短路保护和过放电保护，对过充保护精度要求高，IC功耗低，电阻高，零电压可充电。
锂电池保护电路工作原理
假冒伪劣锂电池有严重的质量事故，这些假冒伪劣锂电池有可能出现过充、过释的问题，从而导致爆炸，也有可能发生内部电路短路，导致爆炸。然而，有一种产品可以有效地防止锂电池内部电路的过充、过放电和短路，那就是锂电池屏蔽。
对锂电池保护板也有保护电池，避免电池过充功能。当外部电源继续快速给电池充电时，锂电池保护面板会起到保护作用。当锂电池内部充电达到饱和时，锂电池保护面板内部电路会自动切断外部电源进行快速充电。所以外部电源无法进入电池。这正是锂电池保护板保护电池过充的原理。
