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鋰離子電池充電、放電過程和電池保護板的工作原理

鉅大LARGE  |  點擊量:74次  |  2020年09月30日  

摘要
1、鋰電池充電過程鋰電池工作原理電池的正極由鋰離子生成,生成的鋰離子從正極跳進電解液里,通過電解液爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,運動到負極,與早就通

1、鋰離子電池充電過程


鋰離子電池工作原理


電池的正極由鋰離子生成,生成的鋰離子從正極跳進電解液里,通過電解液爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,運動到負極,與早就通過外部電路跑到負極的電子結合在一起?!裾龢O上發生的反應為:LiCoO2==充電==Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)●負極上發生的反應為:6C+XLi++Xe=====LixC6在充電的過程中,Li+從正極LiCoO2中脫出,進入電解液,在充電器附加的外電場用途下向負極移動,依次進入石墨或焦炭C組成的負極,在負極形成LiC化合物。2、鋰離子電池放電過程


放電時電子和Li+都是同時行動的,方向相同但路徑不同,電子從負極通過外部電路跑到正極;鋰離子Li+從負極跳進電解液里,爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,游泳到達正極,與早就跑過來的電子結合在一起。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。


3、電池保護板


顧名思義,電池保護板重要是針對可充電電池(一般指鋰離子電池)起保護用途的集成電路板。鋰離子電池(可充型)之所以要保護,是由于鋰離子電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰離子電池總會有保護板和一片電流保險器出現。為電池板保護電路。PTC:正溫度系數熱敏電阻;NTC:負溫度系數熱敏電阻,在環境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備能夠及時反應,控制內部中斷而停止充放電;U1為電路保護芯片,U2為兩個反接的MOSFET開關。正常狀態下電池板U1的CO和DO都輸出高電壓,兩個MOSFET都處于打開狀態,電池可以自由充放電。


充電保護簡化原理圖


過充電保護:當U1檢測到電池電壓達到過充保護門限,CO管腳輸出低電平,MOS管開關2由導通轉為關閉,充電回路關斷,充電器無法再對電池充電,從而實現過充保護。


過放電保護:在電池放電過程中,當U1檢測到電池電壓低于過放保護門限時,DO腳由高電平轉變為低電平,MOS管開關1關閉,使電池無法再放電;過放電保護狀態下電池電壓不能再降低,要求保護電路的電流極小,控制電路進入低功耗。過流保護:正常情況下,電池對負載進行放電,電流經過兩個串聯的MOS管開關,VM管腳檢測到兩個MOS管的壓降電壓為U。若負載因某種原因導致U異常,使回路電流增大,當U大于一定值時,DO管腳由高電壓轉變為低電壓,MOS管開關1關閉,從而使放電回路電流為零,達到過電流保護用途。



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