電池基本知識課件

電池的基本知識

電芯的常識鋰離子電池保護(hù)電路分析電芯的檢測電池的技術(shù)參數(shù)電池線路板的解析電池的其它組件一些常見電路問題的解析電芯的常識

①鎳氫1.16-1.4V,n×(1.28+/-0.12V)內(nèi)阻≤25mΩ②鋰電3.65-3.95V,n×(3.8+/-0.15V)內(nèi)阻≤70mΩ③特殊電壓要求具體型號有:9A9,939,620,C630,820,R768等,其電芯電壓要求在3.95-4.00V之間,是為了滿足恒壓點(diǎn)測試。穩(wěn)壓點(diǎn)電壓太高會(huì)造成手機(jī)在充電時(shí),手機(jī)顯示電量滿格閃爍報(bào)警等現(xiàn)象.④電芯厚度尺寸對某些電芯需進(jìn)行厚度測試,,一般按電池內(nèi)部空間決定，我們使用電芯厚度測試夾具進(jìn)行。鋁殼,A代表鋁殼;鋼殼,S代表鋼殼.鋁殼:輕,強(qiáng)度低,外殼為正極;鋼殼:重,強(qiáng)度高,外殼為負(fù)極.電芯正極材料:有石墨,焦炭的(內(nèi)阻略大).按外形分:扁平長方形;圓弧形;長方形及扣式.鋰電池的型號中的6位數(shù)字,前兩位為高度尺寸,中間兩位為寬度尺寸(mm),例如BYD的063048AR電芯,其高為6mm,寬度為29.9mm長度為48mm,A表示鋁殼,R表示圓弧形.型號有四位數(shù)字表示其:前兩位為直徑,后兩位為帶一位小數(shù)點(diǎn)高度尺寸.例如:LIR0225它的直徑為20mm高度為2.5mm鋰離子電池鋰離子電池是以鋰離子的儲(chǔ)存與釋放作為電能轉(zhuǎn)換介質(zhì);是電能與化學(xué)能之間轉(zhuǎn)換,現(xiàn)目前應(yīng)用最廣泛的是鋰離子電池.現(xiàn)著重介紹一下鋰鋰離子電池的一些特征：A.其標(biāo)稱電壓為3.6V,內(nèi)阻≤70mΩ同體積的容量比鎳氫高1至2倍,體積是鎳鎘的40-50%,鎳氫的20-30%B.高電壓一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V(平均值),相當(dāng)于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池.C.無污染鋰離子電池不含有諸如鎘,鉛,汞之類的有害金屬物質(zhì).D.鋰離子電池不含金屬鋰(禁止在客機(jī)攜帶鋰電池等規(guī)定的限制).E.循環(huán)壽命高在正常條件下,鋰離子電池的充放電周期可超過300次F.無記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過程中,電池的容量減少的現(xiàn)象.鋰離子電池不存在這種效應(yīng)無需放電容量較高;循環(huán)次數(shù)長;自放電率低;儲(chǔ)存時(shí)間長(大約為1至2年,但存放時(shí)間過久電芯內(nèi)阻會(huì)增大,容量也會(huì)相應(yīng)降低);G.快速充電使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器可以使鋰離子電池在一至兩個(gè)小時(shí)內(nèi)得到滿充.放電穩(wěn)定(呈現(xiàn)平滑線);重量輕;體積小及無公害等.

鋰離子電池保護(hù)電路原理圖鋰離子電池保護(hù)電路原理分析如上圖所示，該保護(hù)回路由兩個(gè)MOSFET(V1、V2)和一個(gè)控制IC（N1)外加一些阻容元件構(gòu)成?？刂艻C負(fù)責(zé)監(jiān)測電池電壓與回路電流，并控制兩個(gè)MOSTFET的柵極，MOSTFET在電路中起開關(guān)作用，分別控制著充電回路與放電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷，C3為延時(shí)電容，該電路具有過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能，其工作原理分析如下：1、正常狀態(tài)在正常狀態(tài)下電路中的N1的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓，兩個(gè)MOSTFET都處于導(dǎo)通狀態(tài)，電池可以自由地進(jìn)行充電和放電，由于MOSTFET的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此導(dǎo)通電阻對電路的性能影響很小。此狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為UA級，通常小于7UA。2、過充電保護(hù)鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過程，電壓會(huì)上升到4.2V(根據(jù)正極材料不同，有的電池要恒壓值為4.1V),轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流越來越小.

電池在被充電過程中,如果充電器電路失去控制,會(huì)使電池電壓超過4.2V后繼續(xù)恒流充電,此時(shí)電池電壓仍會(huì)繼續(xù)上升,當(dāng)電池電壓被充電至超過4.3V時(shí),電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇,會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問題.鋰離子電池保護(hù)電路原理分析在帶由保護(hù)電路的電池中,當(dāng)控制IC檢測到電池電壓達(dá)到4.28V(該值由控制IC決定,不同的IC由不同的值)時(shí),其”CO”腳將由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?使V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了充電回路,使充電器無法再對電池進(jìn)行充電,起到過充電保護(hù)作用.而此時(shí)由于V2自帶的二極管VD2的存在,電池可以通過該二極管對外部負(fù)載進(jìn)行放電.在控制IC檢測到電池電壓超過4.28V至發(fā)出關(guān)斷V2信號之間，還有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長短由C3決定，通常設(shè)為1秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。3、過放電保護(hù)電池在對外部負(fù)載放電過程中，其電壓會(huì)隨著放電過程逐漸降低，當(dāng)電池電壓降至2.5V時(shí)，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續(xù)對負(fù)載放電，將造成電池的永久性損壞。在電池放電過程中，當(dāng)控制IC檢測到電池電壓低于2.3V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筕1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池?zé)o法再對負(fù)載進(jìn)行放電，起到過放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二極管對電池進(jìn)行充電。鋰離子電池保護(hù)電路原理分析在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷V1信號之間，也有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長短由C3決定，通常為13毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。在上述控制過程中可知，其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值，還取決于MOSFET的導(dǎo)通阻抗，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通阻抗越大時(shí)，對同樣的控制IC，其過電流保護(hù)值越小5、短路保護(hù)電池在對負(fù)載放電過程中,若回路電流到大到U>0.9V(該值由控制IC決定,不同的IC由不同的值)時(shí),控制IC則判斷為負(fù)載短路,其”DO”腳將迅速由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷放電回路,起到短路保護(hù)作用.短路保護(hù)的延時(shí)時(shí)間極短,通常小與7微秒.其工作原理與過電流保護(hù)類似,只是判斷方法不同,保護(hù)延時(shí)時(shí)間也不一樣。電芯的檢測半成品測試作用：為了使報(bào)廢率降低,檢驗(yàn)員的操作是否規(guī)范化主要測試項(xiàng)目:充電,放電,接口電阻,短路保護(hù).充電：充電時(shí)電壓比空載電壓要高出0.1至0.3V放電：放電時(shí)電壓比空載電壓低0.1至0.3V.接口電阻:IdR—(普通電阻)識別作用，供給手機(jī)識別厚電\薄電鋰電,誤差為+5%,ThR:--(熱敏電阻)溫度保護(hù),誤差有+5%或是+1%.穩(wěn)壓源設(shè)定：電壓為9V,電流為300mA(常規(guī))成品測試：主要是對電池的整體電性能的測試,2002測試內(nèi)容有:OCV3.75-4.0VLCV3.7-4.0VIR90mΩ-170mΩTHR 按室溫對照熱敏電阻溫度系數(shù)表IDR 按電阻值±5%誤差計(jì)算,如:100K的測試范圍(95K---105K),有時(shí)要加上機(jī)子的誤差,如D線DPTS2002成品測試儀的電阻誤差是﹢3.5K,現(xiàn)要測100K的電阻,其范圍是:98.5K-108.5K.

電池的技術(shù)參數(shù)1.電池的放電性能:以0.2C放電,放電時(shí)間不小于5H;以1C放電不小于51MIN.一般典型值為2.75V.2.電池的充電性能:以1C或以0.2C充電,當(dāng)電池電壓達(dá)到限制電壓時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.01C,最長充電時(shí)間不大于8H,停止充電.一般典型值為4.35V.3.電池的過充性能:當(dāng)充電結(jié)束后,,以2倍的標(biāo)稱電壓,電流設(shè)為2C的外接電流持續(xù)充電8H.電池不發(fā)熱,不起火,不爆炸.4.電池的過放電性能:以0.2C放電至終止電壓2.75V,外接30歐電阻放電24H.電池不起火,不發(fā)熱,不爆炸.5.電池的短路保護(hù)性能:電池充飽后,用0.1歐電阻短路正負(fù)極1H,電池不起火,不爆炸,當(dāng)斷開后,以1C電流瞬時(shí)充電5S,用電壓表測電壓,應(yīng)大于3.6V6.高溫存活性能:在55度的環(huán)境下存放2H,以1C放電,時(shí)間大于51MIN.7.低溫存活性能:在-22度的環(huán)境下存放16H—24H,放電時(shí)間大于3H.對于聚合物電池,電池在-10度的環(huán)境下放電,放電時(shí)間大于3.5H.8.循環(huán)使用次數(shù):大于300次,每一次就是充放電的循環(huán),直至連續(xù)兩次放電時(shí)間小于36MIN.電池線路板的解析3.保護(hù)IC作用:起保護(hù)電芯電壓作用,在電路中對電芯的工作狀態(tài)時(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，它可檢測到電芯的充電電壓、放電電壓、放電電流同時(shí)與內(nèi)設(shè)的保護(hù)值進(jìn)行比較從而作出相應(yīng)保護(hù)判斷。IC有8241,5421,3601,33349,313DA6AA8B8等.4.簡單地說:控制IC就是一個(gè)小電腦,MOS管是開關(guān),471,102電阻和電容只是輔助作用.471電阻給控制IC提供電源,102電阻可以傳輸信號.5.IC碼：作用它是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是手機(jī)識別電池的一種高科技手段如：2935.2934.2505E.2502D.2929等等都是碼的IC給手機(jī)讀取數(shù)據(jù)作相應(yīng)的識別,摩托羅拉中一般都有IC碼V998\V8088\V70.電池的其它組件PTC限流器是由高分子聚合物與導(dǎo)電材料組合.種類:GBV210內(nèi)阻18-20mΩGBV170內(nèi)阻30-40mΩ溫度過流保護(hù)器TS2S內(nèi)阻≤10MΩ(93攝氏度即可熔斷).晶體管是非線性元件.電阻是線性元件,在電子線路中較為常用，它的作用是:降壓,限流電容在電子線路中其作用是:隔直通交電感其作用是:隔交通直限流器其作用是:限流保護(hù)短路對電池性能有何影響？電解液溫度升內(nèi)部氣壓升高氣壓值如果超過電池蓋帽耐壓值，電池將漏液。如果安全閥失效，甚至?xí)鸨?。因此切勿將電池外部短路。電池電池組充不進(jìn)電的可能原因是什么?電池零電壓或電池組中有零電壓電池電池組連接錯(cuò)誤,內(nèi)部電子組件,保護(hù)電路出現(xiàn)異常充電設(shè)備故障,無輸出電流;外部因素導(dǎo)致充電效率太低(如極低或極高溫度)

電池?zé)o法放電的可能原因是什么?電池經(jīng)儲(chǔ)存,使用后,壽命衰減;充電不足或未充電;環(huán)境溫度過低;放電效率較低,如大電流放電時(shí)普通電池由于內(nèi)部物質(zhì)擴(kuò)散速度跟不上反應(yīng)速度,造成電壓急劇下降而無法放出電保護(hù)元器件的種類及各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

常見的電池保護(hù)元器件的各項(xiàng)性能對比：熱敏開關(guān)PTC:電池組的大電流保護(hù)，迅速感應(yīng)電路中電流及溫度變化。溫度過高或電流過大，可使該開關(guān)內(nèi)雙金屬片溫度達(dá)到開關(guān)的額定值，金屬片跳脫，起到保護(hù)電池及用電器的作用。金屬片跳脫后可能不復(fù)