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解析低功耗锂电池电路保护板性能

解析低功耗锂电池电路保护板性能

来源:
2021/03/18 08:51
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【摘要】:

  电路保护的必要性

  随着科学技术的不断进步和发展,越来越多的便携式电子产品如手机、笔记本电脑、PDA、数码相机等不断出现,极大地丰富和方便了人们的生活。现在这些便携式电子设备已经成为人们生活中不可缺少的一部分,具有非常广阔的市场前景和发展空间。随着这些电子产品向小型化、轻量化、便携化发展,对电源的使用提出了更高的要求。因此,迫切需要体积小、重量轻、能量密度高的二次电池。与镍镉电池和镍氢电池相比,锂电池因体积小、重量轻、能量密度高、无记忆效应、使用寿命长、使用范围广、工作电压高、自放电率低而成为应用最广泛的二次电池。

  介绍了低功耗锂电池保护电路的基本背景和意义

  由于锂电池能量密度高,在充电状态下,电池温度上升后能量将被过度,所以电解液分解和气体,容易使内部压力上升和自燃的风险或破裂;相反,电解液分解电池过度放电状态导致恶化的特点和耐用性,减少费用,缩短电池寿命。因此,锂电池的保护是非常重要的。使用锂电池时,必须有一个电池来保护芯片,防止电池过充、过放电和过流。

  综上所述,锂电池保护电路的设计非常重要。然而,锂电池的保护电路会增加电池能量的额外损耗,减少电池的使用时间,这就要求锂电池的保护电路要实现低功耗、高精度。锂电池保护芯片除了具备过充保护、过放电保护、过流保护等基本功能外,还应满足以下要求,这也是本文所设计芯片的目标。

  (1)超低功耗。锂电池保护电路工作时,功耗就是电池损耗。因此,锂电池保护电路的功耗应尽量降低。

  (2)检测电压精度高。为了使锂电池的保护电路正确响应不同的工作条件,保护电路必须能够准确检测过充保护电压、过放电保护电压等电压参数。

  (3)能在大电压范围内正常工作。由于锂电池保护电路的供电电压就是电池电压,电池电压会有很大的波动范围,所以锂电池保护电路应在电压范围内正常工作。

  锂电池保护电路方法

  锂电池(又称锂离子二次电池或锂电池)是近几十年来发展起来的一种新型电源。与传统的化学电源不同,锂电池的充电和放电是通过在电池的正负电极上插入和移除锂离子来实现的。锂电池的正极是碳材料,如石墨;正极是含锂的过渡金属氧化物,如锂钴氧化物(LiC002)。此外,锂电池的正极材料和正极材料都是嵌入锂离子的层状结构化合物,可被锂离子自由嵌入和分隔。层间锂离子在合适的电解液中进行电化学反应。当锂离子带电时,在外加电场的驱动下,锂离子从正晶格逃逸,穿过电解液,嵌入到负晶格中。放电过程是相反的。锂离子回到正极。电子通过外部电路到达正极,并在那里与锂离子结合。

 

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