鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2147次 | 2020年09月30日
鋰離子電池充電、放電過程和電池保護(hù)板的工作原理
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(jìn)電解液里,通過電解液爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,運(yùn)動(dòng)到負(fù)極,與早就通過外部電路跑到負(fù)極的電子結(jié)合在一起。●正極上發(fā)生的反應(yīng)為:LiCoO2==充電==Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)●負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為:6C+XLi++Xe=====LixC6在充電的過程中,Li+從正極LiCoO2中脫出,進(jìn)入電解液,在充電器附加的外電場(chǎng)用途下向負(fù)極移動(dòng),依次進(jìn)入石墨或焦炭C組成的負(fù)極,在負(fù)極形成LiC化合物。2、鋰離子電池放電過程
放電時(shí)電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的,方向相同但路徑不同,電子從負(fù)極通過外部電路跑到正極;鋰離子Li+從負(fù)極跳進(jìn)電解液里,爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,游泳到達(dá)正極,與早就跑過來的電子結(jié)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(hù)板
顧名思義,電池保護(hù)板重要是針對(duì)可充電電池(一般指鋰離子電池)起保護(hù)用途的集成電路板。鋰離子電池(可充型)之所以要保護(hù),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(huì)有保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn)。為電池板保護(hù)電路。PTC:正溫度系數(shù)熱敏電阻;NTC:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,在環(huán)境溫度升高時(shí),其阻值降低,使用電設(shè)備或充電設(shè)備能夠及時(shí)反應(yīng),控制內(nèi)部中斷而停止充放電;U1為電路保護(hù)芯片,U2為兩個(gè)反接的MOSFET開關(guān)。正常狀態(tài)下電池板U1的CO和DO都輸出高電壓,兩個(gè)MOSFET都處于打開狀態(tài),電池可以自由充放電。
充電保護(hù)簡(jiǎn)化原理圖
過充電保護(hù):當(dāng)U1檢測(cè)到電池電壓達(dá)到過充保護(hù)門限,CO管腳輸出低電平,MOS管開關(guān)2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)閉,充電回路關(guān)斷,充電器無法再對(duì)電池充電,從而實(shí)現(xiàn)過充保護(hù)。
過放電保護(hù):在電池放電過程中,當(dāng)U1檢測(cè)到電池電壓低于過放保護(hù)門限時(shí),DO腳由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑琈OS管開關(guān)1關(guān)閉,使電池?zé)o法再放電;過放電保護(hù)狀態(tài)下電池電壓不能再降低,要求保護(hù)電路的電流極小,控制電路進(jìn)入低功耗。過流保護(hù):正常情況下,電池對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電,電流經(jīng)過兩個(gè)串聯(lián)的MOS管開關(guān),VM管腳檢測(cè)到兩個(gè)MOS管的壓降電壓為U。若負(fù)載因某種原因?qū)е耈異常,使回路電流增大,當(dāng)U大于一定值時(shí),DO管腳由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?,MOS管開關(guān)1關(guān)閉,從而使放電回路電流為零,達(dá)到過電流保護(hù)用途。