1.鋰離子電池介紹鋰離子電池是一種二次電池（可充電電池），主要依靠鋰離子在正負極之間的運動來工作。在充電和放電過程中，Li+ 在兩個電極之間來回嵌入和脫嵌。充電時，Li+從正極脫嵌，通過電解液嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；在放電期間，情況正好相反。鋰離子電池電壓范圍2.8V~4.2V，典型電壓3.7V，低于2.8V或高于4.2V，電池將被損壞的風險。2.1C和0.1C概念電池容量的單位是mAh，C指的是電池的充放電倍率鋰離子電池保護板，比如一塊電池，1C放電是指放電電流大小，0.1C是200mA，充電也是一樣。3.鋰離子電池的優(yōu)缺點鋰離子電池的主要優(yōu)點：鋰離子電池的主要缺點：4.鋰電池和鋰離子電池的區(qū)別鋰電池和鋰離子電池是兩個不同的概念，主要區(qū)別如下： 5. 鋰離子電池充電模式 鋰離子電池理想的充電模式稱為CC CV模式，即恒流恒壓模式。下圖中，灰色為電池電壓，綠色為充電電流，紅色為電池容量。當電池電壓低時，電池以固定的恒定電流充電。當電池電壓達到4.2V時，會從恒流模式切換到恒壓模式，因為電池電壓不能超過4.2V，所以系統(tǒng)會逐漸減小充電電流，直到接近為 0；當電池電壓4.2V，充電電流為0時，表示電池已充滿。
鋰離子電池CC CV模式為了保證電池的絕對安全，實際充電模式會更加詳細。對于不確定的電池，按恒流充電會對電池造成更大的傷害。像TI的方案，當電池電壓4.2V時，充電電流低但不為0，約為恒流充電電流的1/10，停止充電，電池電壓會下降到4.@ >16V 或 4.17V；
鋰離子電池充電的三個階段4.0@>為什么鋰離子電池充電截止電壓為4.2V 下圖是電池循環(huán)壽命與充電截止電壓的關系. 在電池的初始循環(huán)中，充電到稍高的電壓會導致更高的單循環(huán)充電，但僅持續(xù)很短的時間。當電池充電50mV或100mV高于推薦的最大電壓4.2V時，由于每個循環(huán)的輕微過充電，電池的老化大大加速。綜上所述，電池的充電截止電壓高于4.2V。電壓越高，循環(huán)壽命越短，電池容量下降越快。
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鋰離子電池的循環(huán)壽命與充電截止電壓的關系4.5@> 鋰離子電池的放電曲線如下：鋰離子電池在不同放電電流下的放電曲線。可以看出，放電電流越大，電池容量下降的越快。，容量越低，電池標稱容量的充分利用越少。當電池容量較低時，電池的內阻會相應增加，而當放電電流比較大時，內阻增加較快。
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從不同溫度下的電池放電曲線可以看出鋰離子電池在不同放電電流下的放電曲線：溫度越低，電池容量下降越快，放電越不充分。當電池溫度低于0度時，內部有源元件很弱，內阻會相應增加；溫度過高也會損壞電池。
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鋰離子電池在不同溫度下的放電曲線4.8@> 鋰離子電池循環(huán)次數(shù) 實踐中，當累計放電容量等于設計容量時，記為一次循環(huán)。
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鋰離子電池循環(huán)壽命國家標準規(guī)定了鋰離子電池的循環(huán)壽命測試條件和要求：室溫25度1C充電150分鐘，1C恒流放電至2.@ >75V 切斷一個周期。一次放電時間小于 36 分鐘時測試結束，循環(huán)次數(shù)必須大于 300。 9. 鋰離子電池工作電壓范圍 鋰離子電池工作電壓有一個范圍，可能與電芯廠家，但差別不大。
鋰離子電池電壓范圍
10.分析鋰電池保護電路的工作原理
舉個不恰當?shù)睦?，電池的充電和放電就像嬰兒喝母乳一樣?/p>
1、如果孩子一直喝，家長不控制，可能會喝掉牛奶，類似電池過放電；
2、如果父母不給孩子喂奶，奶水會越來越多，類似于電池過充；3、如果孩子喝牛奶匆忙，很容易嗆到，類似于電池的過流保護；
科學和定期喝牛奶需要父母的監(jiān)督。電池如何科學充放電？
鋰電池有一個安全的使用電壓范圍。最高和最低電壓通常稱為充電終止電壓或截止電壓。當電池的實際工作電壓長期低于放電終止電壓或長期高于充電終止電壓時，電池內部會出現(xiàn)不可逆的損壞，嚴重損壞并導致電池性能下降，俗稱電池衰減。
因此，鋰離子電池內部一般有一塊小PCB，與電池包裝在一起。如下圖所示，主要功能是保護電池。
紅框為電池保護板
這種電路板根據電路的組成不同，一般具有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護、控制IC失效后的FUSE保護等功能。工作原則。
11.鋰電池保護板組成
一般鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成，如下圖所示。
常用鋰電池保護板電路圖
TH是溫度檢測，里面是一個10K NTC接電池負極；ID為電池在位檢測，一般電阻負極接一個47K/10K電阻，有的為0R電阻；TH和ID是可選的，并不是所有的鋰電池都有。
那么根據上面的電路，我們來看看下面這些保護的工作原理吧！
12.過充保護
電池充電時，電流（方向如箭頭所示）從電池組正極流入，經過FUSE后從負極流出。底部的兩個MOS管都是開啟的。
電池充電時的電流方向如箭頭所示
充電時，控制 IC X1 會一直監(jiān)控第 5 腳 VDD 和第 6 腳 VSS 之間的電壓。當此電壓大于或等于過充電截止電壓且滿足過充電電壓的延遲時間時，X1將控制第3腳。將MOS管Q2關斷，Q2關斷后，充電電路截止（Q2的體二極管D2也反向截止），此時電池只能放電。
過充保護解除條件（滿足其中之一即可）： 1、電芯兩端電壓下降到保護IC的過充恢復電壓。2、在電池組輸出端加負載放電鋰離子電池保護板，直到電壓小于過充保護電壓。
13.過放保護
電池組兩端加負載放電時，電流（箭頭方向）與充電電流相反，如下圖所示。
電池放電時的電流方向如箭頭所示
放電時，控制 ICX1 也會一直監(jiān)控第 5 腳 VDD 和第 6 腳 VSS 之間的電壓。當此電壓小于或等于過放截止電壓并達到過放電壓的延遲時間時，控制IC X1將通過第一腳。關閉 Q1。Q1關斷后，放電回路截止（Q1的體二極管D1反向截止）。此時，電池只能充電。
過放保護解除條件：卸下負載，給電池組充電。當VM-VDD之間的電壓達到過放??恢復電壓值時，控制IC X1會再次開啟MOS管Q1。
14.過流保護/短路保護
過流保護是指對過放電流的保護。一般控制IC有過流保護和短路保護兩種?？刂?IC 始終監(jiān)控 VSS 和 VM 之間的電壓值。當電壓值達到過流保護或短路保護的閾值時。達到閾值和延遲時間后，控制IC將關斷MOS管Q1，切斷放電電路。
電池放電時的電流方向如箭頭所示
過流保護解除的條件是：去掉輸出負載，控制IC會自動重新導通Q1。
過流保護的電壓值一般為0.1~0.2V，短路保護檢測的電壓值一般為0.9V~2V，兩者都與控制集成電路。不同的IC，這兩個值是不一樣的。
短路保護電壓值是指流過Q1和Q2的電流的導通壓降，即可以斷定，MOS管的導通內阻越大，保護電流值越小。例如：內阻為20mΩ的MOS管，過流值為0.15V的控制IC，過流保護電流應為：0.15V/(0.02 * 2）=3.75A。
15.控制IC故障后的FUSE保護
有的保護板會在控制IC發(fā)生故障后加保險絲起到二級保護作用，避免效果更差，當然也增加了成本。