锂电基本知识

锂电基本知识

     一，锂电突出的几个优点：

    1，重量轻，是相同容量铅酸电池的四分之一到六分之一。电动车锂电，妇女也能提上楼。

    2，充电速度快于铅酸电池，铅酸电池充电电流为0.1C—0.15C，再大极板接受不了。锂电0.25C—0.5C，可以到1C。适合现在人们的快节奏生活。

    3，DOD循环寿命长。铅酸电池为300次，普通锂电大于500次，磷酸铁锂大于1200次。

     二，锂电突出的致命缺点及对策：

     燃烧和爆炸的几率很高，这是构造决定的。三种情况可能引起燃烧和爆炸：第一，电充足了继续充；第二，短路；第三，温度高时。

    对策有两条：

    制作方面采取的一些措施，例如多孔的隔膜采用热缩性材料，大于125度闭孔，切断锂离子的通过。再例如圆柱形锂电正极有PTC，热了、内部压强高了，切断输出。

    应用方面，电芯的负极不直接对外，无论一节还是多节串联，要经过保护板。保护板的最基本功能有过充保护和过放保护，以及过电流保护，有的还有过温度保护。

    保护板实质是装了两个电子开关，一个为充电开关，另一个为放电开关。当任何一节电压高于额定值时，充电开关断开，即使充电还在工作，也充不进去了，可有效防止过充；当任何一节电压低于额定值时，放电开关断开，可有效防止过放电（锂电过放将大大缩短循环寿命）；当放电电流大于额定值时，放电开关断开，整组电池对外停止放电。过流放电开关即断开，更不要说外电路短路了。温度高，开关都切断，电池充放都不能进行。

    三，锂电分类

    锂电分类方法有多种，由阳极材料分类有：钴酸锂、锰酸锂、三元锂和磷酸铁锂四类。其中钴酸锂不安全，磷酸铁锂相对安全。请大家牢记，钴酸锂、锰酸锂、三元锂的放电平台为3.7伏，欠压保护值为2.8伏到3伏，过压保护值为4.25伏；而磷酸铁锂放电平台为3.2伏，欠压保护值为2伏，过压保护值为3.65伏。

     由外包装材料分类有：软包装和硬包装两大类。其中硬包装的又有圆柱形和方块型。

由使用特性分类有：容量型和动力型两类，手机电池、笔记本锂电池等大多数属于容量型。电动车和电动工具使用动力型电池。使用容量型电池换用同样放电平台的动力型电池是可以的，反过来是不可以的。

      四，保护板的分类

      保护板的分类方法也有多种，按照充电口和放电口的接法有共口和异口两类。异口的保护板的电池芯正极、充电口正极、放电口正极三者是相连的。充电口的负极经两个电子开关接电芯的负极，放电口的负极经放电电子开关接电芯的负极。同口的保护板，充电口、放电口合二为一，其正极接电芯正，负极经两个电子开关接电芯的负极。

       另一种保护板的分类方法是，带不带均衡电路。均衡电路是充电时才起作用的电路，实质是一个个和每节电芯相并联的电子电路。平时电路不动作，充电时，当电芯接近过压保护值前，该电路导通，相当于一个可变电阻并到电芯两端，充电电流一部分流经电芯，一部分不经电芯由此旁路。这样，充电电流到达这些基本吃饱的电芯时，大部分走了旁路。

    启动均衡电路动作的电路有两类，一种为专用集成电路，一种采用TL431通用稳压电路。

锂电电动车保护板损坏是经常发生的，特别用街头快速充电站和普通铅酸充电器进行充电极易发生。

     保护板分类的核心有3点：

     1，阳极为什么材料的电芯，因为不同电芯的欠压保护值和过压保护值不同，一般不通用。需要特别指出，磷酸铁锂和其他的差别很大。

     2，串联的数目，电芯串联数不同，保护板也不能互换。大多数保护板从信号线插头引线数目可以判断电芯串联数，引线一般为串联数加1。但是，不要教条。因为有的厂家将最低端电芯的负极省略了，引线数目等于串联数。更有甚者，将引线中最低端电芯的负极数目重复为两条，电信串联数等于引线数减一。最可靠的方法还是实际数一下串联电芯数，注意每一节是几并。

     3，充电电流和放电电流各为几何？一般看电子开关NMOS管的个数。例如充电电流5A以下，放电电流15A的：异口的为3个管，其中一个为充电开关，另两个为放电开关。如果是同口的，为四个管，充、放电各两个。

无论同口还是异口，充、放电的电子开关都是NMOS管，并且是头对头（漏极相连）的，电芯负极与放电开关NMOS的源极相连。对外充电插口的负极是充电开关NMOS的源极。异口保护板对外放电插口的负极就是两个开关NMOS管的漏极处。

充电时，充电电流既流经放电开关也流经充电开关。充电开关NMOS导通，电流对此管为正向，从漏极到源极。而放电开关NMOS此时是截止的，充电电流是如何流经它的呢？原来，NMOS管制作时，在漏极和源极间寄生了一只二极管，二极管负极与漏极相连，二极管正极与源极相连，充电电流就是流经了这只寄生二极管。

     放电时，放电开关NMOS导通，放电电流对此管为正向，从漏极到源极。异口的，放电电流不经过充电开关NMOS，此时充电开关NMOS虽然是截止的，对放电没有影响。同口的，放电电流既经过放电开关NMOS，又经过充电开关NMOS。此时，放电电流经过充电开关NMOS的寄生二极管。

     寄生二级管为硅二极管，饱和压降为0.7V—1V，10安流经就会产生10瓦左右的热量。显然，异口的的保护板放电时，电流不经过充电的电子开关，故温度低于同口的保护板。