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锂电池的设计规范

2022-09-02

一、锂电池设计规范:

由于世界上只有数亿部手机,为了实现安全,安全防护的失败率必须低于1亿分之一。由于电路板的故障率一般远高于1亿分之一。因此,在设计电池系统时,必须有两个以上的安全防线。常见的错误设计是使用充电器(adaptor)直接给电池组充电。这样,过度充电的保护任务就完全交给了电池组上的保护板。虽然保护板的故障率不高,但即使故障率低到100万分之一,世界也会每天发生爆炸事故。如果电池系统能够为过充、过放、过电流提供两种安全保护,如果每种保护的失败率是万分之一,两种保护可以将失败率降低到1亿分之一。

常见的电池充电系统包括充电器和电池组:

①充电器还包括适配器和充电控制器。适配器将交流电转换为直流电,而充电控制器则限制了直流电的大电流和大电压。

②电池组包括保护板和电池芯,以及一个PTC限制大电流。适配器交流变直流功能控制器限流限压。充电器功能:保护板过充、过放、过流等。

电池组功能:限流片,以手机电池系统为例,过充保护系统将充电器的输出电压设置为4.2V左右,达到首层保护,即使电池组上的保护板失效,电池也不会过充,造成危险。第二种保护是保护板上的过充保护功能,一般设置为4.3V。这样,保护板通常不需要负责切断充电电流,只有当充电器电压异常高时才需要移动。过电流保护由保护板和限流器负责,这也是防止过电流和外部短路的两种保护。因为过放电只会发生在使用电子产品的过程中。因此,一般设计是由电子产品的电路板提供首保护,而电池组上的保护板则提供第二个保护。当电子产品检测到电源电压低于30V当时,应自动关闭。如果该功能在产品设计中没有设计,保护板将在电压低至24V关闭放电电路。

一般来说,在设计电池系统时,必须分别为过充、过放和过电流提供两种电子保护。取下保护板后充电。如果电池爆炸,就意味着设计不良。虽然上述方法提供了两种保护,但由于消费者经常购买非原装充电器进行充电,而充电器行业经常根据成本考虑取下充电控制器来降低成本。因此,劣币驱逐良币,市场上出现了许多劣质充电器。这使得过充保护失去了首道也是重要的防线。过充是导致电池爆炸的重要因素。因此,劣质充电器可以称为电池爆炸的罪魁祸首。当然,并不是所有的电池系统都采用上述方案。在某些情况下,电池组中也有充电控制器的设计。

防线:如果电子防护措施失败,防线将由电池提供。电池的安全等级可以根据电池是否可以通过外部短路和过充来大致区分。因为在电池爆炸之前,如果锂原子堆积在材料表面,爆炸力会更大。而且,由于消费者使用劣质充电器,过充保护往往只剩下一道防线,因此电池的过充能力比外部短路更重要。与钢壳电池相比,铝壳具有很高的安全优势。

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