鋰離子電池電路保護的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，越來越多的便攜式電子產(chǎn)品如手機、筆記本電腦、pda、數(shù)碼相機等不斷出現(xiàn)，極大地豐富和方便了人們的生活?，F(xiàn)在這些便攜式電子設(shè)備已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，有著非常廣闊的市場前景和發(fā)展空間。隨著這些電子產(chǎn)品向微型化、輕量化、便攜化發(fā)展，對電源的使用提出了更高的要求。因此，迫切要體積小、重量輕、能量密度高的二次電池。與鎳鎘電池和鎳氫電池相比，鋰離子電池因其體積小、重量輕、能量密度大、無記憶效應(yīng)、使用壽命長、使用范圍廣、工作電壓高、自放電率低而成為最廣泛使用的二次電池。

介紹了低功耗鋰離子電池保護電路的基本背景和意義

由于鋰離子電池能量密度高，處于過充狀態(tài)時，電池溫度升高后能量會過剩，所以電解液分解而出現(xiàn)氣體，容易使內(nèi)部壓力升高而發(fā)生自燃或破裂的危險;相反，在過度放電狀態(tài)下，電解液分解導(dǎo)致電池特性和耐久性惡化，減少了可充電次數(shù)，縮短了電池的使用壽命。因此，對鋰離子電池的保護是非常重要的，鋰離子電池應(yīng)用時一定要有一個電池保護芯片，防止電池過充、過放電和過電流。

綜上所述，鋰離子電池保護電路的設(shè)計是非常重要的。但是，鋰離子電池的保護電路會新增電池能量的額外損耗，減少電池的使用時間，這就要求鋰離子電池的保護電路在高精度下實現(xiàn)低功耗。鋰離子電池保護芯片除了具備過充保護、過放電保護和過流保護的基本功能外，還應(yīng)滿足以下要求，這也是本文設(shè)計的芯片的目標。

(1)超低功耗。鋰離子電池保護電路工作時，耗電量是電池損耗。因此，我們要盡量減少鋰離子電池保護電路的功耗。

(2)檢測電壓精度高。為了使鋰離子電池的保護電路正確地響應(yīng)電池的不同工作狀態(tài)，保護電路必須能夠準確地檢測出過充保護電壓、過放電保護電壓等電壓參數(shù)。

(3)在大電壓范圍內(nèi)工作正常。因為鋰離子電池保護電路的供電電壓是電池電壓，電池電壓可以在很大的范圍內(nèi)浮動，所以要鋰離子電池保護電路在電壓范圍內(nèi)正確工作。

鋰離子電池保護電路方法

在目前使用的各種電池中，鋰離子電池(又稱鋰離子二次電池或鋰離子電池)是近幾十年來發(fā)展起來的一種新型電源。與一般的化學(xué)電源不同，鋰離子電池的充放電過程是通過鋰離子在電池正極和負極的嵌入和拆卸來實現(xiàn)的。鋰離子電池的陰極是碳材料，如石墨;正極是含有鋰的過渡金屬氧化物，如鋰鈷氧化物(LiC002)。而且，鋰離子電池的正極和負極材料都是鋰離子嵌入的層狀結(jié)構(gòu)化合物，可以被鋰離子自由嵌入和分離。層間鋰離子在適當?shù)碾娊庖褐邪l(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。充電時，鋰離子在外加電場的驅(qū)動下，從正極晶格中逸出，穿過電解液，嵌入負極晶格中。放電過程是相反的，鋰離子返回正極，電子通過外部電路到達正極與鋰離子復(fù)合。