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锂电池设计中的安全特性

锂电池的制造商除了整个电池组内的保护电路外,还包括内部保护装置,以防止过热和过压。典型的保护装置是:
排气板/排气管离开标签:电池单元内压力的过度增加主要是由于过多的异常发热或过度充电引起的。通风口可以安全释放气体。

正温度系数(PTC):PTC充当电流保险丝和热熔丝,因此,当抽取过大电流时,PTC的电阻增加,导致产生的热量增加。选择PTC的电阻,使其以预定电流跳闸。

分离器:当分离器达到其定义的温度(通常为130℃)时,孔隙被材料熔化阻塞,阻止电流在电极之间流动。分离器有时也称为关闭分离器。

温度保险丝:一些棱形电池有一个附加功能,热保险丝,故障条件下限制电流。

保护电路通常也安装在电池组内,该电池组由定制设计的集成电路组成,该集成电路监控电池并防止过充电,过放电和过电流。这与两个场效应晶体管(FET)器件组合控制充电和放电。还有一种温度传感装置(热敏电阻),设计用于在温度过高的情况下通过控制IC调节保护作用。

锂电池

锂电池

锂电池的优点和缺点


锂电池的优点

高能量密度:与其他电池技术(如镍镉电池)相比,锂电池的能量密度更大,有机会增加容量,例如通过向阴极添加更多镍。

小封装尺寸和重量:锂电池是便携式消费产品的理想选择。设计人员可以选择使用通常比19毫米薄的棱柱形封装,或锂聚合物封装,通常薄于5毫米。除了尺寸优势之外,由于化学性质(例如固体/凝胶电解质而不是液体电解质)和所使用的包装(例如箔),还减轻了重量。

记忆效应:与镍镉电池(NiCd)不同,锂电池不会受到记忆效应的影响。记忆效应发生在一段时间内电池一直被部分使用然后完全充电,这导致快速放电的出现。在现代电池中,这更可能是由于反复过充电导致电压下降而导致板堵塞,这增加了内阻,从而降低了电池的电压。

低放电率:与其他可充电电池相比,锂离子电池具有较低的自放电率,这意味着它们可以长时间不使用。


锂电池的缺点

保护:锂电池对温度敏感,化学成分复杂,因此需要电路来保护电池免受过充电,过放电和过热的影响。

过早老化:锂电池随着时间的推移易受容量恶化的影响; 但是,在凉爽的环境中存放电池可以减少影响。一旦电池由制造商发货,重要的是尽快使用它以便为最终用户提供尽可能长的电池寿命。

化学:由于锂的性质,严重的温度或机械冲击会导致通风和可能的热失控。这需要比其他形式的电池技术更广泛的测试,以证明最终电池产品的稳定性并防止潜在的可预见的误用。

生产成本:与其他类型的可充电电池相比,生产成本可以很高。

 


锂电池包

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