鋰離子電池電路保護(hù)的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的便攜式電子產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦、pda、數(shù)碼相機(jī)等不斷出現(xiàn)，極大地豐富和方便了人們的生活。現(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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)電路的設(shè)計是非常重要的。但是，鋰離子電池的保護(hù)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(hù)電路在高精度下實現(xiàn)低功耗。鋰離子電池保護(hù)芯片除了具備過充保護(hù)、過放電保護(hù)和過流保護(hù)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(biāo)。

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

(2)檢測電壓精度高。為了使鋰離子電池的保護(hù)電路正確地響應(yīng)電池的不同工作狀態(tài)，保護(hù)電路必須能夠準(zhǔn)確地檢測出過充保護(hù)電壓、過放電保護(hù)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(hù)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(hù)電路在電壓范圍內(nèi)正確工作。

鋰離子電池保護(hù)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(fù)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(fù)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(dāng)?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(fù)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(dá)正極與鋰離子復(fù)合。