詳解鋰電池過充、過放、短路保護電路

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鋰電池基座鋰離子電池是一種可充電電池，一般的鋰離子電池充滿電後，也有其他電壓的電池。 鋰電池的容量是xxxmah，例如1000mAh，1000mA電源電流可使用1小時。 500mA供電2小時。

等等等等。 鋰離子電池的壽命與充電方法均指完全充電的次數。 充電方式：快充、慢充、涓流充電、恆定電流充電等。

鋰離子電池電路設計注意問題：鋰離子電池過充、過放都會影響電池的壽命。 注意鋰離子電池的充電電壓、充電電流。 然後選擇合適的充電晶片。

注意鋰離子電池應該有過充、過放、短路保護等問題。 設計完成後，你應該進行大量的測試。 鋰離子電池充電電路的設計以晶片TP4056為例。

根據接收到的電阻控制最大電流。 可以設計一個充電指示燈，可以設計充電溫度，多充電多少。 充電保護電路，選用DW01與GTT8205晶片組合可實現短路，過充過放的保護。

此電路重要由鋰離子電池保護專用積體電路DW01，充電、放電控制MOSFET1（包含兩隻N通道MOSFET）等組成，單體鋰離子電池接在B+與B-之間，電池組從P+和P-輸出電壓。 充電時，充電器輸出電壓接在P+與P-之間，電流從P+的B+和B-流向單體電池的B-，再經充電MOSFET向P-充電。

在充電過程中，當單體電池電壓超過4.35V時，專用積體電路DW01的OC腳輸出訊號使充電控制場效應管關斷，鋰離子電池立即停止充電，防止鋰離子電池因過充而損壞。 在放電過程中，當單體電池電壓降至2.

30V時，DW01的OD腳輸出訊號使放電控制MOSFET導通，鋰離子電池立即停止放電，從而防止鋰離子電池因過放電而損壞，DW01的CS腳為電流檢測腳，當輸出短路時，導通放電控制MOSFET，腳電壓迅速上升，DCSW01輸出訊號使放電過電流輸出 鋰離子電池有什麼優點？ 1. 能量密度高2.

工作電壓高3. 無記憶效應4. 循環壽命5.

無污染6. 重量輕7. 自放電小型鋰聚合物電池1.

無電池漏液問題，電池內部不含液態電解質，採用膠體固體。 2. 製作一個薄電池：容量為3。

6V400mAh，其厚度可薄至0.5mm。 3.

電池可設計成多種形狀4. 電池可彎曲：聚合物電池最大可彎曲900度左右5. 可以做成單一高電壓：液體電解質的電池只能將幾個電池串聯起來，電壓高，分子電池由於自身有液體，所以可以達到高電壓。

7. 容量將比同尺寸的鋰離子電池增加一倍。 IEC規定鋰離子電池標準循環壽命測試是：將電池放置在0.

2c至3.0V/支1.1C恆定電流恆壓充電至4.

2V截止20mA擱置1小時後再0.2c放電至3.0V（一個循環）重複循環500次後容量應為原容量的60%以上。

鋰離子電池的標準放電測試（IEC無相關標準）。 電池在攝氏25度後放置在0.2c至3.

0/支，恆流恆壓充至4.2V，截止電流10mA，在溫度20±5℃放置28天后，以0放電至2.75V計算。

2C. 放電容量 不同類型的二次電池的自律性是什麼 不同類型的自放電率是多少？自放電容量又稱為充電容量，它是指電池在一定的環境基礎上，在一定的環境條件下儲存的容量。 總的來說，自放電與製造流程、材料、儲存條件等有關，自放電是衡量電池性能的重要參數之一。

一般來說，電池的儲存溫度越低，自放電率越低，但也應注意溫度過低或過高，都有可能造成電池的損壞。 比亞迪普通電池要求儲存溫度範圍為-20~45。 電池充飽電之後，都有一定的自放電。

IEC標準規定鎳鎘、鎳氫電池充滿電，開機靜置28天，0.2C放電時間大於3小時以上，記15分。 與其他充電電池系統相比，液體電解質太陽能電池的自放電率明顯較低，在25次/月下約為10%。

電池的內阻是多少？電池內阻是指電池運轉時所承受的阻力，一般分為內阻和直流內阻。 由於充電電池的內阻較小。 由於流路內阻，由於電極容量極化，顯示的是極化內阻，不能測量其真實值，而其交流內阻不受極化內阻的影響，可測得真實內阻值。

測試方法為：利用電池等效為主動電阻，經過1000Hz、50mA等一系列處理，以及電壓採樣整流濾波等一系列處理，精確測量電阻值。 什麼是電池內壓？電池正常內壓為多少？電池的內部壓力是由於充電和放電過程中產生的氣體形成的壓力。

重要的是受電池材料製造流程、結構等因素的影響。 一般情況下，內部壓力維持在正常水準。 在過充或重疊充電的情況下，可能會出現內壓升高的情況：如果合成反應的速度低於分解反應的速度，產生的氣體來不及消耗，就會導致電池內壓力過高。

什麼是壓力測試？鋰離子電池內壓測試為：（UL標準）將模擬電池在高海拔（低氣壓11.6kpa）下置於海平面（低氣壓11.6kpa）下，檢查電池是否漏液或鼓包。

詳情：將電池以1C恆流恆壓充電至4.2V，截止電流為10mA，然後放置在11.6kPa的低壓箱內，溫度為（20±3）℃，電池不爆炸、不起火、不破裂、不漏液。

環境溫度對電池效能有何影響？在所有的環境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，而電極/電解液界面上的電化學反應與環境溫度有關，電極/電解液界面被認為是電池的。 心。 如果溫度下降，電極的反應速度也會降低，假設電池電壓不變，放電電流就會降低，電池的功率輸出也會下降。

如果溫度升高，也就是電池的輸出功率就會升高，溫度還會影響電解液的傳輸速度，溫度升高，傳輸速度加快，傳輸溫度降低，傳輸就慢，同時電池的充放電性能也會受到影響。 但是溫度太高，超過45℃，這樣就會破壞電池內的化學平衡，產生亞電抗過充的控制方法，防止電池過度充電，要控制充電終點，會有一些特殊的信息可用性來判斷充電是否到達終點。 防止電池過充的方法一般有以下六種：1.

峰值電壓控制：透過偵測電池的峰值電壓來判斷充電結束； 2. DT/DT控制：透過偵測電池峰值溫度變化率來判斷充電結束； 3.T控制：電池充滿電時與環境溫度之間的溫差將最大化； 4.

-V控制：電池充電到峰值電壓後，電壓會下降一個確定的值5。 時間控制：透過設定一定的充電時間來控制充電終點，一般設定充電至充至130%標稱容量所需的時間； 6.TCO控制：考慮到電池的安全性和特性應防止高溫（高溫電池除外），因此當電池溫度升高60℃時，應停止充電。

什麼是過度充電，對電池效能有何影響？過度充電是指電池充飽電後，再繼續充電。 由於負極容量高於正極容量，正極產生的氣體透過隔膜紙和負極的鎘壓縮。 因此，一般情況下，電池內壓不會明顯升高，但如果充電電流過大、充電時間過長，產生的氧氣來不及消耗，就可能造成內壓升高，電池變形，甚至漏液。

等待不好的現象。 同時其電氣性能也會明顯下降。 什麼是過度放電？哪些因素會影響電池效能？電池放置之後，電壓達到一定值，繼續放電就會造成過放電，通常根據放電電流大小來決定放電截止電壓。

0.2C-2C放電一般設定為1.0V/支，3C以上，而5C或10C放電則設定為0.

8V/支，電池過量可能會對電池造成災難性的後果，特別是大電流過量，或多次重疊使用對電池影響更大。 一般來說，過度放電會使電池內壓升高，且正負極活性物質具有可逆性，即使充電也只能部分恢復，容量也會明顯衰減。 不同容量的電池組合會有什麼問題？如果使用不同容量或新品電池，有可能會出現漏液，零電壓的現象。

這是由於充電過程造成的，有些電池在充電過程中會出現過度充電的情況。 有些電池沒充飽電，容量高的電池沒充滿電，容量低的電池就不會充滿電。 如此惡性循環，最終導致電池損壞、漏液或低（零）電壓。

電池爆炸的原因有哪些，如何預防電池爆炸？電池內的固體物質會瞬間放電，並被推到距離電池上方25公分的地方，稱為爆炸。 詳述電池爆炸與否，採用以下條件。 將實驗電池遞進去，電池在中間，網罩外徑25cm。

網路密度為6-7根/公分。 網路線採用直徑0.25mm的軟鋁線。

如果實驗的自由固體部分通過了網罩，則表示電池沒有爆炸。 鋰離子電池的串聯問題由於電池從塗膜開始到成為成品，需要經過很多步驟。 即使經過嚴格的偵測程序，每組電源的電壓，內阻，容量都是一致的，但也會出現這樣或那樣的差異。

就像母親的雙胞胎一樣，它可能恰好在剛剛成長時，很難將其辨別為母親。 但是，當兩個孩子長大後，鋰電池就會出現這樣或那樣的差異。 使用一段時間後差異很大，採用總電壓控制的方式很難應用於鋰動力鋰電池，例如36V的電池堆，必須用10顆電池串聯起來。

整體充電控制電壓42V，放電控制電壓26V。 採用整體電壓控制的方式，初期使用階段因為電池一致性特別好。 也許沒有什麼問題。

使用一段時間後，電池內阻和電壓出現波動，形成不一致的狀態，（不一致是絕對的，一致是相對的）此時依然採用總電壓控制則達不到目的。 例如兩顆電池的電壓為2.8V，四節電池的電壓就是3.

2V，現在整體的電壓是32V，我們讓它一直放電到26V左右工作。 這樣，兩顆2.8V的電池就都在2以下了。

6V. 鋰離子電池已經等於廢棄物了。 反之，以控制充電的方式充電，又會出現過度的狀態。

例如對以上10節電池充電時的電壓狀態。 當整體電壓達到42V時，兩塊2.8V的電芯處於飢餓狀態，同時快速吸收電量，將超過4.

2V，而4.2V以上的電池過充，不但會因電壓過高，而且會有危險，這就是鋰動力鋰電池的特徵。 鋰離子電池的額定電壓為3。

6V（部分產品為3.7V）。 終止充電電壓跟電池的電量有關跟電池正極材料有關：正極材料為4.

2V石墨；陽極材料為4.1V焦炭。 不同陽極材料的內阻也不同，焦炭陽極的內阻較高，其放電曲線也略有不同，如圖1所示。

一般稱為4.1V鋰離子電池和4.2V鋰離子電池。

大部分使用的4.2V，鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V～2.

75V（電池廠給出工作電壓範圍或給出終止放電電壓，各個參數略有不同）。 低於放電終止電壓繼續放電，會對電池造成損壞。 便攜式電子產品依靠電池供電。

隨著便攜式產品的快速發展，各種電池的用量不斷增大，並且開發出了許多新型電池。 除了大家比較熟悉的高性能鹼性電池，就是可充電的鎳鎘電池，還有近年來研發的鋰離子電池。 本文主要介紹鋰離子電池的基本知識。

包括其特點、重要參數、型號、應用範圍及注意事項等。 鋰是一種金屬元素，也就是Li（英文名lithium）。 它是一種銀白色、非常柔軟、化學性質活潑的金屬，是金屬中最輕的。

除應用於原子能工業外，還可製造特殊合金、特殊玻璃(電視機上的螢光屏玻璃)及鋰離子電池等。 在鋰離子電池中用作電池的負極。 鋰離子電池也分為不可充電和可充電兩大類。

不可充電的電池稱為一次性電池，只能將化學能轉換為電能，而不能將電能還原為化學能（或還原性能極差）。 可再充電的電池稱為二次電池（又稱電池）。 它能把電能轉換為化學能，使用時再把化學能轉換為電能，它是可逆的，這是電化學鋰離子電池的重要特徵。

智慧型便攜電子產品要求體積輕巧，但電池的體積和重量往往是其他電子元件中最大、最重要的。 比如說當年想的那個大哥大就相當厚重，笨重，但如今的手機卻這麼輕便。 其中，電池的改進是一個重要目的：過去是鎳鎘電池，現在是鋰離子電池。

鋰離子電池最大的特色就是能量較高。 什麼是更多能量？能量指的是單位重量或單位體積的能量。 表示能量的WH/KG或WH/L。

單位為能量單位，W為瓦特，H為小時； kg是公斤（重量單位），L是公升（體積單位）。 這裡舉例說明一下，1號馬達的額定電壓為。 5號鎳鎘電池電壓為12V，容量為800mAh，能量為096Wh（12V×08啊）。

同尺寸的5號鋰離子電池額定電壓為3V，容量為1200mAh，能量為36Wh。 這兩種電池的體積是一樣的，那麼鋰錳電池的比能量是鎳鎘電池的375倍！一顆5號鎳鎘電池約23g，一顆5號鋰二氧化錳電池約18g。 一顆鋰二氧化錳電池為3V，而兩顆鎳鎘電池只有24V。

因此，在電池組內裝入若干鋰離子電池時（減輕了便攜式電子產品的體積減小了重量），電池組是正常工作的。 此外，鋰​​離子電池還具有放電電壓穩定、使用溫度範圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應、無污染等優點。 不可充電鋰離子電池是指無法充電的鋰離子電池，目前常用的有鋰二氧化錳電池、鋰亞硫醯氯電池以及鋰與其它化合物的電池。

本文只介紹最常用的前兩種。 1.鋰二氧化錳電池（LIMNO2）鋰二氧化錳電池是一種以鋰為陽極，二氧化錳為陰極，使用有機電解質液體的一次性電池。 此電池的重要特點是電池電壓高，額定電壓為3V(是一般鹼性電池的2倍)；終止放電電壓為2V；數量大於能量（見上面的例子）；放電電壓穩定、可靠；儲存性能好（3年以上），放電率低（年自放電率2%）；工作溫度範圍-20°C～+60°C。

電池可製成不同的形狀以滿足不同的要求，有矩形、圓柱形和紐扣（扣）形。 圓柱體也有不同的直徑和高度尺寸。 這裡介紹一下大家比較熟悉的1#（尺寸代碼D）、2#（尺寸代碼C）、5#（尺寸代碼AA）電池的重要參數。

Cr表示為圓柱形鋰二氧化錳電池；五位數字中，前兩位數字代表電池的直徑，後三位數字表示小數點後的高度。 例如CR14505，直徑為14毫米，高度為505毫米（此型號通用）。 這裡要指出的是，不同工廠生產的同一車型，其參數可能會有一定的差異。

另外，標準放電電流值較小，實際放電電流可以大於標準放電電流，且持續放電和脈衝放電的允許放電電流也不同，這些數據由電池廠提供。 例如利奇希電源公司生產的CR14505，最大持續放電電流為1000mA，最大脈衝放電電流可達2500mA。 相機中使用的鋰離子電池大部分都是鋰二氧化錳電池。

這裡將相機中常用的鋰錳電池列於表2中，以便參考。 紐扣（扣式）電池體積較小，其直徑為125～245mm，高度為16～50mm。 表3列出了幾種比較常見的扣環。

Cr為圓柱形鋰二氧化錳電池，四位數字中的前兩位為電池的直徑尺寸，後兩位為高度尺寸，搭配小數點。 例如CR1220的直徑為125mm（不含小數點後的數字），高度為20mm。 這種模型表示具有國際通用性。

此類扣式電池常用於鐘錶、計算機、電子記事本、照相機、助聽器、電玩遊戲機、IC卡、備用電源等。 2.鋰亞硫酰氯電池（LISOCL2） 鋰亞硫酰氯電池是能量最高的電池之一，目前已達500Wh/kg或1000Wh/L等級。 它的額定電壓為36V，具有極其平坦的34V放電特性（可在90％容量範圍內放電）以中等電流放電，維持很大的變化）。

電池可在-40℃~+85℃範圍內工作，但-40℃時的容量約為常溫容量的50%。 自放電率低（年自放電率為1%），儲存壽命可達10年以上。 1#（維碼d）鎳鎘電池與1#鋰亞硫醯氯電池比較：1#鎳鎘電池為12V，容量為5,000mAh； 1#鋰亞硫醯氯額定電壓36V，容量10,000mAh，後者比前者能量高出6倍！使用注意事項 以上兩種鋰離子電池為拋棄式電池，且不可充電（充電時有危險！）；電瓶正負極有無短路；不能過度放電（超過最大放電電流放電）；當電池使用至終止放電電壓時，應及時從電子產品中取出；電池的使用不得擠壓、焚燒和拆卸；不能超出規定的溫度範圍使用。

由於鋰離子電池的電壓高於一般電池或鎳鎘電池，所以千萬不要操作錯誤，以免損壞電路。 透過熟悉Cr、ER可以了解其類型及額定電壓。 購買新電池的時候一定要按照原廠的型號購買，否則會影響電子產品的性能。

案例：最近有幾個孩子被培養出製作機器人，很有遠見的家長覺得，願意把孩子交給我當工程師的背景。 其實身為工程師，就是利用一些遊戲工具（類似Arduino，Raspberry Pivoting等降低開發難度的開發板），讓你的孩子提前接觸硬體和軟體，以及一些控制，感測器相關的知識。 但小孩子還是很樂於參加。

因為小朋友這麼小，就組裝了一個智慧機器人，真的很有成就感。 孩子們還是很開心的。 然而現實的問題也隨之而來，因為目前的設計都是，電源直接由馬達驅動器、伺服器等高能耗設備供電。

就在小孩玩得最開心的時候，我發現電池沒電了。 很多孩子在機器人工作後沒有及時關閉電源。 重疊。

最後，我們有很多廢電池。 所以我們必須修正現有的電路。 但變更工作量較大，且現有產品庫存無法利用，造成浪費。

孩子報廢了，我們一律免費更換，追求最大的顧客滿意度。 一開始我想的是：用充電寶，但是充電寶通常用來給手機充電，最大輸出電流一般在0.5A或1A（市面上大部分充電寶），不能驅動馬達驅動器，而2A、3A的充電寶，成本太高。

而且電壓低，造成馬達轉速低。 因此我們透過添加鋰離子電池充電和放電來恢復現有電路。 這並不擔心，在組裝過程中，一些短路和過度放置的情況可能會引起。