与常用的镍镉电池和镍氢电池相比,锂离子电池具有许多优越的特性,重要表现在以下几个方面:
(1)锂离子电池供电电压高,一般为3.6V,是镍镉电池和镍氢电池电压的3倍左右。关于电源电压要求高的电子设备,电池组串联的电池数量也可以大大减少。因此,复合锂离子电池可以很容易地获得较高的电压。
(2)比能更高,即同等重量的锂离子电池比其他电池供应更高的能量。锂离子电池的比能一般是镍镉电池和镍氢电池的2~3倍。因此,它有利于便携式电子设备的体积小和重量轻。
(3)无记忆效应。镍镉电池和镍氢电池有记忆效应,必须定期放电,否则电池会因记忆效应而失效。而锂离子电池没有记忆效果,不关心有多少剩余电量,可以直接充电。这使得锂离子电池的效率得到充分的发挥。
(4)使用寿命长。锂离子电池采用碳负极,在充放电过程中碳负极不会出现金属锂,使电池能够防止因金属锂短路而造成的损坏。目前,锂离子电池的循环寿命可以达到5000倍以上,远远高于其他类型的电池。
(5)工作环境温度范围广,一般可在30℃~0℃之间工作,具有优异的高低温放电性能。
(6)自放电率低。自放电率,又称充电保留率,是指电池不放置时自动放电的次数。锂离子电池自放电率为2%~5%,镍镉电池自放电率为25%~30%,镍氢电池自放电率为30%~35%。因此,锂离子电池在相同的环境中保持充电时间最长。
(7)锂离子电池不含任何汞、镉等有毒元素,是真正的绿色电池。
基于以上优点,锂离子电池在便携式电子设备中得到了广泛的应用。另一方面,锂离子电池能量密度高,因此很难保证其安全性。具体来说,在过充的情况下,电解液会被分解,导致电池内部的温度和压力升高。放电状态后,电解的阳极材料铜熔体由于内部短路,使气温上升:在外部电路电气短路或放电3到大第一章介绍,由于高阻的特点,内部电池功耗新增,温度升高,可能会导致电解液的氧化和分解,锂离子电池的寿命。此外,假如锂离子电池进行过度放电,会导致电池内部的电解质出现变化,可循环充电的次数因此会减少,从而影响锂离子电池的使用寿命。
由于锂离子电池的缺点,在锂离子电池的应用中必须新增保护电路。保护电路的基本功能应符合上述缺点,因此我们要求锂离子电池电源保护芯片实现以下基本功能:过充保护、过放电保护、过流保护和短路保护。根据以上锂离子电池的应用要求,为了提高锂离子电池的使用寿命,保证电池的安全使用,锂离子电池保护电路应具备以下功能:
(1)充电电压超过电池允许的最大充电电压时,可供应电池放电电路。
(2)假如放电电压低于电池的最小允许值,则可供应电池充电电路。切断电池与外部电路的连接,切断电池与外部电路的连接
(3)当电池充放电电流大于极限值时,应切断电池与外部电路的连接。
(4)当电池恢复到正常状态时,保护电路应能相应解除保护状态,使电池能继续正常工作。