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谈谈锂离子电池使用安全性

时间:07-12 来源:互联网 点击:

加在器件上应力;与电池芯连接方式、贴合程度及镍带尺寸都会影响到电池是否能通过安规测试(图3)。

  图3 不带过流保护器件的电源的限制

  MHP-TA体积小/温度保护精度高 适合大电流需求

  MHP-TA是可恢复的温度保护器件,体积小而且温度保护精度高,因此适合大电流需求,是大容量锂电池安全保护理想选择(图4)。

  图4 MHP-TA体积小

  MHP-TA分为高电流(15A)和低电流(6A)两个系列,分别对应不同的动作温度,如表4所示。

  .选择组件考虑

  MHP-TA温度保护精度高,导通电阻小,且性能基本上不会随着时间及动作次数而变化,因此MHP多半应用在对于温度保护和性能要求较高的锂电池。

  在保持电流方面,低电流规格的MHP与PPTC具有基本相同性能,但是在锂电池芯保护方面,不同温度特性及安全性能的电池芯可选用不同动作温度MHP,从而更充分利用锂电池充放电性能,以及提供更安全保护。当要求电池电流较高时,例如在60度下要求大于3.2A时,PPTC便难以满足要求,而MHP则是较好选择,特别是高电流系列的MHP,既可以满足大电流需求,又可以有效保护锂电池芯(图5)。

  图5 不同温度也会影响电池芯的安全性能

  根据锂电池最大电流要求选择MHP规格之后,还要通过过充电测试,通常是6V/1C、2C,或9V、12V等规格要求,MHP电流及温度规格越低,对电池安全保护越好,但是这与电池电流要求互相矛盾,因此在选择时须要兼顾这两方面要求;但在有些情况下难以同时满足,则须要和客户沟通,在这两方面要求之间求取平衡,例如降低电池在高温下大电流要求,从而满足安规要求。

  在电池的设计和组装过程中,MHP-TA不能遭受外力,而施加在器件上或两端子上的应力会对MHP的电阻及温度特性产生影响。与电池芯连接方式、贴合程度及镍带的尺寸都会影响到电池是否能通过安规测试(图6)。

  图6 MHP-TA与电池芯连接方式、贴合程度及镍带尺寸皆会影响安规测试。

  LPS要求受限制电源

  几乎所有手机制造商都会要求锂电池要能满足安规中LPS要求。MHP对LPS的要求和PTC相同。在通常情况下,MHP被装配到电池中时,散热条件不如外部测试时,因此锂电池中MHP所具有实际保持电流特性将会略低于规格书中所规定的电流值。基于锂电池的充电特性,动作温度为90度规格的MHP很少可以用于锂电池安全保护,所以除去90度规格MHP外,所有低电流系列MHP基本上都可以满足LPS。笔记本电脑及一些平板计算机要求较高放电电流,可以选用高电流系列MHP,并且藉由其他设计方法去满足LPS。

  了解电池设计方式 选择适合电池芯

  总结来说,温度保险丝Thermal Fuse由于体积大及手工焊接等因素,已经越来越少用于锂电池保护;表面黏着型PPTC由于其体积小、成本低、回流焊制程简单等因素,用于手机电池保护的情况越来越见,但是难以满足具有大电流要求平板计算机以及笔记本电脑电池需求;带状PPTC的保护效果良好,因此仍然有一些锂电池采用,特别是更适合于金属外壳的方形锂离子电池装配;MHP-TA具有温度保护精度高、导通电阻小而且稳定等性能优势,因此被广泛应用于对安全要求较高的高阶可携式电子产品,特别是具有大电流以及高电压要求的笔记本电脑电池,几乎全部都是采用这一类产品。

  满足锂电池性能要求和通过安规测试的关键,不仅与保护器件型号及规格选择有关,也和具体电池芯种类、充放电性能、安全特性、保护器件的连接安装方式、电路板及电池组装的散热条件密切相关,因此在展开新电池项目时,为能更准确、迅速提供Fuse/PPTC/MHP-TA样品,与电池设计者多沟通交流,尽可能地多了解电池性能要求、组装方式、安规要求及详细制程等等,都有助于避免由于试验不通过而造成项目延误。

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