电池技术知识解析：面向便携电源的锂离子电池技术

系统设计者要与电池芯供应商和电池块设计者交流，根据自己设计的性能需要和外形尺寸来选择电池芯，甚至定制一种电池芯。Boston-Power于2007年开始提供的最初产品是Sonata电池块，设计者可以将其用于笔记本电脑设计。Sonata面世时恰逢戴尔与索尼的电池块召回。Sonata的安全特性包括电池芯内更稳定的化学反应、专利的电流控制电路、新的热保险，以及泄压口。

Chamberlain以Sonata中的电池芯结构为例，阐述了电池块设计中的安全考虑如何补充性能需求。他说：“一个典型的笔记本电脑电池块采用一种三串两并的六芯结构。通过并联电池芯的电流会被分流，并且，由于这些电池芯的阻抗特性略有差别，电流通过这些电池芯的方式也稍有不同，因此导致了电池芯寿命的差异和安全问题。Sonata电池芯有比普通电池芯更大的格式：我们将三只电池芯串联，没有并联结构。这样似乎相对简单，但电池块中的这种变化可提供很多性能和安全方面的改进。”电池芯定制的另一个例子是电极的厚度：通过控制厚度，可以作高能存储或大功率方面的优化。一个定制电池芯的研制时间并不需要太长：据Chamberlain称，只要六个月的研制时间，就可以修改电池芯中的一种化学成分。其它更大的变化则可能要花更多时间。不过他说：“除非你与一家电池芯供应商讨论，否则永远不知道要用多长时间。”

由于一个电池块中包含锂离子电池芯等电路，重要的是系统设计者要与电池块设计者相互合作，理解电池块中电源管理电路扮演的角色，以确保安全与性能。智能电池块可以与主机通信，报告电池的充电状态和健康状况，如寿命周期、温度、充放电电流和电压阈值，提供最高等级的安全与性能。这种电路通常是电池块电量计一部分，这个电路还要负责笔记本电脑或手机显示屏上的电量符号。

电池块电路可以有一个电量计IC、一个模拟前端，包括过充保护和电池芯平衡，以及一个过压保护IC)。如果一个电池块的温度超过了某个预设限度(一般是50°C)，则电量安全电路会通过与电池芯串联的两个充放电安全 MOSFET中的一个，暂时切断电池块的供电。一旦温度降到工作温度范围内，电路使MOSFET重新导通，电池块恢复供电。

你可能有这种经历：当手机或笔记本电脑暴露在阳光下或在一辆酷热的汽车中放得过久时，它们会关机。然后经过一段冷却后，它们又能恢复工作。不过，如果温度持续在高位，或电流总稳定在不安全范围内，则电路将使一个化学保险烧断，永久切断电池块。一旦化学保险烧断，则电池块就不可恢复，需要送还回收中心。