解析锂电池的设计规范

由于世界上有数以亿计的手机，安全防护的失败率必须低于1亿分之一才安全。因为电路板的故障率一般远远高于一亿分之一。因此，电池系统的设计，必须有两条以上的安全线。一个常见的设计错误是将充电器(适配器)直接用于充电池包。这使得过充的保护完全在电池包的保护板上。虽然防护板的故障率不高，但是，即使故障率低到百万分之一，世界上每天都会发生爆炸事故的概率。假如电池系统能供应过充、过放电和过流两种安全保护，每一种保护的故障率为万分之一，通过两种保护，故障率可降低到一亿分之一。

电池充电系统的一般框图如下图所示，包括充电器和电池包。充电器由适配器和充电控制器两部分组成。适配器将ac转换成dc，充电控制器限制dc的最大电流和电压。电池包包含一个保护板和一个电池，以及一个PTC来限制最大电流。适配器的交直流功能:电气控制器的电流极限和电压极限。充电器功能:保护板过充、过放电、过电流保护。

电池包功能:限流器。以手机电池系统为例。过充保护系统利用充电器的输出电压设置在4.2v左右来实现第一层保护，这样即使电池上的保护板失效，电池也不会发生过充和危险。第二种保护是保护板上的过充保护功能，一般设置在4.3v。这样，保护板通常不负责切断充电电流，只有当充电器电压异常高时，才要动作。过流保护由保护板和限流器组成，同时也是预防过流和外部短路的两个屏蔽。因为过放电只会发生在电子产品使用的过程中。因此，一般的设计是由这个电

子产品的电路板供应第一保护，电池包上的保护板供应第二保护。当电子产品检测到电源电压低于3.0v时，应自动关机。若产品设计时未考虑此功能，则当电压降至2.4v时，保护板将关闭放电电路。

概述:电池系统设计，必须具备过充、过放、过流两种电子保护功能。拆下防护罩并冲锋。假如电池爆炸，这是一个糟糕的设计。虽然以上办法供应了两种保护，但由于消费者经常购买非原装充电器在充电器坏掉后进行充电，充电器为了降低成本往往会将充电控制器拆下。结果，坏钱驱逐了好钱，市场上有很多坏充电器。这就消除了第一道也是最重要的一道防线，使其免于过度充电。而过充是导致电池爆炸的最重要因素，因此劣质充电器可以说是电池爆炸的罪魁祸首。当然，并不是所有的电池系统都采用上述办法。在某些情况下，电池包也有充电控制器设计。

例如，许多笔记本电脑的电池棒上都有一个充电控制器。这是因为笔记本电脑通常内置了充电控制器，消费者只能使用一个适配器。因此，笔记本电脑的外部电池包必须有一个充电控制器，以确保使用适配器充电时外部电池包是安全的。此外，汽车点烟器使用的充电产品，有时也会在充电控制器中制成电池包。

最后一道防线:假如电子防御失败，最后一道防线由细胞供应。电池的安全等级大致可以根据电池是否可以通过外部短路和过充进行隔离来划分。这是因为，假如锂原子在爆炸前堆积在电池表面，电池的能量会更大。此外，过充保护往往是由于消费者使用劣质充电器而只有一道防线，因此，抗过充能力比抗外部短路能力更重要。与钢壳相比，铝壳具有较高的安全性能。

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