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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 锂离子电池如何防爆?

锂离子电池如何防爆?


发布时间:2010-11-10 15:46:27  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

轻薄、容量大、使用寿命长,这些都是锂离子电池的突出特性。正因如此,锂离子电池才迅速替代了镍氢、镍镉电池的角色,成为笔记本电脑等便携式产品优选的续航设备。近段时期,连续曝出的笔记

本电池爆炸事件,将笔记本电池一次次推向了风口浪尖,用户也为此心有余悸,锂离子电池到底是动力之源还是定时炸弹?
  寻究电池着火之谜 一般来说,目前的笔记本锂离子电池组本身都具备较为完善的保护功能。它不仅仅由串/并联的多个电芯组成,本身还包含两种电路基板模块:保护电路基板(Protection PCB)

模块及Smart Battery Gauge Board 模块,其一整套的电池保护设计包括第一级保护IC(防止电池过充、过放、短路)、第二级保护IC(防止第二次过压)、保险丝、LED指示、温度调节等部件。   在多

级保护机制下,即使是在电源充电器、笔记本电脑出现异常的情况下,笔记本电池也只能转为自动保护状态,如果情况不严重,往往在重新插拔后还能正常工作,不会发生爆炸。面对笔记本电池发生爆

炸的严重事实,记者请教了电化专业人士以及某知名厂商的设计工程师。
  据分析,锂离子电池爆炸无外乎由短路或过充引起,最大的可能性一种是锂离子电池在制造时,因为制造工艺本身的纰漏,而使产品存在着随时可能发生的安全隐患,比如应当绝缘的两极之间出现

了金属粉尘或铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜,造成微短路等。前者情况最为严重,将直接造成短路并大量产热,导致部分电解液汽化,将电池外壳撑大。除此之外,还有一种比较特殊的情况,电源充电器

或者笔记本电脑因为特殊原因,瞬间向锂离子电池提供高电压/强电流导致的严重过充,如充电电压由12.6V突然升到12.9V甚至更高,这时会有一个高充电流产生,电池内部电路应动作切断充电电流,但

由于部分锂离子电池的充电过电压、过电流保护功能设计很弱,这可能导致电池的保护IC损坏,从而使笔记本电池使去保护功能而受损,过充后极片上遍布针状锂金属结晶,刺穿点导致多处微短路,造

成电池温度逐渐升高,直至最终电池爆炸、着火的现象发生,这是目前很多笔记本电池“惹火”的主要原因。加罩一层保护伞目前,从电池保护机制上看,电池组前面的充电部分,传统芯片厂商提供的

方案大多都是起到精确控制充电电压和充电电流的作用,在过电压和过电流控制方面并没有提供相应的解决方案。这样,对电池组的保护就完全依赖于电池本身,如过充保护,过放电保护,过充电流保

护,过放电流保护,过热保护等等。   保护到位需要防止因第一级保护IC故障或MOSFET短路而造成的过压故障,所以,第二级保护IC一般会被认为是是电池组保护的最后防线。对此,凹凸电子(O2

Micro)产品经理洪仕振表示了不同看法,他认为,对于电池组的保护完全可以前移,通过对充电器附加控制功能,来实现侦测并控制对电池组的充电动作,这无疑会进一步提高保护级别,对保障锂离子

电池使用安全至关重要。
  为此,在O2 Micro针对便携设备电源管理开发的Cool Charge解决方案当中,融合了一项名为Cool Battery Technology的电池保护技术,它的最大特色就是拥有传统充电器一般所不具备的OVP(过电

压保护)和OCP(过电流保护)两大电池保护功能,这项技术已经被嵌入Cool Charge IC芯片当中。   采用Cool Charge IC芯片之后,电源充电器将在很大程度上承担起电池保护的责任。受该Cool

Charge IC控制的充电器与传统设计相比,所需要的外部器件明显减少,省去了Q3与Q4部分的设计,降低了故障率。在保留下来的Q1与Q2(元件改进了原有设计)之间,Cool Charge IC设置了一个侦测点,

通过出厂设定,该侦测点的电压与电流设置均略小于电池厂商设定的安全规格。这样,在充电电压或电流超出了Cool Charge IC设置的安全电压或电流值之后,IC就控制Q2断开,先电池保护作用之前就

切断充电;从侦测频率来看,电池保护的侦测时间间隔为毫秒等级,而通过芯片侦测,则可以很容易实现百万分之一秒的等级,可以用极高的频率连续侦测,从而实现了先一步保护电池组的目的。

 

 
 
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