PTC熱敏電阻在鋰電池中的應(yīng)用

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聚合物電池（即鋰離子電池）同與NiCd或NiMH電池比較，具有單位體積的電能容量大、電流密度大、可快速充電、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高等等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。不僅廣泛應(yīng)用于各種方便攜式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備。而且可用于醫(yī)療器件、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通工具等各個(gè)領(lǐng)域。但鋰離子電池在實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)充電、放電、高溫環(huán)境等條件都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。充電時(shí)，電池兩端電壓過高，會(huì)增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(xiǎn)，危害及大。過充電可能由充電失控、電極錯(cuò)誤或使用不正確的充電器造成；鋰離子電池在充放電電流過大或外部短路時(shí)，內(nèi)部發(fā)熱可能損壞電池或燒毀其他部件，嚴(yán)重縮短電池的循環(huán)使用壽命；同樣鋰離子電池在高溫環(huán)境工作或遇種負(fù)載、大電流使鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生高溫，鋰離子電池同樣會(huì)增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(xiǎn)。

所以鋰離子電池必須設(shè)計(jì)專用的電池管理電路，所有的鋰離子電池的管理電路都包含過充、過放的終止控制功能，而沒有過流、過溫、短路等情況的保護(hù)，所以保護(hù)電路的任務(wù)是針對(duì)電池可能出現(xiàn)的各種故障，對(duì)電池充放電狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以保證電池壽命和效能，使電池以及外部設(shè)備免受損壞。高分子ＰＴＣ熱敏電阻產(chǎn)品，在高電流密度的鋰離子電池及其管理電路的過流、過溫、短路保護(hù)中具有突出的優(yōu)勢(shì)，高分子ＰＴＣ熱敏電阻又叫自復(fù)位過載保護(hù)器或自復(fù)位保險(xiǎn)絲，單個(gè)元件即可完成過流、過溫、短路保護(hù)。在鋰離子電池及其管理電路的保護(hù)應(yīng)用中具備了無可替代性的作用，現(xiàn)在已發(fā)展成為鋰離子電池及其管理電路中必須應(yīng)用的保護(hù)元件。

鋰離子電池管理與保護(hù)電路通常由專用集成IC和金屬氧化物場效應(yīng)管組成的一次保護(hù)電路。保護(hù)IC通過監(jiān)測電池兩端電壓以及放電電流來控制FET的導(dǎo)通或關(guān)斷，防止過充電、短路、過放電等故障。盡管一次保護(hù)通常被認(rèn)為是可靠的，但當(dāng)靜電放電電壓過高或超溫時(shí)可能損壞保護(hù)IC或MOS-FET，而且在短路時(shí)集成電路會(huì)發(fā)生振蕩，同時(shí)多數(shù)IC+MOS-FET電路對(duì)充電、放電過電流的檢測是間接的，并不能保證在電池的所有工作狀態(tài)下都會(huì)提供過電流保護(hù)，保護(hù)的可靠性也降低了。保護(hù)電路中接入高分子ＰＴＣ熱敏電阻后，即使一次保護(hù)電路失效或者溫升較高時(shí)，PTC仍能對(duì)過充、過流、短路、超溫等故障提供及時(shí)保護(hù)，保證電池在被誤用或?yàn)E用、或外部反接、短路等的情況下，不致發(fā)生損壞電池等安全性問題。

文章來源：深圳新晨陽電子

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