锂电池保护-板-板原理图
Time:2023-06-21 13:46:36
关于锂电池保护的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
锂电池保护
作者｜HENG
来源｜极果编辑部
不知道大家还记不记得5年前“三星爆炸门”事件？是的，尽管现在手机电池爆炸已经很少发生了，但它带来的“恐惧”确实是难以磨灭的！尤其是手机电池容量越来越大、充电也越来越快……
如今，手机和我们已密不可分，它出现在生活、工作、学习中的每一个角落；由此，人们对于手机电量的焦虑丝毫不亚于金钱。而充电，就像钱越多越好一样，也要越快越好，50W、80W、100W、200W…
手机快充发展至今，也才不过短短七八年时间，可充满一部手机却已经缩短到了几分钟。不过，却很少有厂商把“充电安全”当作重头戏，而安全恰恰是不可忽略的！
今天（7月22号），作为手机快充的排头兵 —— OPPO，举办了“不止于快”为主题的「VOOC闪充开放日」活动，分享了OPPO VOOC闪充的最新“黑科技”，主要是改善充电安全，很值得一说。
从充电发展来看，充电速度与安全似乎是矛盾关系，但两者绝对不是相悖的方向。
从适配器接口到手机内部，OPPO一共使用了五重防护技术，具体包括适配器过载保护、闪充条件判定保护、接口过载保护、电池过载保护、电池熔丝保护；了解充电的话，你可能觉得很常见，但OPPO这次带来了不少新技术，既有更先进的硬件材料、又有AI充电等软件算法，跟着极果君一一来看。
适配器过载保护这一措施不新鲜，简单说就是，当电流进入时，传感器会实时检测电压电流，只有安全可靠的情况，保护开关才会自动启动闪充，反之则会关闭；接口过载保护、电池过载保护等都是同样的道理。
在OPPO VOOC闪充一整套系统中，就有很多像上面这样控制电流进出的“电子开关”，也叫场效应管（MOSFET）；OPPO的做法是，将这一“开关”的材料从硅换成了氮化镓，不但器件体积更小，实现效果也会更好。
具体而言，氮化镓材料会占用更少的手机主板面积，另外还能利用其低阻抗、高耐压的特性，降低在充电过程中温度，从而保证了充电的恒流持续时间；当然，氮化镓材料的防护能力也更好更安全。
在检测电流方面，OPPO这次还创新性地用了低阻抗电池熔丝保护。电池熔丝保护，相当于电闸箱里的保险丝，当电流过大或者异常时，电池内的保险丝便会立刻熔断，保护安全。
而低阻抗熔丝的特点是，内阻值会比以往的材料降低一倍，所以充电时发热也随着减少一半；显然，发热一降低，自然就能延长最大电流恒流时间，安全问题也就能保证了。
接着来说说电池本身，看看OPPO是怎么做的？
目前的手机锂电池都是由正、负极和隔离膜组成。而OPPO打造了全新的“三明治”夹心式安全电池，采用了全新的复合集流体技术来替代传统铝箔，复合集流体使用一层新型的复合材料作为基体，采用尖端工艺镀上两层铝层，形成一个“三明治”夹心结构，然后在这个结构两面各涂覆一层安全保护层，形成五层安全保护结构。
这种方案可以从源头上杜绝外力损坏导致的电池内部短路，当电池受到外力破坏时，能够大幅度降低内部短路的概率，也就是 —— 爆炸概率大大降低。（以下是OPPO做的针刺和重物冲击电池实验）
另外，OPPO还在“双电芯”方案上继续改良，推出了「内串双电芯」，就是在一个电池包中装入两个电芯，减少无效空间浪费；这样一来，不但安全更有保障，内串的结构设计还能提升至少5%的容量（同比）。
为了提前发现电池的安全隐患风险，OPPO还研发了一颗电池安全检测芯片。
一般来说，电池受到损伤的瞬间，由于正负极短路，电池的电压会出现跌落的情形，这块电池安全检测芯片就可以通过抓取这样的跌落情形来判断电池是否受到损伤，相当于手机里的“侦探”。
除了充电安全，OPPO在“延长”电池寿命上，也有一套自己的“办法”。我们知道，手机使用越久、电池容量也会随着逐步衰减，其中关键就是维持活性锂离子的数量。
原理比较复杂，通俗地来说，就是要能够实时检测并控制负极电势；OPPO目前可以做到动态地实时获取、跟踪手机电池的负极电势，然后通过调整充电电流来保证负极电势在一个合理范围，这样就“延长”了电池的寿命。
OPPO称之为「智慧充电技术」，官方的实验结果显示，在保证与65W充电速度相当的前提下，满充满放可循环充放1500次还有80%的剩余容量，比当前的国标要求还要多了3倍。
值得一说的是，由于这一技术能够实时获取电池当前状态下的最大充电能力，自然也就可以根据需求来提升充电速度。
举个例子，电量很低但又赶时间时，就可以使用“满血模式”充电，在保持与原来使用的寿命一致时，充电速度会更快；相比之前，65W的充电速度能提升20%，但电池寿命包括手机性能都不会受影响。
此外，智慧充电技术还可以控制电池的发热，能智能地实时判断电流与发热情况，然后匹配一个合适的充电功率，不会一味地追求速度，而是在速度与温度之间保持平衡；这一点，估计大家都有感受，如果边充边玩手机，不一会就会烫得不行。
另一个实用的功能是针对低温场景，一般情况下，环境温度过低时，手机都没法充电，这是因为低温时锂离子在电池中扩散效率会急剧下降，很容易达到电池的极限电压。
OPPO新推出了“升温算法”，能够计算出最佳升温速度，让电池在充电前提前升温。官方的测试数据显示，在低于零下20℃的低温下，电池温度能在几十秒内升至10℃以上，然后开始正常充电。
这次闪充开放日，OPPO丝毫没有提“大功率、大容量”等问题，而是通过“软硬结合”的方式在安全上下工夫、在充电体验上下工夫。看得出来，在其他厂商都在追求充电速度时，OPPO反倒是“浇了一瓢冷水”，但这对于用户来说，是值得“吹捧”的。
剩下的，就看OPPO将这一系列的充电安全的“黑科技”量产了…
锂电池保护板原理图
1、手机一般都是用专用芯片来处理电池保护，对于标准3.7V锂电池，充电时恒流限压到4.2V，低于3.0V左右自动关机。
2、很多手机不一定使用3.7V的电池，一般是保证手机在电池额定电压的15%内充放电。
该保护板一般由贴片电压检测ic及贴片双向vmosfet（内置pn二沟道fet）组成。当锂电池放电压低于3v约或充电电压达到4.2v时fet自动截止，从而保护电池不使其过放或过充电。因电池不同，保护板亦不同，故无法给出具体电路，但原理都相同。
保护主要是IC来决定的，不是自己随意改的，你选什么IC，就是什么样的充、放电V。线路只能是整体的连接
锂电池保护板
电源管理另执乐守我复个使注沉晶芯片BQ20Z75步又误建钢刻想师穿占材，聚合物系列。
当锂离子况电池的电压达到保护板的最得赵小极限电压时，保护板就会工作。再拆卸电源管理芯片BQ20Z75，聚合物系列的三部分。
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。