安全なリチウム電池保護回路の設定方法

統計によると、リチウムイオン電池の世界的な需要は13億に達し、応用分野の継続的な拡大に伴い、このデータは年々増加しています。このため、さまざまな業界でリチウムイオン電池が急増する中、電池の安全性能はますます顕著になっています。リチウムイオン電池は、優れた充放電性能を備えているだけでなく、より高い安全性能を備えています。なぜリチウム電池が発火したり、最終的に爆発したりしたのですか？どのような対策を回避してそれを終わらせることができますか？

ノートブックバッテリーの爆発は、そこで使用されるリチウムバッテリーコアの製造プロセスだけでなく、バッテリーに封入されたバッテリー保護プレート、ノートブックコンピューターの充放電管理回路、および熱放散にも関係しています。ノートブックのデザイン。ノートブックコンピュータの不当な熱放散設計と充放電管理により、バッテリコアが過熱し、コアの活動が大幅に増加し、爆発と燃焼の可能性が高まります。

リチウム電池材料の組成と特性に関する分析

まず、リチウム電池の材料組成を見てみましょう。リチウム電池の性能は、使用する電池の内部材料の構造と性能に依存します。これらの電池の内部材料には、負極材料、電解質、ダイアフラム、および正極材料が含まれます。その中で、正極材料と負極材料の選択と品質は、リチウムイオン電池の性能と価格を直接決定します。したがって、安価で高性能な正および負の材料の研究は、常にリチウムイオン電池産業の発展の焦点でした。

ネガティブマテリアルは一般的にカーボンマテリアルを使用しており、現在の開発は比較的成熟しています。正極材料の開発は、リチウムイオン電池の性能と価格のさらなる改善を制限する重要な要因になっています。現在市販されているリチウムイオン電池では、陰極材料のコストが総電池コストの約40％を占めています。カソード材料の価格の引き下げは、リチウムイオン電池の価格を直接決定します。これは特にリチウムイオンパワーセルに当てはまります。たとえば、携帯電話用の小型リチウムイオン電池は約5グラムの正極材料しか必要としませんが、バス用のリチウムイオン電池は最大500キログラムの正極材料を必要とする場合があります。

理論的にリチウムイオン電池として使用できる正極材料には多くの種類がありますが、一般的な正極材料はLiCoO2です。充電されると、バッテリーの2つの極に電位が追加され、正の化合物がリチウムイオンを放出し、負の極性分子が層構造に埋め込まれます。炭素。放電すると、リチウムイオンがラメラ構造の炭素から沈殿し、正の化合物と再結合します。リチウムイオンの動きは電流を生成します。それがリチウム電池の仕組みです。

リチウム電池の充電と放電の管理設計

リチウム電池が充電されると、電池の2つの極に電位が加わると、正の化合物がリチウムイオンを放出し、負の分子が積層構造に配置された炭素に埋め込まれます。放電すると、リチウムイオンがラメラ構造の炭素から沈殿し、正の化合物と再結合します。リチウムイオンの動きは電流を生成します。原理は非常に単純ですが、実際の工業生産では、考慮しなければならないより多くの実際的な問題があります。正の材料は複数の充放電活動を維持するために添加剤を必要とし、負の材料は分子構造レベルで設計する必要があります。より多くのリチウムイオンに対応するため。安定性を維持することに加えて、正極と負極の間に充填された電解液は、良好な導電性を持ち、バッテリーの内部抵抗を減らす必要があります。

リチウムイオン電池には上記のすべての利点がありますが、保護回路に対する要件は比較的高くなっています。使用中は過充電・過放電を厳しく避け、放電電流が大きすぎないようにしてください。一般的に、放電率は0.2℃を超えてはなりません。リチウム電池の充電プロセスを図に示します。充電サイクル中、リチウムイオン電池は、充電を開始する前に電池の電圧と温度をテストして、充電されているかどうかを判断する必要があります。バッテリーの電圧または温度がメーカーの許可を超えている場合、充電は禁止されています。充電できる電圧範囲は、セルあたり2.5 V〜4.2Vです。

バッテリーが完全に放電しているときは、バッテリーが急速充電の条件を満たすように、充電器にプリチャージプロセスを実行する必要があります。そして、電池メーカーが推奨する急速充電速度によると、通常1Cです。充電器は定電流でバッテリーを充電し、バッテリー電圧はゆっくりと上昇します。バッテリ電圧が設定された終了電圧（通常は4.1Vまたは4.2V）に達すると、定電流充電が終了し、充電電流が急速に減衰し、充電が完全充電プロセスに入ります。フル充電プロセス中、充電電流は、充電レートがC / 10を下回るまで徐々に減衰するか、フル充電時間が経過すると、充電を停止するために上部に転送されます。上部の充電が停止すると、充電器は最小限の充電電流でバッテリーを補います。トップが一定時間充電を停止したら、充電をオフにします。

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