磷酸铁锂电池充电电路设计优秀课件
磷酸铁锂电池充电电路
磷酸铁锂电池充电器CN3059磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极、用石墨作电池负极的新型锂离子电池。
关于该电池的详细介绍请参看本刊9期磷酸铁锂动力电池一文。
磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V、终止放电电压是2.0V。
该电池与锂离子电池一样要求恒流、恒压充电，充电率范围是0.2～1C。
上海如韵电子有限公司在自主开发出单节锂电子充电器芯片CN3052及CN3056后，2007年又开发出性能更好的单节磷酸铁锂充电器芯片CN3058及CN3059，满足了市场的需求。
本文将介绍CN3059。
特点与应用CN3059是一种对单节磷酸铁锂电池进行恒流、恒压充电的充电器IC。
用该IC组成的充电器主要特点：充电电流可由一外设电阻RISET设定，最大充电电流可达1A；输入电压4～6V，可采用USB接口或4.5～6V输出电压（输出电流1000～1500mA）的AC/DC适配器供电；充电器电路简单、外围元器件少、成本低；对过放电（电池电压＜2.0V）的电池有小电流预充电模式；内部有功率器理电路，若芯片的结温超过115℃时能自动降低充电电流作过热保护，使用户可设置较大的充电电流，以提高充电效率；有两个LED分别作充电状态指示及充电结束指示；有输入电压过低（＜3.61V）时的输出锁存功能、自动再充电功能、电池温度监测功能；采用小尺寸、散热增强性的10引脚DFN封装；充电温度范围0～45℃或0～65℃(由充电电池参数决定)。
CN3059是磷酸铁锂电池的专用充电器IC，但它还有一个独特的特点：外设一个电阻RVSET，它可以增加恒压充电的输出电压。
利用这个独特的特点，可以组成简易的3节镍氢电池充电器及4V铅酸电池充电器或锂离子电池充电器。
由CN3059组成的充电器适合充 0.5～4Ah的磷酸铁锂电池。
其应用领域：矿灯、LED应急灯、警示灯；车模、船模、航模及电动玩具；在照相机中，用3.2V磷酸铁锂电池替代一次性3V锂电池（型号为CR123A），其外廓尺寸相同；通信装置；小型医疗仪器及野外测试仪器；小型电动工具等。
1 安培磷酸铁锂电池充电-CN3058E
1
TEMP
2
ISET
3 4
GND VIN
5
BAT
6 7
8
FB
极限参数
管脚电压………………………－0.3V to 7V BAT 管脚短路持续时间………连续 静电放电(HBM)…………….…2KV 热阻(SOP8)……………………TBD 最高结温….…………………150℃ 工作温度….………－40℃ to 85℃ 存储温度…...……－65℃ to 150℃ 焊接温度（10 秒）……...…..260℃
FB BAT
8 5 C2 R1
Rx
电池
CN3058E
绿色 LED 红色 LED 7 6 CHRG DONE GND 3 ISET 2 RISET R2 TEMP 1 NTC
图2
应用电路（利用外接电阻调整恒压充电电压）
2 REV 1.2
如韵电子
CONSONANCE
调整恒压充电电压
如果在CN3058E的电池电压Kelvin检测输入端(FB)和电池正极之间接一个电阻,可以提高电池正极的恒压 充电电压，如图5所示。
管脚排列： 应用：
矿灯 磷酸铁锂电池应用 各种充电器
TEMP 1 ISET 2 GND 3 VIN 4
8 7 6 5
FB CHRG DONE BAT
CN3058E
1
REV 1.2
紫潮科技：0755-83203064 15626561389 QQ：525667597 深圳市福田区振华路工艺大厦601
mV mV
V
6 1 82.5 47.5 0.5
µA µA %VIN %VIN µA mA µA mA µA
5
《磷酸铁锂工艺》课件
储能系统
由于其优良的安全性和长寿 命，磷酸铁锂电池在家庭和 工业储能系统中得到广泛应 用。
便携式设备
磷酸铁锂电池在手机、笔记 本电脑和其他便携式设备中 使用，提供稳定的电池性能。
磷酸铁锂工艺的优缺点
1 优点：可回收材料 2 缺点：低比能量
磷酸铁锂电池使用的材 料大部分可以回收利用， 减少对自然资源的消耗。
高比能量
磷酸铁锂电池具有相对较 高的比能量，提供长时间 使用和高效能的优势。
良好的循环寿命
磷酸铁锂电池的循环寿命 优于传统锂离子电池，可 重复充放电数千次而不损 害性能。
安全性能
磷酸铁锂电池具有出色的 热稳定性、阻燃性和低的 自燃性，提供更安全的使 用体验。
磷酸铁锂工艺流程
1Hale Waihona Puke 材料混合2将磷酸铁锂粉末与其他添加剂混合，
以调整电池的性能和化学稳定性。
3
电池组装
4
将正极和负极叠加，夹入隔膜，注入 电解液并封装，形成成品铁锂电池。
原料准备
选择高纯度的磷酸铁锂材料，并对其 进行精细研磨，以确保工艺的稳定性 和材料的纯度。
电极制备
将混合好的材料通过涂覆、压力和干 燥等步骤应用于电池正、负极的铜箔 或铝箔上。
磷酸铁锂制备的关键步骤
《磷酸铁锂工艺》PPT课 件
本课件将详细介绍磷酸铁锂工艺的背景、特性、制备流程、关键步骤、电池 应用以及工艺的优缺点，为您展示独特的铁锂电池制造过程。
技术背景和概述
铁锂电池是一种重要的锂离子电池，广泛应用于手机、电动汽车和储能系统 等领域。本节将介绍铁锂电池工艺的起源、研究背景以及概述。
磷酸铁锂的特性
1 磷酸处理
通过合适的磷酸处理工艺，控制磷酸的浓度和PH值，以提高产品质量。
CN3058-CN3059-CN3060
如韵电子CONSONANCE线性磷酸铁锂电池充电电路CN3058/CN3059/CN3060应用电路图简介：CN3058/CN3059/CN3060是可以对单节磷酸铁锂电池进行恒流/恒压充电的充电器电路，通过一个外部电阻调节电池端恒压充电电压，也可以为锂电池、铅酸电池等充电。
该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管，因此只需要极少的外围元器件，非常适用于便携式应用的领域。
特点：z可以用USB口或交流适配器对单节磷酸铁锂电池充电z片内功率晶体管z不需要外部阻流二极管和电流检测电阻z输出电压3.6V，精度可达±50mV，也可通过一个外部电阻调节z在电池电压较低时采用小电流的预充电模式z用户可编程的持续充电电流可达1000mA(CN3059/CN3060)z采用恒流/恒压充电模式z电源电压掉电时自动进入低功耗的睡眠模式z充电状态和充电结束状态双指示输出z电池温度监测功能z封装形式SOP8/DFN10/HSIP9z产品无铅化应用：z矿灯z磷酸铁锂电池充电应用z锂电池充电应用z铅酸蓄电池z各种充电器应用电路1：典型应用电路红色二极管指示充电状态，绿色发光二极管指示充电结束状态。
电池端恒压充电电压3.6V 输入电压4V to 6V*对CN3058，C1和C2为4.7uF；对CN3059/CN3060，C1和C2为10uF应用电路2：调整恒压充电电压红色发光二极管指示充电状态，绿色发光二极管指示充电结束状态。
电池端恒压充电电压：Vbat ＝ 3.6＋3.04×10-6×Rx其中，Vbat的单位是伏特Rx的单位是欧姆*对CN3058，C1和C2为4.7uF；对CN3059/CN3060，C1和C2为10uF应用电路3：两节镍氢电池充电电路注1：CN3058/CN3059/CN3060是用于锂电池充电控制的集成电路，其充电结束判断方法同镍氢电池的要求并不相同，所以在用CN3058/CN3059/CN3060对镍氢电池充电时，要慎重选择电池的充电终止电压，即恒压充电电压。
磷酸铁锂电池特性报告(课堂PPT)
200
3.21
205
3.22
3.23
3.24
3.25
3.25
3 3.02 3.04 3.06 3.08 3.1 3.11 3.14 3.16 3.17 3.18 3.2 3.21 3.22 3.26 3.27 3.29 3.3
恒流1C 时间/s
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
流充放电后会出现明显的极化现象。随着时间推移，内部极化消除，显现出真实电 压，可以通过小电流充放电缓解此现象。
电极极化产生的原因有两点，一是由于电极产生电化学反应时，由于电极反应使
得电极附近的锂离子浓度与电解液中的锂离子浓度产生较大差异，二十由于电子的 流动速度大于离子的反应速度，使得，电极电子的变化与锂离子的变化不同步，这 两个原因使得电极产生极化，无论是充电还是放电，都使得阳极电位升高，阴极电 位下降，因此充电后放置一段时间电压会下降，放电后点后放置一段时间电压会上 升，这是由于电极附近的锂离子浓度与溶液中的锂离子浓度平衡，电极电位极化消 失。
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用 途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很 大优势。
磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下 充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。
2020/6/22
2
◎工作原理
LiFePO4电池的内部结构如图所示。左边是 橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由 铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔 膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可 以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石 墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负 极连接。电池的上下端之间是电池的电解 质，电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+ 通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程 中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁 移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时 来回迁移而命名的。
派能磷酸铁锂备电系统介绍v1 PPT资料共50页
集成研发
组合生产
正极材料 电池
自建自产
上海新能源基地
•Y2019
350吨
•Y2019-2019 1050吨
•Y2019-2019 1750吨
自建自产 选址待定 •Y2019 •Y2019-2019 •Y2019-2019
1000万Ah 6000万Ah
1.5亿Ah
通信功能通信功能 告警和无保损护均衡功能
Pylontech BMS
告警和保护 电量管理系统
Pylon Technologies Confidential Proprietary
主要功能
BMS——通信功能：LED状态指示：数据信息实时采集:数据信息上传，
级联通信数据传输,系统在线升级,日志、统计信息记录. 支持通过中兴、华为等厂家的通信设备网管查询电池状态（采用国标通 信协议）。
磷酸铁锂电池寿命不受浅充浅放影响，循 环次数大于2000次，使用寿命长达10年.
铅酸电池 在常温25℃下循环400次，容量 只剩余60%
Pylon Technologies Confidential Proprietary
能量密度 高低温性能 循环寿命 安全性 大电流输出
环保性
项目
过充 过放 短路 热冲击 重物冲击
BMS-告警、保护功能:过充保护,过压告警和保护,过放告警和保护,
过流告警和保护,过温告警和保护,短路告警和保护
BMS-电量管理功能 BMS-无损均衡功能
Pylon Technologies Confidential Proprietary
磷酸铁锂电池——让我们告别铅酸时代 运营商的铁锂革命 领先的磷酸铁锂备电解决方案提供商
磷酸铁锂电池充电电路
磷酸铁锂电池充电器CN3059磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极、用石墨作电池负极的新型锂离子电池。
关于该电池的详细介绍请参看本刊9期磷酸铁锂动力电池一文。
磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V、终止放电电压是2.0V。
该电池与锂离子电池一样要求恒流、恒压充电，充电率范围是0.2～1C。
上海如韵电子有限公司在自主开发出单节锂电子充电器芯片CN3052及CN3056后，2007年又开发出性能更好的单节磷酸铁锂充电器芯片CN3058及CN3059，满足了市场的需求。
本文将介绍CN3059。
特点与应用CN3059是一种对单节磷酸铁锂电池进行恒流、恒压充电的充电器IC。
用该IC组成的充电器主要特点：充电电流可由一外设电阻RISET设定，最大充电电流可达1A；输入电压4～6V，可采用USB接口或4.5～6V输出电压（输出电流1000～1500mA）的AC/DC适配器供电；充电器电路简单、外围元器件少、成本低；对过放电（电池电压＜2.0V）的电池有小电流预充电模式；内部有功率器理电路，若芯片的结温超过115℃时能自动降低充电电流作过热保护，使用户可设置较大的充电电流，以提高充电效率；有两个LED分别作充电状态指示及充电结束指示；有输入电压过低（＜3.61V）时的输出锁存功能、自动再充电功能、电池温度监测功能；采用小尺寸、散热增强性的10引脚DFN封装；充电温度范围0～45℃或0～65℃(由充电电池参数决定)。
CN3059是磷酸铁锂电池的专用充电器IC，但它还有一个独特的特点：外设一个电阻RVSET，它可以增加恒压充电的输出电压。
利用这个独特的特点，可以组成简易的3节镍氢电池充电器及4V铅酸电池充电器或锂离子电池充电器。
由CN3059组成的充电器适合充 0.5～4Ah的磷酸铁锂电池。
其应用领域：矿灯、LED应急灯、警示灯；车模、船模、航模及电动玩具；在照相机中，用3.2V磷酸铁锂电池替代一次性3V锂电池（型号为CR123A），其外廓尺寸相同；通信装置；小型医疗仪器及野外测试仪器；小型电动工具等。
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目录
电池基础知识 全球新能源产业发展的宏观背景 世界储能产业的发展现状 环宇赛尔新能源
➢ 公司发展历史 ➢ 竞争优势 ➢ 产品系列与性能 ➢ 发展规划
概述
全球性气候变暖，区域性自然灾难频发；现代化世界经济所依存的化石 能源资源日渐枯竭；为了改善人类的生存居住环境，保障世界经济能源 基础的安全，大力发展新能源已经成为世界各国政府的一个共识和义务 ，同时，新能源产业已经成为全球经济新一轮竞争发展的战略性平台和 巨大商机，据估计，到2018年仅车用动力电池的需求量将达到1350多亿 元人民币；
能••以放用2电0电0时5池至，的2化0首0学8选能每物将材通年料交理过平，化均流电销学下售电源变降规化速转：模转率国换指变3.内为为将领低先低除压；直压化流直学电能流能。电之的外装的置能量直接转变为电能的电器，狭义的指
••正Bru极ke为r 钴X光酸分锂析，太仪负阳极为能各电种碳池材：料，又电叫解液光为伏六氟电磷池酸锂，的将碳酸太酯阳类溶能液转，属变于为非水电体能系。的电池，属于物理电
已有140多年的历史， 广泛应用于汽车启动、 通信、铁路、牵引、储 能和应急照明等领域。
镍 价格较低，使用寿 负极采用的是高毒性
镉
命较长，可高倍率 放电
的镉化合物，比能量 较低，有பைடு நூலகம்定的记忆
电
效应
池
正极为碱式氧化镍，负极为金属铬，电解液为30%的氢氧化钾 溶液。单只电池电压1.2V，充放电电压范围1.0V-1.5V。比能量 约为40-50Wh/Kg
••耐已过入充站电三、 名针博刺士极电、，材解挤和压郑料液、州均提短大路学由供，联氧发均合不培化生发养性化生新燃型强学烧二的反爆次炸电化应池学的及电物通池质道材料组，博成隔士后，膜；而将负正极负由极还隔原开性，强防的止物短质路组。成充，电
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二、磷酸铁锂电池充电特性
3.6V 2.05V
电电
电电 1C
电电 0.1C
电电
三、磷酸铁锂电池充电电路设计
• 充电控制电路硬件组成结构 • 电路硬件设计总图
单片机稳压
电池组
硬
供电模块
温度采样
件
复位电路
温度超标 断开电路
组
LCD1602
成
液晶显示
单片机Biblioteka 报警装置结4051选择 接通电路
电池电压 采样输入
磷酸铁锂电池充电 电路设计
结构提纲
一、本电路设计的意义与目的 二、磷酸铁锂电池充电特性 三、磷酸铁锂电池充电电路设计 四、AVR单片机的软件设计 五、此充电电路的综述
一、本电路设计的意义与目的
磷酸铁锂电池作为一种新兴二次电池，相 比传统二次电池，有很多优势。此充电电路的 设计目的，就是为电池组内的单节电池进行独 立充电控制，实现每节电池利用最大化。
构 控制恒流恒 压充电方式
G N D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 1 模 模 模 模 模 模 模 模 A B C 模 模 模 模 模 模 模 模 A B C 1 1 2 2 1 2 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 拟 2 D 2 VIN 1 3 V C C 1 1 1 1 1 5 2 4 6 1 1 9 7 1 1 1 1 1 5 2 4 6 1 1 9 7 3 4 5 2 1 0 3 4 5 2 1 0 U 2 U 3 2 C 1 C 2 C 3 7 8 0 5 C 4 4 0 5 1 4 0 5 1 B C B C A A 1 0 0 u F 1 0 0 u F X X X X X X X X X X X X X X X X 1 0 4 1 0 4 INH INH 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 VEE VEE X X U 1 3 3 R 2 D 0 1 4 0 PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) R 3 LS1 D 1 2 3 9 1 0 K PB1(T1) PA1(ADC1) D 2 3 3 8 TEMP 1 0 K PB2(AIN0/INT2) PA2(ADC2) D 3 4 3 7 PB3(AIN1/OC0) PA3(ADC3) D 4 5 3 6 PB4(SS) PA4(ADC4) D 5 6 3 5 G N D PB5(MOSI) PA5(ADC5) D 6 7 3 4 Bell PB6(MISO) PA6(ADC6) G N D D 7 8 3 3 U 4 PB7(SCK) PA7(ADC7) 1 O C R S 1 4 2 2 c 1 1 1 2 q 1 PD0(RXD) PC0(SCL) C 1 Q E 1 5 2 3 5 q 2 PD1(TXD) PC1(SDA) 2 Q c 3 1 6 2 4 3 6 q 3 PD2(INT0) PC2(TCK) 1 D 3 Q 1 7 2 5 4 9 q 4 PD3(INT1) PC3(TMS) 2 D 4 Q c 1 1 8 2 6 7 1 2 q 5 V C C PD4(OC1B) PC4(TDO) 3 D 5 Q c 2 1 9 2 7 8 1 5 q 6 PD5(OC1A) PC5(TDI) 4 D 6 Q c 4 2 0 2 8 1 3 1 6 q 7 PD6(ICP) PC6(TOSC1) 5 D 7 Q c 5 2 1 2 9 1 4 1 9 q 8 R 1 PD7(OC2) PC7(TOSC2) 6 D 8 Q 1 7 1 0 K 7 D 1 0 1 8 TEMP V C C L 1 V C C 8 D RST 9 3 0 RESET A V C C 3 2 G N D 7 4 F 3 7 3 A R E F PTC1 U 5 1 2 3 1 C 5 C 6 C 7 1 X T A L 2 G N D O C 1 3 1 1 1 0 4 1 0 4 1 0 4 c 2 1 1 2 q 9 X T A L 1 G N D C 1 Q 5 q 1 0 2 2 Q Y 1 3 6 q 1 1 1 D 3 Q 8 M ATmega16L 4 9 q 1 2 2 D 4 Q G N D 1 6 0 2 7 1 2 q 1 3 1 3 D 5 Q 8 1 5 q 1 4 4 D 6 Q V C C 1 3 1 6 q 1 5 5 D 7 Q 1 4 1 9 q 1 6 VSS V V R/S R/W E D D D D D D D D B B 6 D 8 Q L L D L 0 1 2 3 4 5 6 7 1 7 A K 7 D D 1 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RST 8 D 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 R 4 D16 G N D 7 4 F 3 7 3 1 0 k 1N4148 U 7 R E D D D D D D D D 1 O C S 0 1 2 3 4 5 6 7 V C C V C C c 3 1 1 2 A 1 C 1 Q RP1 5 B 1 2 Q C 8 1 0 k 3 6 C 1 1 D 3 Q 1 0 4 4 9 A 2 2 D 4 Q 7 1 2 B 2 3 D 5 Q 8 1 5 C 2 4 D 6 Q 1 3 1 6 5 D 7 Q 1 4 1 9 6 D 8 Q 1 7 7 D 1 8 8 D G N D U 8 7 4 F 3 7 3 1 O C V C C Battery c 4 1 1 2 q 1 7 C 1 Q 5 q 1 8 2 Q 3 6 q 1 9 1 D 3 Q V C C 4 9 q 2 0 2 D 4 Q K 1 7 1 2 q 2 1 3 D 5 Q K 2 8 1 5 q 2 2 4 D 6 Q 1 3 1 6 q 2 3 5 D 7 Q 1 4 1 9 q 2 4 6 D 8 Q 1 7 7 D 1 8 2 0 0 8 D 1 Q NPN G N D 7 4 F 3 7 3 U 9 G N D NPN 电 流 源 1 O C c 5 1 1 2 q 2 5 C 1 Q 5 q 2 6 2 0 0 2 Q G N D 3 6 q 2 7 1 D 3 Q 4 9 q 2 8 q 1 7 2 D 4 Q 7 1 2 q 2 9 G N D G N D 3 D 5 Q 8 1 5 q 3 0 4 D 6 Q 1 3 1 6 q 3 1 5 D 7 Q 1 4 1 9 q 3 2 6 D 8 Q 1 7 7 D 1 8 8 D 7 4 F 3 7 3