电池知识介绍PPT课件
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2
电池
电池是何时发明的
伏特 干电池 充电电池
3
电池
电池是何时发明的
4
电池
最好的电池是什么
镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池
5
电池
✓高容量 ✓1000次以上的充放电能力 ✓超薄---象卡片一样
最好的电池是什么
➢镍氢电池(Ni-MH)镍金属氢可充电电池 ➢镍镉电池(NiCd)镍镉可充电电池 ➢铅酸蓄电池(Lead Acid) ➢锂离子电池(Lithium Ion ) ➢锂离子聚合物电池(Lithium Polymer) ➢可充电碱性电池(Reusable Alkaline)
10
电池
完美的锂离子电池?
11
电池
完美的锂离子电池?
锂离子电池优点:
✓高能量密度: 镍镉电池的三倍,镍氢电池的两倍
✓电压平台高: 3.6V, 镍基电池为1.2V
✓低维护性: 没有记忆效应,无需定期放电
✓低自放电率:
✓环保:
无重金属
锂离子电池缺点:
▪安全性能问题: 需复杂的保护线路
▪放电倍率低: 1C~2C
聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组 成。由于聚合物自复保险丝为导体，其上会有电流通过。当 有过电流通过聚合物自复保险丝时，产生的热量（为I2R） 将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电 阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀 得更大，进一步使电阻升高。当温度达到125°C时，电阻变 化显著，从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝 的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障 清除后，聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒 子联结起来，从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。 上述过程可循环多次.
R n tc
NTC原理 NTC电阻参数:
1.R25(室温电阻值),即标称电阻
30
2.K(温度系数),反映热敏电阻的温度敏感性
28
26
24 22
Rt=R25*exp[K*(1/T-1/298)]; T=273+t;
20
K=2750
18
16
K=3750
14
12
10
8
6
4
2
0
0
10
20
1970
高安全性能(无需保护线路)
13
电池
聚合物锂离子电池优点:
✓超薄
百度文库信用卡
✓可变形
可随意设计外形
✓重量更轻
无需金属壳
✓安全性能 改善 耐过充,不漏液
完美的锂离子电池?
聚合物锂离子电池缺点:
▪低能量密度
相对于液态锂离子电池
▪生产昂贵
▪没有标准外形
14
电池
电池的结构
15
电池 圆柱型电池结构
电池的结构
电池的保护回路
4.25V~35V 2.3V~2.5V 5A / (PTC,Fuse) 标识电阻,标识码 库仑计 RTS
25
电池
过充
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
P+
Vchg
B-
P-
Q1
过充:Vchg>Voc(4.35V) Q1切断
26
电池
过放
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
10K:NiMH
75K:厚电
150K:4.2V Li-Ion
47K:薄电
30
电池
NTC原理
ID NTC P-
电池的保护回路
3V 上拉电阻(10K)
CPU I/O Vntc
电池
手机接口电路
NTC原理:电阻转电压A/D转换根据不同电压值识别电池的温度 NTC电阻值随电池的温度变化
31
电池
电池的保护回路
6
电池
最好的电池是什么
7
电池
最好的电池是什么
8
电池
完美的锂离子电池?
9
电池 锂离子电池的历史
完美的锂离子电池?
镍镉 NiCd
镍氢
NiMH
1912 G.N. Lewis 金属锂电池 研究工作 1970 金属锂电池(一次性)投入商业生产和应用
可充电的金属锂电池研发失败 1991 索尼公司成功推出非金属态的锂离子可充电电池
▪易于老化:
存储的锂离子电池照样会容量衰竭
▪价格昂贵:
12
电池 聚合物锂离子电池
完美的锂离子电池?
1970 NOW
固体的聚合物电解质----导电性差,内阻高, 无法提供瞬间的大电流 在固体聚合物电解质中加入凝胶状电解质 典型液态锂离子电池和聚合物锂离子电池的杂合
聚合物的研发速度不够快
应有优点:高容量
16
电池
方形电池结构
电池的结构
17
电池 纽扣型电池结构
电池的结构
18
电池 聚合物电池结构
电池的结构
19
电池
电池的保护回路
20
电池 镍氢电池的保护
电池的保护回路
PTC正温度系数热敏电阻 ➢过流 ➢温度过高
PTC
21
电池
电池的保护回路
PTC正温度系数热敏电阻
polyswitch聚合物自复保险丝(polymer resettable fuse)
电池
1
版权所有:
电池
电池是何时发明的 最好的电池是什么 完美的锂离子电池? 电池的结构 电池的保护回路 对镍基电池充电 对锂离子电池充电 在高低温环境充电 放电方式 在高低温环境放电
电池的内阻 聪明电 电池的存储和使用 电池的回收 电池可供电能力的秘密 不可恢复的电池问题 记忆效应: 传说?事实? 怎样延长锂离子电池的寿命 电池的循环 为数字移动寻找最好的电池
P+
Vload
B-
P-
Q1
过放:Vload<Vod(2.5V) Q1切断
27
电池
短路
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
P+
B-
短路:VP+~VP-=0V Q1切断
P-
Q1
短路保护可自恢复,短路故障移除后Q1自动导通 短路保护不可自恢复,需充电来触发Q1导通
28
电池
电池输出的其它管脚
电池的保护回路
22
电池 电阻
>100K欧姆
电池的保护回路
50毫欧
25℃
125℃
225℃
T温度
23
电池 锂离子电池的保护
● Block Diagram
B+
P+
CONTROL IC
B-
P-
Q1
电池的保护回路
B-
B+
Q1 IC
P- P+
24
电池
锂离子电池的保护 ➢过充(overcharge) ➢过放 (overdischarge) ➢过流 (overcurrent) ➢短路 (shortcircuit) ➢温度保护 ➢电池标识 ➢电量计量 ➢实时时钟
B+
P+
CONTROL IC
ID NTC
B-
P-
Q1
ID:通常是一个常规电阻,固定阻值,用来标识电池的类型或容量 NTC:负温度系数热敏电阻,电阻随温度变化,用来反应电池的温度
29
电池
ID原理
ID NTC P-
电池的保护回路
3V 上拉电阻(10K)
CPU I/O Vid
电池
手机接口电路
ID原理:电阻转电压A/D转换根据不同电压值识别电池的类型
电池
电池是何时发明的
伏特 干电池 充电电池
3
电池
电池是何时发明的
4
电池
最好的电池是什么
镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池
5
电池
✓高容量 ✓1000次以上的充放电能力 ✓超薄---象卡片一样
最好的电池是什么
➢镍氢电池(Ni-MH)镍金属氢可充电电池 ➢镍镉电池(NiCd)镍镉可充电电池 ➢铅酸蓄电池(Lead Acid) ➢锂离子电池(Lithium Ion ) ➢锂离子聚合物电池(Lithium Polymer) ➢可充电碱性电池(Reusable Alkaline)
10
电池
完美的锂离子电池?
11
电池
完美的锂离子电池?
锂离子电池优点:
✓高能量密度: 镍镉电池的三倍,镍氢电池的两倍
✓电压平台高: 3.6V, 镍基电池为1.2V
✓低维护性: 没有记忆效应,无需定期放电
✓低自放电率:
✓环保:
无重金属
锂离子电池缺点:
▪安全性能问题: 需复杂的保护线路
▪放电倍率低: 1C~2C
聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组 成。由于聚合物自复保险丝为导体，其上会有电流通过。当 有过电流通过聚合物自复保险丝时，产生的热量（为I2R） 将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电 阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀 得更大，进一步使电阻升高。当温度达到125°C时，电阻变 化显著，从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝 的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障 清除后，聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒 子联结起来，从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。 上述过程可循环多次.
R n tc
NTC原理 NTC电阻参数:
1.R25(室温电阻值),即标称电阻
30
2.K(温度系数),反映热敏电阻的温度敏感性
28
26
24 22
Rt=R25*exp[K*(1/T-1/298)]; T=273+t;
20
K=2750
18
16
K=3750
14
12
10
8
6
4
2
0
0
10
20
1970
高安全性能(无需保护线路)
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电池
聚合物锂离子电池优点:
✓超薄
百度文库信用卡
✓可变形
可随意设计外形
✓重量更轻
无需金属壳
✓安全性能 改善 耐过充,不漏液
完美的锂离子电池?
聚合物锂离子电池缺点:
▪低能量密度
相对于液态锂离子电池
▪生产昂贵
▪没有标准外形
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电池
电池的结构
15
电池 圆柱型电池结构
电池的结构
电池的保护回路
4.25V~35V 2.3V~2.5V 5A / (PTC,Fuse) 标识电阻,标识码 库仑计 RTS
25
电池
过充
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
P+
Vchg
B-
P-
Q1
过充:Vchg>Voc(4.35V) Q1切断
26
电池
过放
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
10K:NiMH
75K:厚电
150K:4.2V Li-Ion
47K:薄电
30
电池
NTC原理
ID NTC P-
电池的保护回路
3V 上拉电阻(10K)
CPU I/O Vntc
电池
手机接口电路
NTC原理:电阻转电压A/D转换根据不同电压值识别电池的温度 NTC电阻值随电池的温度变化
31
电池
电池的保护回路
6
电池
最好的电池是什么
7
电池
最好的电池是什么
8
电池
完美的锂离子电池?
9
电池 锂离子电池的历史
完美的锂离子电池?
镍镉 NiCd
镍氢
NiMH
1912 G.N. Lewis 金属锂电池 研究工作 1970 金属锂电池(一次性)投入商业生产和应用
可充电的金属锂电池研发失败 1991 索尼公司成功推出非金属态的锂离子可充电电池
▪易于老化:
存储的锂离子电池照样会容量衰竭
▪价格昂贵:
12
电池 聚合物锂离子电池
完美的锂离子电池?
1970 NOW
固体的聚合物电解质----导电性差,内阻高, 无法提供瞬间的大电流 在固体聚合物电解质中加入凝胶状电解质 典型液态锂离子电池和聚合物锂离子电池的杂合
聚合物的研发速度不够快
应有优点:高容量
16
电池
方形电池结构
电池的结构
17
电池 纽扣型电池结构
电池的结构
18
电池 聚合物电池结构
电池的结构
19
电池
电池的保护回路
20
电池 镍氢电池的保护
电池的保护回路
PTC正温度系数热敏电阻 ➢过流 ➢温度过高
PTC
21
电池
电池的保护回路
PTC正温度系数热敏电阻
polyswitch聚合物自复保险丝(polymer resettable fuse)
电池
1
版权所有:
电池
电池是何时发明的 最好的电池是什么 完美的锂离子电池? 电池的结构 电池的保护回路 对镍基电池充电 对锂离子电池充电 在高低温环境充电 放电方式 在高低温环境放电
电池的内阻 聪明电 电池的存储和使用 电池的回收 电池可供电能力的秘密 不可恢复的电池问题 记忆效应: 传说?事实? 怎样延长锂离子电池的寿命 电池的循环 为数字移动寻找最好的电池
P+
Vload
B-
P-
Q1
过放:Vload<Vod(2.5V) Q1切断
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电池
短路
B+
Vbat
CONTROL IC
电池的保护回路
P+
B-
短路:VP+~VP-=0V Q1切断
P-
Q1
短路保护可自恢复,短路故障移除后Q1自动导通 短路保护不可自恢复,需充电来触发Q1导通
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电池
电池输出的其它管脚
电池的保护回路
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电池 电阻
>100K欧姆
电池的保护回路
50毫欧
25℃
125℃
225℃
T温度
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电池 锂离子电池的保护
● Block Diagram
B+
P+
CONTROL IC
B-
P-
Q1
电池的保护回路
B-
B+
Q1 IC
P- P+
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电池
锂离子电池的保护 ➢过充(overcharge) ➢过放 (overdischarge) ➢过流 (overcurrent) ➢短路 (shortcircuit) ➢温度保护 ➢电池标识 ➢电量计量 ➢实时时钟
B+
P+
CONTROL IC
ID NTC
B-
P-
Q1
ID:通常是一个常规电阻,固定阻值,用来标识电池的类型或容量 NTC:负温度系数热敏电阻,电阻随温度变化,用来反应电池的温度
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电池
ID原理
ID NTC P-
电池的保护回路
3V 上拉电阻(10K)
CPU I/O Vid
电池
手机接口电路
ID原理:电阻转电压A/D转换根据不同电压值识别电池的类型