1. 鋰離子電池介紹
鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。
鋰離子電池電壓范圍2.8V~4.2V，典型電壓3.7V，低于2.8V或者高于4.2V，電池都會有損壞風(fēng)險。2. 1C和0.1C的概念
電池容量的單位是mAh，C指的是電池充放電的倍率，比如一個2000mAh的電池，以1C放電指的是放電電流大小為2000mA，0.1C為200mA，充電也是同樣的道理。3. 鋰離子電池的優(yōu)缺點
- 循環(huán)壽命長，一般可循環(huán)500，甚至達到1000次以上；
- 自放電小，室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右；
- 可快速充電，1C充電時容量可以達到標(biāo)稱的80%；
- 工作溫度范圍寬，一般為-25~45°C，后面有望突破-40-70°C；
- 沒有Ni-Cd、Ni-Mh一樣的記憶效應(yīng)，在充電前不必將剩余電量用完；
- 相比較Ni-Cd、Ni-Mh來說環(huán)保無污染（不含鎘，汞等重金屬）；
- 不能大電流放電，一般放電電流在0.5C以下，過大的電流導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱；
4. 鋰電池和鋰離子電池的區(qū)別
鋰電池和鋰離子電池是兩個不同的概念，主要有如下的區(qū)別：- 鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是鋰；
- 鋰離子電池是以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子；
- 鋰電池也稱一次鋰電池，可以連續(xù)放電，也可以間歇放電，一旦電能耗盡便不能再用，不能進行充電；
5. 鋰離子電池充電模式
鋰離子電池理想充電模式被稱為CC CV模式，即恒流 恒壓模式。如下的圖形中，灰色為電池電壓，綠色為充電電流，紅色為電池容量。在電池電壓低時，電池以固定的恒定電流進行充電，當(dāng)電池電壓達到4.2V時，會由恒流模式切換到恒壓模式，因為電池的電壓不容許超過4.2V，所以系統(tǒng)會逐漸減小充電電流，直到接近于0；當(dāng)電池電壓為4.2V，且充電電流為0，代表電池已充滿電。
為了保證電池的絕對安全，實際的充電模式會更細(xì)化，對于不確定的電池上來就按照恒流進行充電，會給電池造成更大的損壞。- 測試模式，當(dāng)電池電壓低于2V時，會以很小的電流，對電池進行喚醒；
- 涓流充電，也叫預(yù)充模式，當(dāng)電池電壓處于2V~3V之間時，會以恒流充電的1/10或者1/20電流大小進行預(yù)充；
- 恒流充電，當(dāng)電池電壓升至3V以上時，會以恒流模式對電池快速充電；
- 恒壓充電，當(dāng)電池電壓達到4.2V時，會以恒壓模式對電池進行充電；
像TI的方案，在電池電壓為4.2V，充電電流較低但不為0，約為恒流充電電流的1/10時，停止充電，這時候電池電壓會降低到4.16V或者4.17V；
6. 為什么鋰離子電池充電截止電壓是4.2V
下圖是電池的循環(huán)壽命和充電截止電壓的關(guān)系圖，在電池最初的周期中，充電到略高的電壓會得到更高的單周期電量，但只會存在一小段時間。當(dāng)電池的充電電壓比推薦的4.2V最高電壓還要高50mV或100mV時，由于每個周期都會略微過度充電，因此電池的老化速度會大大加快。總結(jié)一句話就是：電池的充電截止電壓高于4.2V，電壓越高，循環(huán)壽命越短，且電池容量下降越快。7. 鋰離子電池放電曲線
如下是鋰離子電池在不同放電電流下的放電曲線，可以看出：放電電流越大，電池的容量下降越快，容量越低，電池的標(biāo)稱容量使用越不充分。電池容量越低時，電池的內(nèi)阻相應(yīng)會增加較多，比較大的電流進行放電時，內(nèi)阻增長的比較快。從不同溫度下的電池放電曲線可以看出：溫度越低，電池容量下降越快，放電越不充分。電池的溫度在0度以下，內(nèi)部活性成分很弱，內(nèi)阻會相應(yīng)的變大；過高的溫度對電池也有損壞。國標(biāo)規(guī)定鋰離子電池的循環(huán)壽命測試條件及要求： 在25度室溫條件下以1C充電150分鐘，以恒流1C的放電電流放到2.75V截止為一次循環(huán)。當(dāng)有一次放電時間小于36分鐘時試驗結(jié)束，循環(huán)次數(shù)必須大于300次。國標(biāo)規(guī)定鋰離子電池的循環(huán)壽命測試條件及要求： 在25度室溫條件下以1C充電150分鐘，以恒流1C的放電電流放到2.75V截止為一次循環(huán)。當(dāng)有一次放電時間小于36分鐘時試驗結(jié)束，循環(huán)次數(shù)必須大于300次。8. 鋰離子電池循環(huán)次數(shù)
舉一個不恰當(dāng)?shù)睦?，電池的充放電就像孩子喝母乳一樣?/span>1，如果一直讓孩子喝，家長不加以控制，那么這個奶可能會被喝光，類似電池過放；
2，如果家長一直不給孩子喝奶，這個奶就會積攢越來越多，類似電池過充；3，如果孩子喝奶喝的急，容易嗆奶，類似電池的過電流保護；科學(xué)喝奶，規(guī)律喝奶，需要家長的監(jiān)督，那電池如何做到科學(xué)充電和放電呢？鋰電池都有一個使用的安全電壓區(qū)間，最高和最低電壓一般被稱為充放電終止電壓或截止電壓，當(dāng)電池的實際工作電壓長時間低于放電終止電壓或者長時間高于充電終止電壓時，電池內(nèi)部將發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害，嚴(yán)重傷害電池，導(dǎo)致性能下降，俗稱電池衰減，電池衰減的表現(xiàn)就是電池的內(nèi)阻增大，容量下降等。所以一般鋰離子電池內(nèi)部會有一個小的PCB板，和電池封裝在一起，如下圖所示，主要作用就是用來保護電池。這個電路板根據(jù)組成電路不同，一般會有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護以及控制IC失效之后的FUSE保護這幾種，下面會以一個常見的電路，講解這幾種保護的工作原理。
一般的鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成，TH為溫度檢測，內(nèi)部是一個10K NTC接到電池負(fù)極；ID是電池在位檢測，一般是47K/10K電阻接到電阻負(fù)極，有的是0R電阻；TH和ID均是選配，并不是所有鋰電池都有的。
充電時，控制IC X1會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當(dāng)這個電壓大于等于過充截止電壓且滿足過充電壓的延時時間時，X1會通過控制第3腳來關(guān)閉MOS管Q2，Q2被關(guān)閉之后，充電回路被切斷（Q2的體二極管D2也是反向截止的），這個時候，電池只能放電。放電時，控制IC X1同樣會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當(dāng)這個電壓小于等于過放截止電壓且達到過放電壓的延時時間，控制IC X1會通過第1腳關(guān)閉Q1，Q1被關(guān)閉之后，放電回路被切斷（Q1的體二極管D1是反向截止），這個時候，電池只能充電。過電流保護解除的條件是：將輸出端負(fù)載拿掉，控制IC會自動將Q1重新打開。
銷售總監(jiān)