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技術(shù)支持
鋰離子電池與NTC熱敏電阻
發(fā)布者 : admin 發(fā)布時間 : 2021/11/18 09:11:03


廣東愛晟電子科技有限公司研發(fā)的貼片玻封NTC熱敏電阻,采用先進(jìn)的半導(dǎo)體制程,結(jié)合自主研發(fā)的加工工藝技術(shù),可在鋰離子電池中起到溫度監(jiān)測及溫度控制的作用。

隨著新能源汽車的普及,鋰電子電池也受到了越來越多的關(guān)注,而鋰離子電池在充電過程中遇到的問題也隨之成為各大廠商需要考慮的因素。由于鋰離子電池在低溫下(通常為0℃以下)充電時,其負(fù)極石墨難以發(fā)生鋰離子的嵌入反應(yīng),從而導(dǎo)致金屬鋰在石墨負(fù)極表面沉積并形成鋰枝晶;其容易刺破隔膜,導(dǎo)致電池內(nèi)部短路而產(chǎn)生鼓脹、電解液泄露、爆炸起火等安全問題,同時也會縮短電池的循環(huán)壽命,因此鋰離子電池在低溫下禁止充電。在現(xiàn)有技術(shù)中,為了解決鋰離子電池低溫下充電的問題,主要有以下三種對應(yīng)方法:

一、物理加熱,即檢測到電池處于低溫下的時候,啟動加熱裝置,使纏繞在電池周圍的加熱器件對電池進(jìn)行加熱,當(dāng)電池溫度上升到允許充電的溫度之后再啟動充電。這種方法要求低溫環(huán)境時具有外部供電的條件,同時也會額外消耗電力。有時為了節(jié)約外部電力,則利用電池在低溫下可以放電的特性,使用電池本身放電過程中的自發(fā)熱來實現(xiàn)自體加熱;

二、通過外部管理電路調(diào)節(jié)充電截止電壓或充電脈沖電流等。采用一定頻率的脈沖電流對電池進(jìn)行充電,在保證電池內(nèi)部不產(chǎn)生鋰枝晶的情況下,可以通過充電過程所產(chǎn)生的物理的和化學(xué)的熱效應(yīng)使得電池溫度上升,并保證充電的平均電量不大于電池可以承受的電量,提升電池可充電能力和低溫充電安全性。這類充電方式主要通過充電管理系統(tǒng)進(jìn)行管理,需要管理芯片及其數(shù)學(xué)模型的配合、并使用較多的溫度傳感器、電流/電壓控制和管理裝置等等元器件,其電路復(fù)雜,成本高;

三、改變鋰離子電池的化學(xué)體系,包括改變負(fù)極活性物質(zhì)、改善活性物質(zhì)的顆粒粒徑、對物性物質(zhì)進(jìn)行各種修飾改性等等,但是這些改善方法往往使得電池的比能量顯著下降。

根據(jù)鋰離子電池的可充電能力漸變的電化學(xué)特性,需要找到一種具有漸變特性的器件來控制鋰離子電池的充電電流,從而保證鋰離子電池在更寬的溫度范圍也可以充電,特別是保證其在低溫下也可以充電。愛晟電子為大家介紹一款鋰離子電池,其包括貼片玻封NTC熱敏電阻、充電模塊、電池組及電流調(diào)節(jié)模塊。其中,電池組的總正端通過電流調(diào)節(jié)模塊與充電模塊的正極連接,電池組的總負(fù)端與充電模塊的負(fù)+極連接;電流調(diào)節(jié)模塊包括總溫度開關(guān)及與總溫度開關(guān)并聯(lián)連接的若干個電流調(diào)節(jié)支路,電流調(diào)節(jié)支路包括一支路溫度開關(guān)及與支路溫度開關(guān)串聯(lián)連接的NTC熱敏電阻;總溫度開關(guān)、每一電流調(diào)節(jié)支路中的支路溫度開關(guān)分別在不同的溫度區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)閉合或斷開;每一電流調(diào)節(jié)支路中的NTC熱敏電阻分別在不同的溫度區(qū)間內(nèi)具有不同的阻值。

這款鋰離子電池的具體充電過程如下:

當(dāng)環(huán)境溫度處于常溫狀態(tài)時,總溫度開關(guān)閉合,每一電流調(diào)節(jié)支路中的支路溫度開關(guān)斷開,充電模塊直接對電池組進(jìn)行充電;

當(dāng)環(huán)境溫度處于低溫狀態(tài)時,總溫度開關(guān)斷開,其中一個電流調(diào)節(jié)支路中的支路溫度開關(guān)閉合,其余電流調(diào)節(jié)支路中的支路溫度開關(guān)斷開,充電模塊通過其中一個支路溫度開關(guān)閉合的電池調(diào)節(jié)支路對電池組進(jìn)行充電。





參考數(shù)據(jù):

CN108011409A《一種鋰離子電池低溫充電方法及其裝置》

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