成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護板的作用很多人都不知道,鋰電池保護板,顧名思義就是保護鋰電池用的,鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護。鋰電池在使用過程中,過充電、過放電和過電流都會影響電池使用壽命和性能,嚴重者會導致鋰電池自燃,現(xiàn)已出現(xiàn)手機鋰電池自燃致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護板,由一顆操作IC和若干個外部元件組成,通過保護環(huán)路監(jiān)測并防止對電池產(chǎn)生損害,防止過充、過放和短路造成的危險。由于每個中都要安裝一片電池保護IC,鋰電池保護IC市場大得驚人,每年有幾十億美元的市場,市場前景非常廣闊。向高集成化、智能化發(fā)展,引入 AI 優(yōu)化算法,同時降低成本,通過國產(chǎn)化芯片和簡化電路,適配更多應用。浙江光伏鋰電池保護板
現(xiàn)代鋰電池保護板采用多層復合電路設計,中心由高精度監(jiān)測芯片、MOSFET功率管陣列及溫度傳感器構成。以TI的BQ76952為例,其采樣精度達到±5mV,可同時監(jiān)控16節(jié)電池。智能MOSFET采用氮化鎵材料,導通電阻低至Ω,支持100A持續(xù)放電。多層PCB板采用FR-4耐高溫基材,配合銅厚2oz的布線工藝,確保大電流通流能力。過壓保護方面,系統(tǒng)實時比對每節(jié)電芯電壓,當檢測到±25mV閾值時,在20ms內切斷充電回路。針對短路故障,保護板配置兩級響應機制:初級100μs級硬件保護直接關斷MOSFET,次級軟件保護啟動故障鎖定。溫度保護采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡,在-40℃~85℃范圍內實現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。廣東進口鋰電池保護板鋰電池保護板已從單純的安全保護組件,發(fā)展為融合智能管理、通信監(jiān)控的系統(tǒng)級方案。
從結構上看,保護板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構成。控制芯片如同“大腦”,負責處理來自電池的電壓、電流信號,例如常見的DW01芯片可實時比對單節(jié)電池電壓與預設閾值(如三元鋰電池的過充閾值4.25V、過放閾值2.5V),一旦檢測到異常立即發(fā)出指令。MOSFET開關則扮演“閘門”角色,通常采用雙N溝道或P溝道場效應管(如AO8810),在過充、過放或過流時迅速切斷電路,其響應速度可達毫秒級,尤其在短路保護中,能在百微秒內阻斷高達200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風險。采樣電阻與溫度傳感器(如NTC熱敏電阻)則分別負責監(jiān)測電流大小與環(huán)境溫度,確保電池在-20℃至60℃的安全區(qū)間內工作。對于多節(jié)串聯(lián)的電池組,保護板還會加入被動均衡電路,通過電阻耗能平衡各單體電壓差異,避免因容量不匹配導致的整體性能衰減。
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關模式、線性模式和開關電容模式。開關模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據(jù)需要設計為降壓、升壓或升降壓架構,常用的快充方案通常都是開關模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對體積、成本則有較高要求。開關電容模式可以做到高達97%以上的有效率,但由于架構的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關系,實際應用中通常會與開關型充電管理芯片配合使用。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務商。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術綜合服務商。保持干燥清潔,避免擠壓、高溫環(huán)境即可,一般無需特殊維護。
鋰電池保護板的中心功能:1.過充保護:當電池電壓達到設定的上限(如三元鋰電,磷酸鐵鋰)時,保護板會切斷充電回路,防止因過度充電導致電池膨脹、漏液或危險。2.過放保護:當電池電壓低于設定的下限(如三元鋰電,磷酸鐵鋰)時,保護板會切斷放電回路,避免電池因過度放電導致容量長久性衰減。3.過流/短路保護:當電流超過設定值(如電池額定電流的)或發(fā)生短路時,保護板會迅速切斷電路,防止電池過熱或損壞。4.溫度保護:部分高級保護板集成溫度傳感器(NTC/PTC),當電池溫度異常(如高于60°C或低于-20°C)時,觸發(fā)保護機制。5.均衡功能:對于多串電池組(如3串、4串),保護板通過被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉移)平衡各電芯電壓,避免因單體差異導致整體性能下降。 鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,和輸出短路保護。河南定制鋰電池保護板
鋰電池保護板,作為鋰電池的"守護者",其技術參數(shù)的重要性不言而喻。浙江光伏鋰電池保護板
鋰電池保護板典型應用場景:1.消費電子產(chǎn)品:手機、筆記本電腦等單節(jié)或多串電池組中,保護板以微型化設計(如PCB面積<1cm2)集成基本保護功能,注重低功耗與成本壓縮。.2.電動汽車與電動工具:電池組(如300V以上)要求保護板具備高耐壓MOSFET和多級均衡能力,同時支持快充協(xié)議(如CCS、CHAdeMO)和整車CAN網(wǎng)絡通信。特斯拉的BMS可精確調節(jié)數(shù)千節(jié)電芯,誤差電壓<10mV。3.儲能系統(tǒng):家庭儲能與電網(wǎng)級儲能需應對長循環(huán)壽命(>5000次)和寬溫度范圍(-30℃~60℃)。保護板設計側重模塊化擴展與梯次利用管理,結合AI算法預測電池衰減。4.特種領域:無人機電池需兼顧高放電倍率(如20C)與輕量化;醫(yī)療設備則強調EMC抗干擾與失效安全模式。 浙江光伏鋰電池保護板