可充电锂离子电池组的全面保护策略

简介

随着对高效能、轻薄便携电子产品需求的持续增长，对可充电锂离子（Li-ion）和锂聚合物（Li-Polymer）电池的依赖也日益增加。这些电池以其高能量密度和灵活的形状因子为特点，为从智能型手机和平板计算机到无人机和电动自行车等多种设备供电。然而，确保这些电源的安全性和可靠性至关重要。本文探讨了Li-ion和Li-Polymer电池的关键保护机制，并重点介绍富致科技提供的解决方案，旨在防范短路、过充等常见故障。

电池保护的必要性

锂离子电池的脆弱性

锂离子电池容易受到各种可能危害其完整性和安全性的故障影响，包括外部短路、充电失控以及过度充电等滥用情况，这些都可能导致危险的过电流和过热情况。过充、深度放电或短路会产生过多的热量，导致电池膨胀、破裂甚至起火。

尽管内部电池故障较少见，但也可能影响电池组的保护电路模块（PCM），如燃料量计或充电控制器。因此，需要多层次的保护来防范过充电、过放电、过热及过电压情况，以防止热失控和潜在故障。

符合法规要求

来自UL、IEC和IEEE等组织的安全法规和测试要求，确保锂离子和锂聚合物电池组能抵御短路和过充事件。例如，UL2054、IEEE 1725-2011和IEC 62133等标准为不同应用中的电池安全提供了指导。

保护策略

短路情况

未受保护的电池在短路情况下会产生极高的电流，导致显著的温度上升，可能引发热失控并造成严重损害或火灾。金属物体桥接暴露端子等意外短路，进一步突显了强化保护机制的必要性。

过充电情况

正确的充电曲线对于优化电池性能和安全性至关重要。过充通常由充电器故障或使用不兼容的充电器引起，可能导致显著的温度升高，进而化学降解电池组件。过电流或过电压情况会加剧这一问题，因此需要精确的保护解决方案。

富致科技的先进保护解决方案

PPTC可复式保险丝

富致科技的PPTC（高分子正温系数）可复式保险丝提供短路和过充保护的有效解决方案。当遇到过电流时，这些设备的电阻会迅速增加，限制故障电流并防止热失控。一旦故障被清除并重新启动电源，设备会恢复到低电阻状态。

与传统双金属或热熔断器相比，PPTC可复式保险丝具有显著优势，包括成本较低、体积更小、可靠性更高。与一次性保险丝不同，PPTC设备可自行复归，避免因非复位保护设备造成的不必要现场返修。

PPTC设备的应用

电池片系列产品

PPTC电池片系列产品（包括FVL、FVT、FSR和FLR系列）针对多种电池化学特性和使用情境设计，可点焊于电池或焊带，为圆柱形、棱柱形和软包电池组提供节省空间的解决方案。
Fuzetec电池片系列

工作电流：

FLR系列：1.9A~7.3A;  FSR系列1.2A~4.2A

表面贴装SMD产品

富致科技的表面贴装SMD产品（1206和1210封装）适用于电池PCM板，节省空间并简化设计。这些设备的低电阻性能有助于保持系统阻抗的预算。

Fuzetec FSMD 1210系列：

Fuzetec FSMD 1206系列：

Disc系列产品

PPTC Disc系列产品，由PPTC材料制成，通常被放置在锂离子18650圆柱型电池的电池头内部，以在运输和处理过程中保护电池。这些定制设计的设备还能为单独销售给消费者的电池提供保护。

选择合适的保护设备

选择适合特定应用的保护设备需了解电池化学特性及应用条件，并进行系统测试以确保设备适配性。设备制造商的建议可作为进一步调查的起点。

结论

随着便携式电子产品不断向更薄、更紧凑的方向发展，对可靠且高效电池保护的需求日益重要。富致科技提供全面的PPTC可复式保险丝、MHP-TA热熔断装置及其他创新解决方案，以满足现代锂离子和锂聚合物电池组的多样化保护需求。透过整合这些先进保护设备，设计者可确保其电池驱动产品的安全性、可靠性和使用寿命。