可充電鋰離子電池組的全面保護策略

簡介

隨著對高效能、輕薄便攜電子產品需求的持續增長，對可充電鋰離子（Li-ion）和鋰聚合物（Li-Polymer）電池的依賴也日益增加。這些電池以其高能量密度和靈活的形狀因數為特點，為從智慧型手機和平板電腦到無人機和電動自行車等多種設備供電。然而，確保這些電源的安全性和可靠性至關重要。本文探討了Li-ion和Li-Polymer電池的關鍵保護機制，並重點介紹富致科技提供的解決方案，旨在防範短路、過充等常見故障。

電池保護的必要性

鋰離子電池的脆弱性

鋰離子電池容易受到各種可能危害其完整性和安全性的故障影響，包括外部短路、充電失控以及過度充電等濫用情況，這些都可能導致危險的過電流和過熱情況。過充、深度放電或短路會產生過多的熱量，導致電池膨脹、破裂甚至起火。

儘管內部電池故障較少見，但也可能影響電池組的保護電路模組（PCM），如燃料量計或充電控制器。因此，需要多層次的保護來防範過充電、過放電、過熱及過電壓情況，以防止熱失控和潛在故障。

符合法規要求

來自UL、IEC和IEEE等組織的安全法規和測試要求，確保鋰離子和鋰聚合物電池組能抵禦短路和過充事件。例如，UL2054、IEEE 1725-2011和IEC 62133等標準為不同應用中的電池安全提供了指導。

保護策略

短路情況

未受保護的電池在短路情況下會產生極高的電流，導致顯著的溫度上升，可能引發熱失控並造成嚴重損害或火災。金屬物體橋接暴露端子等意外短路，進一步突顯了強化保護機制的必要性。

過充電情況

正確的充電曲線對於優化電池性能和安全性至關重要。過充通常由充電器故障或使用不相容的充電器引起，可能導致顯著的溫度升高，進而化學降解電池組件。過電流或過電壓情況會加劇這一問題，因此需要精確的保護解決方案。

富致科技的先進保護解決方案

PPTC可復式保險絲

富致科技的PPTC（高分子正溫係數）可復式保險絲提供短路和過充保護的有效解決方案。當遇到過電流時，這些設備的電阻會迅速增加，限制故障電流並防止熱失控。一旦故障被清除並重新啟動電源，設備會恢復到低電阻狀態。

與傳統雙金屬或熱熔斷器相比，PPTC可復式保險絲具有顯著優勢，包括成本較低、體積更小、可靠性更高。與一次性保險絲不同，PPTC設備可自行復歸，避免因非復位保護設備造成的不必要現場返修。

PPTC設備的應用

電池片系列產品

PPTC電池片系列產品（包括FVL、FVT、FSR和FLR系列）針對多種電池化學特性和使用情境設計，可點焊於電池或焊帶，為圓柱形、棱柱形和軟包電池組提供節省空間的解決方案。
Fuzetec電池片系列

工作電流：

FLR系列：1.9A~7.3A;  FSR系列1.2A~4.2A

表面貼裝SMD產品

富致科技的表面貼裝SMD產品（1206和1210封裝）適用於電池PCM板，節省空間並簡化設計。這些設備的低電阻性能有助於保持系統阻抗的預算。

Fuzetec FSMD 1210系列：

Fuzetec FSMD 1206系列：

Disc系列產品

PPTC Disc系列產品，由PPTC材料製成，通常被放置在鋰離子18650圓柱型電池的電池頭內部，以在運輸和處理過程中保護電池。這些定制設計的設備還能為單獨銷售給消費者的電池提供保護。

選擇合適的保護設備

選擇適合特定應用的保護設備需了解電池化學特性及應用條件，並進行系統測試以確保設備適配性。設備製造商的建議可作為進一步調查的起點。

結論

隨著便攜式電子產品不斷向更薄、更緊湊的方向發展，對可靠且高效電池保護的需求日益重要。富致科技提供全面的PPTC可復式保險絲、MHP-TA熱熔斷裝置及其他創新解決方案，以滿足現代鋰離子和鋰聚合物電池組的多樣化保護需求。透過整合這些先進保護設備，設計者可確保其電池驅動產品的安全性、可靠性和使用壽命。