可充电电池使电子产品更环保，第二部分

Mouser Electronics 提供来自多家制造商的各种电池和电池技术。使用不同类型的材料制造可充电电池;一些最常见的包括铅酸 (Pb-acid)、锂离子、磷酸铁锂 (LiFePO 4 )、镍镉 (NiCd) 和镍金属氢化物 (NiMH)。让我们快速看一下其中的每一个。

铅酸蓄电池

如果您拥有或乘坐汽车，您应该熟悉这种类型的可充电电池。铅酸电池是大多数燃气汽车的默认电池类型。铅酸电池具有高功率的质量性能，使其适用于高电流要求的应用;这包括翻转需要大量能量的汽车启动器。

锂离子电池

锂离子电池适用于汽车、航空航天、通信、医疗、军事和工业应用。这些电池常见于便携式设备、电动工具和电动汽车 (EV) 等物品中。它们在轻量级封装中提供出色的能量密度。当观察到不正确的存储可能导致飞机等密闭空间中的危险情况时，它们也受到了严格审查。

磷酸铁锂电池

一种锂离子电池，LiFePO 4提供更长数量的完整充电/放电循环，称为生命周期。与铅酸电池相比，锂离子电池的质量更小，使用寿命长很多倍。合适的应用包括医疗、太阳能和风能、移动性、交通、体育和娱乐以及公用事业服务。

镍镉电池

相对于镍金属或锂离子，镉的使用带来了更高的成本，而且这种化学物质是有毒的。NiCd 电池非常适合将电池暴露于深度放电的应用，例如在恶劣环境中。镍镉电池还享有提供更长生命周期的好处。

镍氢电池

NiMH 电池比 NiCd 更新且毒性更小，具有良好的充电能力。它们常见于世界各地的收银台，工作电压为 1.2V，在大电流消耗应用中表现出色。它们提供恒定的电压电平，直到它们完全放电，不易受到某些其他类型电池中的电压下降的影响。

保护锂离子电池和电池组

为确保长寿命和可靠性，必须对单个电池单元和电池组进行电气保护。Bourns几十年来一直在这样做，同时它也在扩大其产品组合。Bourns 广泛的产品组合使设计人员能够选择正确的电路保护组件，以满足他们日益复杂、苛刻和紧凑的电池组要求。

高压锂离子电池组具有重量轻、能量密度高等显着优势。但是，它们需要电池管理系统 (BMS) 在安全范围内运行。BMS 连接到锂离子电池组并执行四个主要功能：

· 监控电压、电流、温度、充电状态 (SoC) 和健康状态 (SoH)

· 平衡单个电池电压以实现最大电池组效率

· 防止过流、过压和过热事件

· 通过 CANbus 和/或无线通信协议进行通信

Bourns 提供适用于 BMS 的广泛组件组合。这些组件包括隔离变压器、信号变压器、功率电感器、共模扼流圈、TVS 二极管、保险丝、电流感应电阻器和瞬态阻断单元 (TBU)。

电池组保护

移动设备，包括智能手机、平板电脑和单镜头数码相机，主要使用锂离子电池组。电动汽车、工业机械和机器人等较大的物理物品也使用电池组。

电池单元具有固有的电气、环境和机械挑战。当过度充电或过热时，电池可能会破裂、燃烧或爆炸。即使过度充电或过热不会导致火灾，电池仍然会受到损害，并且更容易受到物理因素的进一步损坏，包括振动、冲击和受热。

充电和温度

在充电和放电循环期间，电池可能会面临过流、过压和过热的情况。锂离子电池的充电过程包括两个阶段：恒流和恒压。在恒流充电阶段，充电电流被施加到电池，直到达到每个电池的电压限制。锂离子电池不能接受高于规定电压的充电而不会损坏。

当施加的电流下降到恒定充电电流的百分之几时，恒压阶段就开始了。在这段时间内，最大的电池电压被施加到电池上。对于多节电池组，在恒流和恒压阶段之间会出现一个平衡阶段，以确保电池之间的充电一致。在这种电池组中，施加在恒压阶段的电压是电池数量与每个电池的最大电压的乘积。

电子保护

保护电子设备用于电池外部，以防止过充电、欠充电和外部温度。电池组的电路保护解决方案包含多个器件，这些器件是电池组充电和放电过程中的关键设计考虑因素。

电池设计中两种流行的过压和过流保护方法利用电池管理 IC 和场效应晶体管 (FET)。大多数电池组、电池单元，特别是单节锂离子电池组设计都需要二级保护。Bourns多熔丝聚合物 PTC (PPTC) 器件或该公司的微型可复位 TCO 器件，也称为微型断路器，是过热保护解决方案。此外，双电池管理 IC 和 FET 提供双倍水平的过压和过流保护。保护设计可以包括一个电流检测电阻器 (CSR) 来监控电压和电流。

使用电流检测电阻器可以实现依赖于严格和低电阻温度系数 (TCR) 的增强电池性能管理，以准确测量漂移和电阻。Bourns 拥有全面的电流检测电阻器系列，例如 Bourns CRM2512片式电阻器。这些是采用厚膜技术的大功率电流检测片式电阻器。这些片式电阻器采用标准 2512 片式格式，额定功率为 2 W。CRM2512 具有宽电阻范围，适用于电源电路，包括电流检测和限流设计。