锂离子电池应用设计

锂离子电池在应用中的优势

与其它类型的二次电池相比,锂离子电池具有以下优点:

  • 重量
  • 没有记忆效应
  • 其能量密度是镍-镉电池的两倍
  • 自放电比镍-镉电池少6〜8倍
  • 单元电压大约3.6伏,属于较高水平,通常能满足大多数应用的需要。

这些特性使得锂离子电池在现代的便携式电子设备中得到了非常广泛的应用。在锂离子电池的设计应用中,最重要的是要了解它在充放电期间的特性以确保应用的安全并在电池的生命周期内内达成最好的使用效果。

电池容量

图 1 示出了几种典型的锂离子电池,它们被使用在不同的应用中,容量范围从 200mAh 至 2,800mAh。标准的锂离子电池通常使用刚性的外壳,锂聚合物电池则通常使用柔性或是袋状的外壳,这可以使它们的外形尺寸更小、重量更轻。

图 2 显示了一款 2,000mAh 锂离子电池的典型的放电曲线,其电压从充满时的4.2V一直变化到完全放电时的3.0V。不同的放电率表现出了不同的电池容量,在较高的放电电流下,电池容量达不到额定值,它的电池电压因为电池的内阻而出现了较大的跌落。.

使用单颗锂离子电池供电的应用

当使用单颗锂离子电池作为应用的电源输入时,必须考虑到电池在放电时的电压变动范围,其值通常为4.2V至3.0V。

因此大部分的应用会需要采取某种形式的电压调节措施。立锜科技提供了众多的LDOBuckBoostBuck-Boost等各种架构的电压转换器,它们可在此输入电压范围内工作。

常规应用提示

锂离子电池对过放电非常敏感,这是为什么许多电池单元中都内建了欠压保护电路 (Under Voltage Protection, UVP) 的原因,它们能在电池被放电到电压低于2.5V时将电池从电路中断开,避免过度放电。最好的做法还是在电池内建的保护电路动作以前就对电池进行再充电或是将其从电路系统中断开以确保安全。

当电池要进入长期不用的状态时,最好的做法是将它们放电到电池容量的40%左右(约3.7V)的水平以降低对其寿命的影响。

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低静态电流LDO

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