鋰離子電池應用設計

鋰離子電池在應用中的優勢

與其它類型的二次電池相比,鋰離子電池具有以下優點:

  • 重量輕
  • 沒有記憶效應
  • 其能量密度是鎳-鎘電池的兩倍
  • 自放電比鎳-鎘電池少6〜8倍
  • 單元電壓大約3.6伏,屬於較高水準,通常能滿足大多數應用的需要。

這些特性使得鋰離子電池在現代的可攜式電子設備中得到了非常廣泛的應用。在鋰離子電池的設計應用中,最重要的是要瞭解它在充放電期間的特性以確保應用的安全並在電池的生命週期內內達成最好的使用效果。

電池容量

圖 1 展示了幾種典型的鋰離子電池,它們的容量範圍從 200mAh 至 2,800mAh ,可被使用在不同的應用中。標準的鋰離子電池通常使用硬質的外殼,鋰聚合物電池則通常使用軟性或是袋狀的外殼,這作法使它們的外形尺寸更小、重量更輕。

圖 2 展示了一款 2,000mAh 鋰離子電池的典型的放電曲線,其電壓從充滿時的4.2V一直變化到完全放電時的 3.0V。不同的放電率表現出了不同的電池容量,在較高的放電電流下,電池容量達不到額定值,它的電池電壓因為電池的內阻而出現了較大的跌落。

使用單顆鋰離子電池供電的應用

當使用單顆鋰離子電池作為應用的電源輸入時,必須考慮到電池在放電時的電壓變動範圍,其值通常為4.2V至3.0V,因此大部分的應用都需要採取某種形式的電壓調節措施。立錡科技提供了眾多的 LDOBuckBoostBuck-Boost 等各種架構的電壓轉換器,它們可在此輸入電壓範圍內工作,滿足負載的穩定供電需要。

一般應用提示

鋰離子電池對過放電非常敏感,這是為什麼許多電池單元中都內建了 (Under Voltage Protection) 欠壓保護電路的原因,它們能在電池被放電到電壓低於 2.5V 時將電池從電路中斷開,避免過度放電。最好的做法還是在電池內建的保護電路動作以前就對電池進行再充電或是將其從電路系統中斷開以確保安全。

當電池要進入長期不用的狀態時,最好的做法是將它們放電到電池容量的 40% 左右 (約3.7V) 的水準以降低對其壽命的影響。

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