PTC热敏电阻在锂电池中的应用

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聚合物电池（即锂离子电池）同与NiCd或NiMH电池比较，具有单位体积的电能容量大、电流密度大、可快速充电、体积小、重量轻、转换效率高等等独特优势。不仅广泛应用于各种方便携式设备、移动设备。而且可用于医疗器件、工业、农业、国防、交通工具等各个领域。但锂离子电池在实际应用过程中，对充电、放电、高温环境等条件都有相当严格的要求。充电时，电池两端电压过高，会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆裂的危险，危害及大。过充电可能由充电失控、电极错误或使用不正确的充电器造成；锂离子电池在充放电电流过大或外部短路时，内部发热可能损坏电池或烧毁其他部件，严重缩短电池的循环使用寿命；同样锂离子电池在高温环境工作或遇种负载、大电流使锂离子电池内部产生高温，锂离子电池同样会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆裂的危险。

 

所以锂离子电池必须设计专用的电池管理电路，所有的锂离子电池的管理电路都包含过充、过放的终止控制功能，而没有过流、过温、短路等情况的保护，所以保护电路的任务是针对电池可能出现的各种故障，对电池充放电状态的参数进行监控，以保证电池寿命和效能，使电池以及外部设备免受损坏。高分子ＰＴＣ热敏电阻产品，在高电流密度的锂离子电池及其管理电路的过流、过温、短路保护中具有突出的优势，高分子ＰＴＣ热敏电阻又叫自复位过载保护器或自复位保险丝，单个元件即可完成过流、过温、短路保护。在锂离子电池及其管理电路的保护应用中具备了无可替代性的作用，现在已发展成为锂离子电池及其管理电路中必须应用的保护元件。

锂离子电池管理与保护电路通常由专用集成IC和金属氧化物场效应管组成的一次保护电路。保护IC通过监测电池两端电压以及放电电流来控制FET的导通或关断，防止过充电、短路、过放电等故障。尽管一次保护通常被认为是可靠的，但当静电放电电压过高或超温时可能损坏保护IC或MOS-FET，而且在短路时集成电路会发生振荡，同时多数IC+MOS-FET电路对充电、放电过电流的检测是间接的，并不能保证在电池的所有工作状态下都会提供过电流保护，保护的可靠性也降低了。保护电路中接入高分子ＰＴＣ热敏电阻后，即使一次保护电路失效或者温升较高时，PTC仍能对过充、过流、短路、超温等故障提供及时保护，保证电池在被误用或滥用、或外部反接、短路等的情况下，不致发生损坏电池等安全性问题。

文章来源：深圳新晨阳电子

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