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与镍镉或镍氢电池相比,聚合物电池(即锂离子电池)具有单位体积电能容量大、电流密度高、可快速充电、体积小、重量轻、转换效率高等独特优势。不仅广泛应用于各种便携式设备和移动设备。且可用于工业、农业、国防、交通等各个领域。而,在锂离子电池的实际应用过程之中,对充电、放电、高温环境等条件有着非常严格的要求。充电时,如果电池两侧的电压过高,会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆炸的风险,会造成严重的危害。过度充电可能是由失控、不正确的电极或使用不正确的充电器引起的。当锂离子电池的充放电电流过大或出现内部短路时,外部发热可能会损坏电池或烧毁其他部件,严重缩短电池的循环寿命。同样,当锂离子电池在高温环境之下工作或遇到各种负载和大电流时,锂离子电池外部也会出现高温。锂离子电池也会增加电池漏液、冒烟、燃烧和爆裂的风险。
因此,锂离子电池必须设计专用的电池管理电路。所有的锂离子电池管理电路都包括过充过放终止控制功能,但没有过流、过温、短路等保护功能,因此保护电路的任务是针对电池之中可能发生的各种故障,监测电池充放电状态的参数,以确保电池的寿命和性能,保护电池和外部设备不受损坏。聚合物PTC热敏电阻产品在高电流密度锂离子电池及其管理电路的过流、过温、短路保护方面具有突出的优势。高分子PTC热敏电阻又称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之中发挥着不可替代的作用,现在已经发展成为锂离子电池及其管理电路的必备保护元件。
锂离子电池管理和保护电路通常是由专用集成电路和金属氧化物场效应晶体管组成的初级保护电路。保护集成电路通过监测电池两侧电压和放电电流来控制场效应管的导通或关断,防止过充电、短路、过放电等故障。虽然初级保护通常被认为是可靠的,但当静电放电电压过高或过热时,保护IC或MOS-FET可能被损坏,并且集成电路可能在短路前夕振荡。同时,大多数 IC +MOS-FET电路对充电有负面影响,放电过流的检测是间接的,不能保证在电池的所有工作条件之下都提供过流保护,保护的可靠性也降低。聚合物PTC热敏电阻接上保护电路之后,即使保护电路出现故障或温升较高,PTC仍能对过充、过流、短路、超温等故障提供及时保护,确保电池不被意外损坏。存在因使用或滥用而损坏电池,或外接反接、短路等安全问题。