中心議題：
鋰離子電池的特點
鋰離子電池保護電路工作原理
解決方案：
採用過充電保護
採用過放電保護
放電過電流保護
線路短路保護
由於鋰離子電池的特性與其它可充電電池不同，內部通常都帶有一塊電路板，不少人對該電路的作用不了解（有些人可能還不知道鋰電裡有保護電路），下面將對鋰離子電池的特點及其保護電路工作原理進行闡述。
鋰電池分為一次電池和二次電池兩類，目前在手機裡的備用電池因耗電小主要使用不可充電的一次鋰電池，而在手機主電池因耗電量較大則使用可充電的二次電池，即鋰離子電池。
與鎳鎘和鎳氫電池相比，鋰離子電池具備以下幾個優點：
1、電壓高，單節鋰離子電池的電壓可達到3.6v，遠高於鎳鎘和鎳氫電池的1.2v電壓。
2、容量密度大，其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5-2.5倍。
3、荷電保持能力強（即自放電小），在放置很長時間後其容量損失也很小。
4、壽命長，正常使用其迴圈壽命可達到500次以上。
5、沒有記憶效應，在充電前不必將剩餘電量放空，使用方便。
由於鋰離子電池的化學特性，在正常使用過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應,該副反應加劇後，會嚴重影響電池的效能與使用壽命，並可能產生大量氣體，使電池內部壓力迅速增大後**而導致安全問題，因此所有的鋰離子電池都需要乙個保護電路，用於對電池的充、放電狀態進行監測，並在某些條件下關斷充、放電迴路以防止對電池發生損害。
下圖為乙個典型的鋰離子電池保護電路原理圖。
如上圖所示，該保護迴路由兩個mosfet（v1、v2）和乙個控制ic（n1）外加一些阻容元件構成。控制ic負責監測電池電壓與迴路電流，並控制兩個mosfet的柵極，mosfet在電路中起開關作用，分別控制著充電迴路與放電迴路的導通與關斷，c3為延時電容，該電路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能，其工作原理分析如下：
1、正常狀態
在正常狀態下電路中n1的「co」與「do」腳都輸出高電壓，兩個mosfet都處於導通狀態，電池可以自由地進行充電和放電，由於mosfet的導通阻抗很小，通常小於30毫歐，因此其導通電阻對電路的效能影響很小。
此狀態下保護電路的消耗電流為μa級，通常小於7μa。
2、過充電保護
鋰離子電池要求的充電方式為恆流/恆壓，在充電初期，為恆流充電，隨著充電過程，電壓會上公升到4.2v(根據正極材料不同，有的電池要求恆壓值為4.1v)，轉為恆壓充電，直至電流越來越小。
電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2v後繼續恆流充電，此時電池電壓仍會繼續上公升，當電池電壓被充電至超過4.3v時，電池的化學副反應將加劇，會導致電池損壞或出現安全問題。
上網時間：2009-07-22 **：eaw電子技術應用
在帶有保護電路的電池中，當控制ic檢測到電池電壓達到4.28v（該值由控制ic決定，不同的ic有不同的值）時，其「co」腳將由高電壓轉變為零電壓，使v2由導通轉為關斷，從而切斷了充電迴路，使充電器無法再對電池進行充電，起到過充電保護作用。
而此時由於v2自帶的體二極體vd2的存在，電池可以通過該二極體對外部負載進行放電。在控制ic檢測到電池電壓超過4.28v至發出關斷v2訊號之間，還有一段延時時間，該延時時間的長短由c3決定，通常設為1秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
3、過放電保護
電池在對外部負載放電過程中，其電壓會隨著放電過程逐漸降低，當電池電壓降至2.5v時，其容量已被完全放光，此時如果讓電池繼續對負載放電，將造成電池的永久性損壞。
在電池放電過程中，當控制ic檢測到電池電壓低於2.3v（該值由控制ic決定，不同的ic有不同的值）時，其「do」腳將由高電壓轉變為零電壓，使v1由導通轉為關斷，從而切斷了放電迴路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護作用。而此時由於v1自帶的體二極體vd1的存在，充電器可以通過該二極體對電池進行充電。
由於在過放電保護狀態下電池電壓不能再降低，因此要求保護電路的消耗電流極小，此時控制ic會進入低功耗狀態，整個保護電路耗電會小於0.1μa。
在控制ic檢測到電池電壓低於2.3v至發出關斷v1訊號之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由c3決定，通常設為100毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
4、過電流保護
由於鋰離子電池的化學特性，電池生產廠家規定了其放電電流最大不能超過2c（c=電池容量/小時），當電池超過2c電流放電時，將會導致電池的永久性損壞或出現安全問題。
電池在對負載正常放電過程中，放電電流在經過串聯的2個mosfet時，由於mosfet的導通阻抗，會在其兩端產生乙個電壓，該電壓值u=i*rds*2,rds為單個mosfet導通阻抗，控制ic上的「v-」腳對該電壓值進行檢測，若負載因某種原因導致異常，使迴路電流增大，當迴路電流大到使u>0.1v（該值由控制ic決定，不同的ic有不同的值）時，其「do」腳將由高電壓轉變為零電壓，使v1由導通轉為關斷，從而切斷了放電迴路，使迴路中電流為零，起到過電流保護作用。
在控制ic檢測到過電流發生至發出關斷v1訊號之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由c3決定，通常為13毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。
在上述控制過程中可知，其過電流檢測值大小不僅取決於控制ic的控制值，還取決於mosfet的導通阻抗，當mosfet導通阻抗越大時，對同樣的控制ic，其過電流保護值越小。
5、短路保護
電池在對負載放電過程中，若迴路電流大到使u>0.9v（該值由控制ic決定，不同的ic有不同的值）時，控制ic則判斷為負載短路，其「do」腳將迅速由高電壓轉變為零電壓，使v1由導通轉為關斷，從而切斷放電迴路，起到短路保護作用。短路保護的延時時間極短，通常小於7微秒。
其工作原理與過電流保護類似，只是判斷方法不同，保護延時時間也不一樣。
以上詳細闡述了單節鋰離子電池保護電路的工作原理，上面電路中所用的控制ic為日本理光公司的r5421系列，在實際的電池保護電路中，還有許多其它型別的控制ic，如日本精工的s-8241系列、日本mitsumi的mm3061系列、富晶的fs312和fs313系列、模擬科技的aat8632系列等等，其工作原理大同小異，只是在具體引數上有所差別，有些控制ic為了節省外圍電路，將濾波電容和延時電容做到了晶元內部，其外圍電路可以很少，如日本精工的s-8241系列。
除了控制ic外，電路中還有乙個重要元件，就是mosfet，它在電路中起著開關的作用，由於它直接串接在電池與外部負載之間，因此它的導通阻抗對電池的效能有影響，當選用的mosfet較好時，其導通阻抗很小，電池包的內阻就小，帶載能力也強，在放電時其消耗的電能也少。
隨著科技的發展，手機的體積越做越小，而隨著這種趨勢，對鋰離子電池的保護電路體積的要求也越來越小，在這兩年已出現了將控制ic和mosfet整合成一顆保護ic的產品，如dialog公司的da7112系列，有的廠家甚至將整個保護電路封裝成一顆小尺寸的ic，如mitsumi公司的產品。
手機的鋰離子電池在損壞後，有些是保護電路出故障(尤其是進水機的電池)，因此有些鋰電可以拆開來修復，既環保又不浪費。
鋰離子電池保護板工作原理及其構成
鋰在元素週期表上第3位，外層電子1個，容易失去形成穩定結構，所以是非常活潑的一種金屬。而鋰離子電池具有放電電流大 內阻低 壽命長 無記憶效應等被人們廣泛使用，鋰離子電池在使用中嚴禁過充電 過放電 短路，否則將會使電池 等致命缺點，所以，在使用可充鋰電池都會帶有一塊保護板來保護電芯的安全。元素週期表....
鋰離子電池保護板工作原理及其構成
鋰在元素週期表上第3位，外層電子1個，容易失去形成穩定結構，所以是非常活潑的一種金屬。而鋰離子電池具有放電電流大 內阻低 壽命長 無記憶效應等被人們廣泛使用，鋰離子電池在使用中嚴禁過充電 過放電 短路，否則將會使電池 等致命缺點，所以，在使用可充鋰電池都會帶有一塊保護板來保護電芯的安全。保護板有兩個...
手機鋰離子電池培訓
第一章鋰離子電池的歷史和發展 1 電池發展史 電池是將物質化學反應產生的能量直接轉換成電能的一種裝置。1800年，義大利科學家伏打 volta 將不同的金屬與電解液接觸，作成volta堆，這被認為是人類歷史上第一套電源裝置。從1859年普萊德 plante 試製成功鉛酸蓄電池以後，化學電源便進入了萌...