單體鋰電池和鋰電池組的保護(hù)措施有哪些

來源：存能電氣  日期：2019-08-14 09:29  瀏覽量：次

　　單體鋰電池和鋰電池組的保護(hù)措施有哪些？由于鋰電池的化學(xué)特性，對(duì)其過充電、過放電和過電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會(huì)有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。

　　單體鋰電池的保護(hù)措施

　　鋰離子電池單體由正負(fù)、電極、電解液和隔膜組成，是組成電池模塊和電池組的基本結(jié)構(gòu)單元。電池作為一種電化學(xué)電源天然的具有電壓、內(nèi)阻、容量、能量、功率等特性參數(shù)。對(duì)于單體鋰電池來說，主要的安全危險(xiǎn)來自于充電和放電過程，同時(shí)還有適宜的環(huán)境溫度設(shè)計(jì)，為了有效地避免不必要的損失，對(duì)單體鋰電池一般會(huì)有三重保護(hù)措施。

　　一是采用開關(guān)元件：這要求控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置極限電阻值，當(dāng)電池內(nèi)的溫度升高時(shí)，電阻會(huì)隨之升高，當(dāng)升到一定程度后，到達(dá)電阻值的極限。這時(shí)，溫度也高到足以破壞電池的程度，此時(shí)，電池會(huì)自動(dòng)停止供電，避開工作狀態(tài)。

　　二是隔膜材料的選擇，隔膜是鋰離子電池材料中技術(shù)含量最高的組件，好的隔膜材料可以在溫度上升到一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)溶解掉附著在其上的微米級(jí)（甚至納米級(jí)）微孔，從而使鋰離子不能在隔膜上通過，終止電池的內(nèi)部反應(yīng)。

　　三是設(shè)置氣閥，包括堿性電池和鎳氫電池等都設(shè)置有安全閥，鋰電池安全閥的道理也是一樣的，該氣閥是一個(gè)放置在電池頂部的放氣孔，當(dāng)電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時(shí)，安全閥自動(dòng)打開，保證電池的使用安全性。

　　人們主要的出于兩個(gè)方面的目的，希望對(duì)單體鋰電池的參數(shù)進(jìn)行測量和評(píng)價(jià)。

　　一個(gè)是為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制的目的，比如，電池單體電壓不一致，使得系統(tǒng)能量存儲(chǔ)能力降低，如果能夠主動(dòng)調(diào)節(jié)兩極的單體電壓，則可以起到放大系統(tǒng)容量的效果。

　　另一個(gè)是為了安全考慮，電池的參數(shù)有其固定的范圍，檢測電池參數(shù)，實(shí)施監(jiān)控其邊界，可以起到表征電池安全狀態(tài)的作用。

　　鋰電池組的保護(hù)措施

　　對(duì)于鋰電池組來說，主要的安全危險(xiǎn)來自于容量過大，單體鋰電池也存在類似現(xiàn)象。一般而論，鋰離子電池的容量與其安全性成反比，隨著容量的增加，電池體積也在增加，其散熱措施極為關(guān)鍵。

　　較為完善的鋰電池組保護(hù)功能應(yīng)由兩個(gè)模塊構(gòu)成：一是保護(hù)電路基板，二是智能判斷基板。具體來說，至少應(yīng)該包括如下部件：1、保護(hù)IC，又分為防止過充過放短路的第一級(jí)保護(hù)IC和防止過壓的第二級(jí)保護(hù)IC。2、保險(xiǎn)絲及相關(guān)保險(xiǎn)接口。3、溫度調(diào)節(jié)功能。4、顯示功能。

　　鋰電池保護(hù)板也是鋰電池組重要的安全保護(hù)措施。鋰電池組保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過放、不過充、不過流，還有就是輸出短路保護(hù)。同時(shí)檢測電池組中各個(gè)單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài)，保護(hù)并延長電池使用壽命;欠壓保護(hù)使每一單節(jié)電池在放電使用時(shí)避免電池因過放電而損壞。

　　由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn)。

　　BMS鋰電池保護(hù)板十分重要在電池保護(hù)系統(tǒng)中，鋰電池PACK設(shè)計(jì)過程中一定會(huì)用到鋰電池保護(hù)板或者相應(yīng)的BMS才能更好的設(shè)計(jì)鋰電池組，甚至可以協(xié)助品質(zhì)部分一起分析異常電池或電路。