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「玩机大讲堂」锂电池工作原理全面解析,让你更懂手机

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眸小汐曦  官方产品维护  发表于 2019-8-13 16:57:59 来自:浏览器

最新回复 2019-8-27 10:12:51

本帖最后由 眸小汐曦 于 2019-8-14 15:13 编辑

玩机大讲堂-18.jpg

电池的结构

手机电池是由电芯和保护电路组成,电芯储能,保护板实现过充或过放保护。锂电池都有保护板,针对电池过充、过放、短路会通过切断充放电回路保护电池。
1.png
电池结构示意图

锂电池工作原理
▷充电过程
2.png
锂电池工作原理

电池的正极有锂离子生成,生成的锂离子从正极“跳进”电解液里,通过电解液“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,运动到负极,与早就通过外部电路跑到负极的电子结合在一起。

●正极上发生的反应为:LiCoO2==充电==Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)
●负极上发生的反应为:6C+XLi++Xe=====LixC6


在充电的过程中,Li+从正极LiCoO2中脱出,进入电解液,在充电器附加的外电场作用下向负极移动,依次进入石墨或焦炭C组成的负极,在负极形成LiC化合物。

▷放电过程
放电时电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路径不同,电子从负极通过外部电路跑到正极;锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

电池保护板
顾名思义,电池保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池总会有保护板和一片电流保险器出现。

下图为电池板保护电路。PTC:正温度系数热敏电阻;NTC:负温度系数热敏电阻,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备能够及时反应,控制内部中断而停止充放电;U1为电路保护芯片,U2为两个反接的MOSFET开关。

正常状态下电池板U1的CO和DO都输出高电压,两个MOSFET都处于打开状态,电池可以自由充放电。
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充电保护简化原理图

过充电保护:当U1检测到电池电压达到过充保护门限,CO管脚输出低电平,MOS管开关2由导通转为关闭,充电回路关断,充电器无法再对电池充电,从而实现过充保护。

过放电保护:在电池放电过程中,当U1检测到电池电压低于过放保护门限时,DO脚由高电平转变为低电平,MOS管开关1关闭,使电池无法再放电;过放电保护状态下电池电压不能再降低,要求保护电路的电流极小,控制电路进入低功耗。

过流保护:正常情况下,电池对负载进行放电,电流经过两个串联的MOS管开关,VM管脚检测到两个MOS管的压降电压为U。若负载因某种原因导致U异常,使回路电流增大,当U大于一定值时,DO管脚由高电压转变为低电压,MOS管开关1关闭,从而使放电回路电流为零,达到过电流保护作用。

更多玩机科普请参考:
「玩机大讲堂」科普丨教程丨答疑丨玩机技巧丨功能总结
屠神戮魔劫阎罗  渐入佳境  发表于 2019-8-13 17:32:25 来自:HUAWEI P30 Pro
厉害厉害!虽然实在看不懂,但是真的很厉害的样子!
huafans01373692558  新学乍练  发表于 2019-8-13 18:55:50 来自:HUAWEI P30
好专业
泰伦桑  炉火纯青  发表于 2019-8-13 19:52:32 来自:浏览器
完全适合理科生学习,我好久没有看到这样的知识篇了,赞!!
惠弹吉他  略有小成  发表于 2019-8-13 22:56:15 来自:HUAWEI P30
不懂
huafen349499534  新学乍练  发表于 2019-8-13 23:36:35 来自:HUAWEI P30 Pro
厉害
小图仔  炉火纯青  发表于 2019-8-14 03:02:47 来自:HUAWEI P30
厉害

点评

图挺漂亮  发表于 2019-8-15 16:55
旋律飞翔  略有小成  发表于 2019-8-14 07:25:59 来自:HUAWEI P30
学习了!
huafans0174940612  自成一派  发表于 2019-8-14 08:19:49 来自:浏览器
先学习一下
程垚辉  初窥门径  发表于 2019-8-14 08:32:26 来自:HUAWEI P30
学习
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