如何在手機快充技術中保護鋰離子電池

鋰離子電池現在是高能量密度和非常輕的電池，但由于其化學特性非常活潑，所以本身由于要安全保護，并新增了充放電保護電路。充放電保護電路關鍵元件Mosfet也有一定的短路故障率，假設鋰離子電池的輸出值不大，那么這種效果就不會體現出來。但是鋰離子電池的需求是巨大的，僅2014年一年就有56億塊小型鋰離子電池銷往全球。如此大的運輸量，即使1ppm的概率風險，平均每年也有5600起危險事件。所以除了主保護電路外，還新增了二次保護，進一步降低了風險。在二次保護元件中，一般只有一個元件，有用一次保險絲，也有用PTC，還有溫度保險絲等元件。你不要和PTC融合，你不要和PTC融合，保護裝置互相競爭，就像不同的等位基因競爭染色體上相同的位置。但是，由于各種保護組件不是整體的贏家，所以多種組件的組合共存的情況下，可以滿足各種不同的使用需求。

然而，隨著智能手機的迅速普及和手機電池容量的不斷新增，要快速充電。目前有OPPOVooc規范、qualcomm的QC2.0規范、MTK的PumpExpressPlus規范等多個規格。在快速充電的情況下，前30分鐘電流會非常大，一般會達到3A左右。

在前30分鐘快速充電的大電流沖擊下，伴隨著高溫和溫升，將改變鋰離子電池二次保護元件的競爭態勢，取而代之的將是一種協作形式:PTC+fuse形成保護組合。

首先，PTC+熔斷器可以作為溫度保護和過流保護的補充。PTC具有溫度保護功能，但由于降溫比較高，所以規格選擇相對較大，相對過流保護能力較弱，且PTC動作速度較慢。保險絲(Fuse)對溫度不敏感，不能供應溫度保護，但溫度降低率也很低，所以可以選擇相對較小的電流規格，相對過流保護能力強，動作速度也快得多。

其次，PTC+fuse將通過UL2054的低成本解決方法進行處理。在高電流充電的情況下，由于UL2054各部件各有優缺點，單部件很難通過UL2054的全部測試。一是常用的PTC。由于充電電流非常大，為了保證在快速充電和高溫上升的情況下不發生動作，所選規格必須達到12066A/7A。有了這么大的規格，鋰離子電池很難通過UL2054的LPS測試，因為很難在60秒內將電流限制在8A以下。第二，常見的保險絲。最大的優點是溫度不敏感，可以選擇5A規格，≤5A規格的保險絲非常有利于鋰離子電池通過UL2054的LPS測試;但是，UL2054的6V/1C和6V2C過充測試項目很難通過，因為它對溫度不敏感，沒有過溫保護功能。三是三端保險絲，雖然它可以處理溫度過溫保護，但由于目前規格較大，最高可達10A/12A，故無法通過LPS測試;而且成本很高。四是部分廠家采用雙IC方法，雖然效果較好，但成本較高。假設PTC和fuse是結合在一起的。首先，對溫度不敏感的5A型熔斷器容易通過LPS、短路等檢測項目。然后，依托12066A/7A的PTC，通過6V/1C、6V2C過充等檢查項目，整個項目成本非常低。

最終，PTC+熔斷器保護方法將比單個組件更安全。將這兩種成分結合在一起，相當于在二次保護的基礎上新增了一種保護，為鋰離子電池的安全新增了一份厚重的保險，從而大大降低了風險因素。