想用手机电池做便携式设备的后备电源，求锂电池充放电及电源管理方案

fatboy · 发表于 2006-7-12 19:12:21

想用市场上很多的手机锂电池（3.8V）做便携式设备的后备电源。

想知道锂电池的接口功能及相应的电源管理电路方案，多谢

fatboy · 发表于 2006-7-14 12:36:30

正在自我扫盲中，提供以下资料大家一起来看看:

http://www.lisun.com/1/asppd/zs.htm

一次电池

1．什么是电池

电池是一种通过氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。这一转化过程发生在电池的三个重要组成部分：正极、负极和电解液。不同的电池的上述物质是不一样的。例如在我公司的锂锰一次电池中，负极物质是金属锂，正极物质是二氧化锰。



2．什么是锂电池

最近的一、二十年来，随着电子技术飞速发展与日趋成熟，人们对重量轻、能量高、适应性强的电源提出了新的要求。而应用金属锂提供能量之源的锂电池逐渐成为满足这种需求的理想高能能源。

锂－二氧化锰电池为您提供了性能、安全方面的最佳选择。力兴锂电池具有比能量高、使用寿命长和使用温度宽（-20℃ ～ 60℃）的特点。力兴锂电池是您的便携设备的理想电源。



3.锂电池的组成

不同类型的锂电池所采用的材料大小尺寸各不相同，下面是力兴锂锰一次柱式电池CR123A的组成：

正极盖

在电池上端凸起的部分，内部与正极相连，标识电池的正极。

电池壳

采用镀镍钢的电池壳，作用是保证电池内部的活性物质不与外界直接接触，另外它与负极相连，起负极集流作用。

电池贴标

一种包装印刷塑料套，用来标识电池的种类和型号及其他信息。

隔膜

一种隔开正负极活性物质，保持电液的材料。

电解液

在锂锰一次电池中用来传递离子的高氯酸锂有机物电解液。

正极

在锂锰一次电池中，正极物质是二氧化锰。

负极

在锂锰一次电池中，负极物质是金属锂。



4. 锂电池分类

锂电池分成两大类：不可充电的和可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能。如锂-二氧化锰一次电池、锂－亚硫酰氯一次电池。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来，在使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如市面上常见的锂离子手机电池。



5.比能量

锂电池的最大特点是比能量高。比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升(体积单位)。这里举一个例来说明：5号镍镉电池的额定电压为1.2V，其容量为800mAh，则其能量为0.96Wh(1.2V×0.8Ah)。同样尺寸的5号锂－二氧化锰电池的额定电压为3V，其容量为1200mAh，则其能量为3.6Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的3.75倍!



6. 锂电池的应用范围

锂电池主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。



7. 锂－二氧化锰电池(Li－MnO2)

锂－二氧化锰电池是一种以锂为负极、以二氧化锰为正极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2V；比能量大；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2％)；工作温度范围－20℃～＋60℃。

该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。

扣式电池常用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。



8. 锂－亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)

锂－亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额定电压是3.6V，以中等电流放电时具有极其平坦的3至4V放电特性(可在90％容量范围内平坦地放电，保持不大的变化)。电池可以在－40℃～＋85℃范围内工作，但在－40℃时的容量约为常温容量的50％。自放电率低(年自放电率≤1％)、储存寿命长达10年以上。



9. 应用注意事项

　　上述两种锂电池是一次性电池，不可充电(充电时有危险!)；电池正负极之间不可短路；不可以过大电流放电(超过最大放电电流放电)；电池使用至终止放电电压时，应从电子产品中及时取出；用完的电池不可挤压、焚烧及拆卸；不可超过规定温度范围使用。

由于锂电池的电压高于普通电池或镍镉电池，使用时不要搞错以免损坏电路。通过熟悉型号中的CR、ER就可以知道它的种类及额定电压。在购买新电池时，一定要按原来的型号来买，否则会影响电子产品性能。

二次电池

11．锂离子电池

锂离子电池有别于一般的化学电源，其充放电工作过程是通过锂离子在正负极中的嵌入和脱嵌来实现的，当电池充电时，正极释放出锂离子于电解质中，这个过程是脱嵌，负极从电解质中吸入锂离子，这个过程是嵌入，当电池放电时发生与上述相反的过程，这种充放电时锂离子往返的嵌入和脱嵌过程好像摇椅一样摇来摇去，故有人称锂离子电池为"摇椅电池"。



13．锂离子电池与Cd-Ni和MH-Ni比较特性列表

项目 Cd-Ni MH-Ni Li-iON

工作电压（V） 1.2 1.2 3.6

质量比能量（wh/kg） 50 65 100~160

体积比能量（wh/l） 150 200 250~300

循环寿命 500 500 1000

-20℃容量与25℃容量比较 80% 60% 80%

自放电（%月） 25~30 30~35 〈10%

记忆效应有有无





14．锂离子电池的安全性

锂离子电池中使用的是离子状态的锂而非金属锂，这大大提高了其安全性。

力兴锂离子电池是以美国UL、欧洲CE标准为参照基准，已经通过相关安全试验，其主要项目包括短路、过充、冲击、针刺、高温、焚热等。此安全试验涉及环境、电性能、机械三大方面，基本覆盖了在日常使用中所能遇到的各种滥用及恶劣条件，从而可避免危害现象出现。



疑问解答



1. 电池不用时，低温冷藏，正确吗?

错误，将电池低温冷藏并不能够延长电池的使用寿命。电池应该在干燥的环境下室温（20℃）贮存。



2.将电池放在火中，电池会爆炸，对吗？

正确，绝对不要将电池放在火中或者其他高温环境中，否则电池将爆裂，乃至产生人身危险。



3.所有电池的使用时间都是一样的，对吗？

不正确，由于不同种类或类型的电池所采用化学物质以及化学物质的用量各不相同，所以不同电池的使用时间和输出功率是不一样的。



4.为了延长电池的使用寿命，我将用过的电池和新电池混用，可以吗？

不正确，事实上，适得其反，这会缩短电池的使用寿命。用过的电池与新电池一起使用会减少电池正常使用时间。

5.在同一个设备中，几种不同型号的电池混用，可以吗？

不正确，不同型号的电池的用途是不一样的。举个例子：将锂电池和碱性电池混用不仅不能提高设备的性能，相反，还将降低设备的性能，甚至损坏您的设备或者导致电池失效。请按照您的设备供应商标明的电池种类来选购。

6.你们的锂电池对环境产生污染吗？

不产生污染，锂电池不含对环境有严重危害的物质，如铅、镉和汞，因此是绿色环保电源的一种。

7.为什么不同电池有不同的电压和容量？

单体电池的电压由它的正负极材料决定，因些不同体系的电池有不同的电压。例如，单只锂－二氧化锰电池的标称电压是3.0V，单只铅酸蓄电池的标称电压是2.0V，而单只碱性电池的标称电压大约是1.5V。电池串联时，电压值累加，并联时电压不变。我们生产的2CR5和CR-P2（均为两只锂－二氧化锰电池串联）的标称电压为3V×2＝6V。电池的容量取决于它内部的化学活性物质的种类和重量。额定容量往往被误解为电池一定能释放出来的能量。其实一只电池实际能放电的容量受以下因素影响：

放电电流（负载）

工作温度

放电终止电压

为了您的设备能正常工作，请选择工作电压与设备匹配的电池，请选择容量合适的电池。如有疑问，请与我们联系。



8.我将用完的废电池丢到垃圾桶里，可以吗？

不正确，虽然锂电池是环保电池，不含铅、镉、汞等对环境有害的重金属物质，但是请您不要随意将电池丢到垃圾桶，请与电池回收部门联系。如果您有大量废弃电池，请勿让它们短路，否则可能产生安全隐患。如有其它疑问，请与我们联系。

fatboy · 发表于 2006-7-24 17:27:11

提供两篇文件供大家参考：

《充电电池保护IC的实现原理与发展趋势.mht》

《简化锂离子电池充电的电源管理技术.mht》

点击此处下载<电池资料1.rar>

-----此内容被fatboy于2006-07-24,17:31:14编辑过

-----此内容被fatboy于2006-07-24,17:32:39编辑过

winter · 发表于 2006-7-24 21:53:23

看你用在什么设备了，5V供电得话，你可能要2节锂电池串联降压。

我的笔记，供参考

http://blog.21ic.com/blog.asp?subjectid=935&name=winter1999

fatboy · 发表于 2006-7-25 06:44:45

谢谢3楼

我需要将锂电池的输出电压转换成二路输出，一路为3.3V(或5V),另一路为24V

winter · 发表于 2006-7-25 09:05:04

那好像比较麻烦阿，你电流要求多大？估计你要用3节或者4节串联，然后升压到24V。你是打算用在笔记本上吧。

fatboy · 发表于 2006-8-2 01:08:51

电流不大，２４Ｖ 100mA, 3.3V １０mA, 都是可控输出的，持续工作时间达到１小时就可以了，应该用一块800mAh的电池就可以了。

经过这几天的学习发现，不能完全用手机电池，因为手机电池内除了电芯外还有保护电路和其它功能电路。拆了一块Nokia的电池，内置有保护电路。

需要选定一种锂电芯。

winter · 发表于 2006-8-2 08:30:47

锂电池都是3.7V的，充满4.2V，保护电路是必须要有的。串联的保护电路更是必不可少的。你的电流很小，可以用1节锂电池，圆柱型的锂电的型号比较常用的是18650，一般可以达到2200mAh容量。方型的型号103450比较常用，容量最大也能到1200mAH。升压用DC/DC比如CE9908之类，3.3V用LDO就行了。比如ELM9833，能提供最大50mA电流，静态电流4uA。单节的保护板很简单，价格也不贵。你看看我的blog吧。应该能找到你需要的。
-----此内容被winter于2006-08-02,08:32:53编辑过

fatboy · 发表于 2006-8-2 13:01:06

谢谢winter,等定下方案还要都都请教

whimsy · 发表于 2006-8-3 14:50:07

我的建议:

采用小灵通单节锂电池,电池接口是插头的,24V用DC-DC电路实现,3V就好解决,

充电直接拿下来充,买个手机的万能充,价格便宜,

我的数字万用表就是这样搞的,充次电能用2个月

fatboy · 发表于 2006-8-4 00:02:33

楼上的用法是可行的,我的应用中大部分时间是有外电供应,但有时会短时间内需要使用锂电池供电,因此把充放电、保护做到应用中，使用起来会更方便。

找到TI一款IC，好象能满足我的需求，大家一起看看。

http://focus.ti.com.cn/cn/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=slyt247&fileType=pdf

fatboy · 发表于 2006-8-4 23:55:55

TI这款 IC --- bq24030 确实比较适合,申请样片先,还不知道要多少钱.

winter · 发表于 2006-8-5 08:55:36

TI的IC几乎没有便宜的，BQ24030是线性的吧，我没有查资料记不大清楚。单节锂电池的充电其实完全可以不用TI的BQXXXX，用中星微或者台湾的连顾都可以，管理IC台湾也有很多，国内也有，好像中星微也有生产，士兰微的也可以。相对3、4节串联的电池组来说，单节锂电池的充电和管理IC的选择余地要大的多。

fatboy · 发表于 2006-8-5 21:02:52

to winter

能例举些芯片的例子吗。

BQ24030将充电、保护、供电通路切换多集成到一个片子,是否有替代的片子

ohmytime · 发表于 2011-4-2 16:02:16

锂电池，mark

Akiyer · 发表于 2011-10-12 10:42:09

MARK 以后留用

goad888 · 发表于 2011-10-12 16:01:45

简单的升压电路就能实现呀

zhangyunbo · 发表于 2011-11-7 15:41:48

mark...

xtxdg · 发表于 2011-12-13 18:30:38

回复【楼主位】fatboy
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mark

taibao13 · 发表于 2011-12-14 11:07:14

mark

symbo · 发表于 2011-12-14 22:30:54

回复【3楼】winter
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能不能只用一节锂电池，再升压呢？找了好多升压方面的，就是没有自己想要的。我想得到5v和6v的。用手机就电池3.7v。

z25246314 · 发表于 2012-2-17 16:17:07

一节锂电池升压，5V\1A输出，LED灯电量显示。

(原文件名:YDDY07.jpg)

想用手机电池做便携式设备的后备电源，求锂电池充放电及电源管理方案

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