PTC熱敏電阻在鋰電池中的應用

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聚合物電池（即鋰離子電池）同與NiCd或NiMH電池比較，具有單位體積的電能容量大、電流密度大、可快速充電、體積小、重量輕、轉換效率高等等獨特優勢。不僅廣泛應用于各種方便攜式設備、移動設備。而且可用于醫療器件、工業、農業、國防、交通工具等各個領域。但鋰離子電池在實際應用過程中，對充電、放電、高溫環境等條件都有相當嚴格的要求。充電時，電池兩端電壓過高，會增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險，危害及大。過充電可能由充電失控、電極錯誤或使用不正確的充電器造成；鋰離子電池在充放電電流過大或外部短路時，內部發熱可能損壞電池或燒毀其他部件，嚴重縮短電池的循環使用壽命；同樣鋰離子電池在高溫環境工作或遇種負載、大電流使鋰離子電池內部產生高溫，鋰離子電池同樣會增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險。

所以鋰離子電池必須設計專用的電池管理電路，所有的鋰離子電池的管理電路都包含過充、過放的終止控制功能，而沒有過流、過溫、短路等情況的保護，所以保護電路的任務是針對電池可能出現的各種故障，對電池充放電狀態的參數進行監控，以保證電池壽命和效能，使電池以及外部設備免受損壞。高分子ＰＴＣ熱敏電阻產品，在高電流密度的鋰離子電池及其管理電路的過流、過溫、短路保護中具有突出的優勢，高分子ＰＴＣ熱敏電阻又叫自復位過載保護器或自復位保險絲，單個元件即可完成過流、過溫、短路保護。在鋰離子電池及其管理電路的保護應用中具備了無可替代性的作用，現在已發展成為鋰離子電池及其管理電路中必須應用的保護元件。

鋰離子電池管理與保護電路通常由專用集成IC和金屬氧化物場效應管組成的一次保護電路。保護IC通過監測電池兩端電壓以及放電電流來控制FET的導通或關斷，防止過充電、短路、過放電等故障。盡管一次保護通常被認為是可靠的，但當靜電放電電壓過高或超溫時可能損壞保護IC或MOS-FET，而且在短路時集成電路會發生振蕩，同時多數IC+MOS-FET電路對充電、放電過電流的檢測是間接的，并不能保證在電池的所有工作狀態下都會提供過電流保護，保護的可靠性也降低了。保護電路中接入高分子ＰＴＣ熱敏電阻后，即使一次保護電路失效或者溫升較高時，PTC仍能對過充、過流、短路、超溫等故障提供及時保護，保證電池在被誤用或濫用、或外部反接、短路等的情況下，不致發生損壞電池等安全性問題。

文章來源：深圳新晨陽電子

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