單體鋰電池和鋰電池組的保護措施有哪些

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措施有哪些？由于鋰電池的化學特性，對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應，該副反應加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命。一般鋰電池組內，除了鋰電池芯外，都會有一片保護板，這片保護板主要就是提供這三項保護。

　　單體鋰電池的保護措施

　　鋰離子電池單體由正負、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構單元。電池作為一種電化學電源天然的具有電壓、內阻、容量、能量、功率等特性參數。對于單體鋰電池來說，主要的安全危險來自于充電和放電過程，同時還有適宜的環境溫度設計，為了有效地避免不必要的損失，對單體鋰電池一般會有三重保護措施。

　　一是采用開關元件：這要求控制系統應設置極限電阻值，當電池內的溫度升高時，電阻會隨之升高，當升到一定程度后，到達電阻值的極限。這時，溫度也高到足以破壞電池的程度，此時，電池會自動停止供電，避開工作狀態。

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

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

　　人們主要的出于兩個方面的目的，希望對單體鋰電池的參數進行測量和評價。

　　一個是為了實現主動控制的目的，比如，電池單體電壓不一致，使得系統能量存儲能力降低，如果能夠主動調節兩極的單體電壓，則可以起到放大系統容量的效果。

　　另一個是為了安全考慮，電池的參數有其固定的范圍，檢測電池參數，實施監控其邊界，可以起到表征電池安全狀態的作用。

　　鋰電池組的保護措施

　　對于鋰電池組來說，主要的安全危險來自于容量過大，單體鋰電池也存在類似現象。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，其散熱措施極為關鍵。

　　較為完善的鋰電池組保護功能應由兩個模塊構成：一是保護電路基板，二是智能判斷基板。具體來說，至少應該包括如下部件：1、保護IC，又分為防止過充過放短路的第一級保護IC和防止過壓的第二級保護IC。2、保險絲及相關保險接口。3、溫度調節功能。4、顯示功能。

　　鋰電池保護板也是鋰電池組重要的安全保護措施。鋰電池組保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流，還有就是輸出短路保護。同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態，保護并延長電池使用壽命;欠壓保護使每一單節電池在放電使用時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跟著一塊精致的保護板和一片電流保險器出現。

　　BMS鋰電池保護板十分重要在電池保護系統中，鋰電池PACK設計過程中一定會用到鋰電池保護板或者相應的BMS才能更好的設計鋰電池組，甚至可以協助品質部分一起分析異常電池或電路。