前言

各位朋友，大家好！今天和大家分享下聚合物鋰電池的選型及應用相關的話題；

眾所周知，這些年鋰電池在各種形形色色的智能設備中得到了廣泛的應用，為我們的生活帶來了極大便利的同時，鋰電池的安全問題也日趨成為需要著重考慮的焦點；特別是對于我們從事智能設備開發的技術人員，鋰電池合理地選型、應用，在整個產品的開發進程中，應該進行著重的考慮，驗證及測試；

因為本人所涉及領域的原因，為了嚴謹起見，我們只闡述鋰聚合物電池的選型及應用。在下文描述中提到的鋰電池，均指鋰聚合物電池；我們著重從以下幾個方面來進行相關的討論，歡迎大家評論區留言評論補充，如有不當之處，還請指正；

什么是聚合物鋰電池    

 ·概念   

·特點

聚合物鋰電池選型

    ·電壓和容量

    ·尺寸

    ·安全性和可靠性

    ·成本

    ·認證和合規性

    ·品牌和評價

設計考量 

什么是聚合物鋰電池

概念

聚合物鋰電池，又稱高分子鋰電池，是一種新型鋰電池。與傳統的液態電解質鋰電池相比，它最大的不同在于電解質使用了膠體聚合物；

特點

高能量密度：聚合物鋰電池具有較高的能量密度，這意味著在相同體積或重量下，它能存儲更多的電能，為設備提供更長的使用時間。

循環壽命長：聚合物鋰電池的循環壽命相對較長，可以反復充放電多次而保持較高的性能，這降低了電池更換的頻率和成本。安全性高：采用固體電解質而不是液態電解液，聚合物鋰電池不易泄漏、不易燃爆，因此具有較高的安全性。此外，其鋁塑軟包裝也增強了其安全性。形狀可定制：制造商可以根據客戶需求定制電池的形狀，這使得電池可以更有效地利用空間，并適應各種設備的設計需求。輕量化和薄型化：聚合物鋰電池的重量相對較輕，厚度也可以做得更薄，這使得它在移動設備、可穿戴設備等對重量和體積有嚴格要求的領域具有優勢。自放電小：聚合物鋰電池在長時間存放后，其自放電率較低，即電量損失較小，這有助于保持電池的長久性能。環保：聚合物鋰電池對環境無污染，符合綠色環保的要求。應用上，一般智能手機、平板電腦、數碼相機、便攜式醫療設備、可穿戴設備、電動玩具等均是采用聚合物鋰電池進行供電的；

鋰電池選型

鋰電池的選型涉及多個方面，需要綜合考慮以確保選擇到最適合特定應用的電池。以下是一些關鍵的選型步驟和建議：

電壓和容量

聚合物電池的標稱電壓是3.7V，即最低的工作電壓。鋰電通常使用的電壓為3.0V-4.2V。鋰電池的容量需要根據設備的需求進行分析計算。一是設備在不使用時需要滿足的待機時間，或者說船運模式下的耗電時間；二是設備在充滿電時，以一個固定的使用頻率下，能夠滿足的使用時間；通過這兩組計算之后，按照最大的容量值進行選型；這兩個時間的計算，還需要考慮兩個比較重要的點。1、考慮到電池的自放電電流值。這個可以參考鋰電池的規格書或者咨詢電池供應商；2、考慮到產品使用壽命內，電容容量的衰減；下面我們舉例說明：比如有這樣一個產品需求：1、出廠后設備可待機一年；2客戶充滿電后，每天使用3次，每次使用時間為90S，可連續工作一個月；設備的待機電流是5ua,工作電流是12mA;假設我們選了一顆鋰電池，容量為150mAh,自放電電流為6uA;計算一下是否能夠滿足1、（0.005+0.006）mA* 365 *24 = 96.36mAh;待機一年需要大概100mAh;2、（0.005+0.006）mA*24 =0.264mAh; 每天待機大概需要消耗的容量值；      （ 12+0.006）mA*0.075 = 0.90045mAh；每天工作需要消耗的容量值；         0.90045mAh + 0.264mAh = 1.16445mAh; 每天需要消耗的容量值；        1.16445mAh * 30 = 34.9335mAh; 工作一個月大概需要不到35mAh;通過以上兩組計算，為了滿足所有需求，我們取最大值；考慮到使用壽命內的容量衰減、以及為了保險起見，我們對設計參數進行一個降額。綜合考慮，可以選擇120mAh或者150mAh; 

這里需要注意的一點是，通常情況下，鋰電池規格書中給出的容量值，指的是從4.2V進行放電到3V時的電量；通常3V以下的電量已經微乎其微;如果電池放電到截止保護電壓仍長時間不能得到充電，那么對于鋰電池的損壞可能將是不可逆轉的；

尺寸

因鋰電池形狀的可塑性，可根據設備或系統的空間限制，選擇適合的電池尺寸。確保電池能夠方便地集成到現有系統中。

安全性和可靠性

選擇具有良好安全性能的電池；主要考慮鋰電池是否集成了過充保護、過放保護、短路保護；好一些的鋰電池內部還集成了溫度采集電流，比如NTC電阻；用于采集電池在充放電過程中電芯的溫度；

考慮電池的壽命和循環次數，在長時間的使用以及多次充放電循環后，電池的容量會有一定的衰減。選擇能夠長時間穩定工作的電池也是一個重要的考慮因素；

成本

在滿足性能需求的前提下，比較不同品牌和型號的電池價格，選擇性價比較高的產品。

注意避免過于追求低價而犧牲電池的性能和質量。

認證和合規性

確保所選電池符合相關的國際和國內標準，如UL、CE等認證。一般在智能設備的生產和制造過程中，如涉及安全的部分，沒有UL或CE認證，則在整機產品的認證檢測中是無法通過的，也就無法上市銷售；

然后還有一個重要的標準，那就是IEC62133；IEC 62133是國際電工委員會（IEC）發布的一項標準，名為“IEC 62133-2：可重復使用鋰離子電池和電池組的安全性 - 第2部分：鋰離子電池和電池組的工業性質”。IEC 62133標準旨在規范可重復使用的鋰離子電池和電池組的安全性能，確保其在使用、運輸和處理過程中不會引發安全事故。

所以在選型時，以上兩點也是要進行考慮的；

品牌和評價

選擇知名品牌和具有良好口碑的電池供應商，以降低采購風險。查閱其他用戶的評價和反饋，了解電池的實際使用效果和潛在問題。另外還可以關注一下供應商的電池出貨檢驗記錄，相關型號的出貨量等，這些均可以從一定程度上反映一個電池供應商的專業程度及生產能力；

綜上以上幾點，仔細評估，為設備或系統選擇到最適合的鋰電池。

設計中的考量

除以上選型過程需要對鋰電池各項參數及條件進行考慮之外，為了得到一個更可靠的設計，通常在系統電路中也要有一些考慮；

1、鋰電池集成有電池

保護板，包括過充保護，過放保護，短路保護，過流保護等。安全起見，我們不能僅僅依靠電池的保護功能來實現安全防護。應該在確保在單一故障狀態下，仍然能夠保證設備的安全運行。這就要求我們在電路設計中，選用可靠的電池充電管理芯片，即也要包括但不限于過充保護，過放保護，短路保護等；雙重甚至多重保護可以大大降低故障的發生；

2、對于充電電流比較大的，可以考慮選用帶有溫度傳感器的鋰電池。通過在充電過程中采集鋰電池電芯的溫度，控制整機設備的充電電流大小在電池規定的溫度范圍內充電，保證電池的使用安全；比如下圖我截取了某鋰電池規格書的工作溫度范圍：

3、可以在電池的正極增加PPTC熔斷器，當在充電或者放電時產生過流的時候，能夠起到防護的作用；

4、PCB設計中，鋰電池與板卡的連接，如果為焊點，正極與負極間距要拉大一些；防止在生產制造過程中出現電池短路的情況；也可以考慮使用接插件的方式并注意進行防呆設計；

以上就是今天的內容。