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1、有保护线路的存在，并不能完全的防止锂离子电池的过充的发生，保护线路 只有在电池过充的时候才会起防止进一步过充的作用.锂离子电池保护线路这是几个数据RICOH推出的适合4.2V锂离子电池的保护芯片,其过充保护电压是 4.35V+/-0.05V,日本精工SIEKO推出的8241系列中适合4.2V锂离子电池的保护 芯片，其过充保护电压是4.275V+/-0.025V, 而锂离子电池充饱的时候,其电池 电压应该落在 4.20V+/-0.04V 之间, 并没有触发保护线路动作. 之所以厂家说明 长时间充电不会过充是因为手机的充电管理确保在电池电压已经到达 4.20V 以 后不会继续充电.而是保持监视状态
2、.等到了过充保护的电压，比如4.275V,这个锂离子电池已经是过充了，此时 保护线路才被切断. 防止进一步过充的危险.讲完了这个认识误区,下面带大家认识一下手机锂离子电池的内部机构 .主 要谈一下锂离子的保护线路的功能及其工作原理.一、锂离子保护线路全解剖 一般接触到手机锂离子电池, 在外面看到的除了电池外壳, 还有就是几个五 金触片了,如图中电池正极,电池负极就是的电池正负极输出.1Fuse1T电池正极1R11111111 111 11保护IC1 11 1rd11 1I1H1标识电阻1锂离子11II1电芯1IIR21 1III1 11I丄 MosfetI1I+I11IIIIT电池负极而实际真
3、正供电的源泉是电池塑料壳里面的锂离子电池芯,但是由于锂离子电芯的娇嫩的特性,比如过充和过放,大电流放电,短路等非常规动作都会对锂 离子电芯造成极大的伤害.所以保护线路的功能就是在上述非常规动作发生时及 时的切断回路.保护锂离子电芯.而这些保护动作就是图中的保护 IC 来判断,由 它来控制一对 Mosfet 场效应管来导通和切断主供电回路,对锂离子电芯进行保 护.市面上常用的这种保护IC的生产厂商有SEIKO精工,RICOH理光,Motorala 摩托罗拉半导体等。以精工的 S8241 系列芯片来具体介绍各项保护功能。众所周 知，以恒压充电限制电压来划分，锂离子电池有4.1V恒压充电和4.2V恒
4、压充电两 种类型现在4.1V的版本已经很少，绝大多数是4.2V的恒压充电类型的.下面的 数据就只针对 4.2V 恒压充电的锂离子电池来讨论.(1)保护IC+Mosfet可以实现的功能如下(四大保护)：1过充保护，当电池芯的电压超过设定值时，由保护IC切断Mosfet管.等电 芯电压回归到允许的电压是，重新恢复Mosfet管的导通。过充检测电压:4.275V+/-0.025V,电芯电压一超过这个值，就触发过充保护 过充释放电压:4.175V+/-0.030V,处于过充保护的电芯电压只有降到这个值 时才会停止保护。过充保护延时:1秒.当电压持续超过过充检测电压1秒以上才会触发过充保 护， 这个是为
5、了防止误判和误操作而设置的.2. 过放保护，当电池芯的电压降低得超过设定值时，由保护IC切断Mosfet 管. 等电芯电压回归到允许的电压时， 重新恢复 Mosfet 管的导通.过放检测电压:2.3V+/-0.08V过放释放电压:2.4V过放保护延时：125毫秒参数的含义与过充保护的类似， 不赘述.3. 过流保护，当工作电流超出设定值时，由保护IC切断Mosfet管.等工作 电流回归到允许的电压是， 重新恢复 Mosfet 管的导通.过流电流压降:0.1V,这里保护IC判断的是电流流过Mosfet而产生的压降， 用这个电压除于 Mosfet 的导通阻抗就可以近似得到过流保护的电流 .一般在 3
6、5A 左右.过流延时:8 毫秒， 注意这个延时比前面的几个过充过放的延时要短许多.4. 短路.其实这个功能是过流保护的扩展，当保护IC检测电池输出正负极 之间电压小于规定值时,认为此时电池处于短路状态，立即切断回路.等短路的故 障排除再恢复回路 .短路时电池的输出正负极的电压为零 ,而实际电芯的电压还 是正常的。短路检测延时：10微秒，这个延时更是短暂,几乎是短路的瞬间就切断了回 路, 可以避免短路对电池带来的巨大损伤。还有一个参数，称为保护IC的自耗，如上图，可以看到，保护IC是通过电阻 R1 利用了电芯的电压来进行工作的.不可避免的要消耗一部分电池的容量.一般 保护IC的功耗是做的非常小的
7、在3微安左右，最大不超过6微安。在保护回路里面还有一个器件，如上图标示的Fuse,就是保险丝它是串联 在电池的回路中.它的作用是在保护线路失效的情况下，作为最后的防线，对于过 流或高温的锂离子电池进行切断回路的动作该Fuse根据工作原理分为一次性 保险丝(就象家里电表下用的那种)和可恢复保险丝(又称为PTC).有了如此完备的保护线路，一般用户想用坏锂离子电池都有点困难但是这 并不是意味着用户可以随意的滥用锂离子电池 同样有许多的地方是需要注意 的.下图是根据锂离子电池电压根据实际使用划分的几个区域高压危险区 -保护线路过充保护电压(4.2754.35V)高压警戒区-锂离子电池充电限制电压4.2
8、0V正常使用区-锂离子电池放电终止电压(2.753.00V)低压警戒区-保护线路过放保护电压(2.32.5V)低压危险区1. 在正常使用区内锂离子电池可以正常发挥其特性，也没有危险.2. 高压警戒区.虽然这个区域处于保护线路的保护范围之内，并不意味着此 时锂离子电池也是安全的.长期处于这种程度的过充，会很快的降低电池的循环 寿命.据我测试，将新锂离子电池充电到4.3V使用可以比充电到4.2V的锂离子电 池提高15%左右的容量，但是在50次循环以后，其容量衰减到原来的80%，寿命整 整缩短了 10倍.记得有人说喜欢把锂离子电池过充了用，这样可以暂时提高前几 次循环的容量，容量不够了就换一节新的.
9、我们恐怕没有这个资本，还是老老实实 的使用吧.这种低度过充的锂离子电池往往在几十次循环以后就会产生发鼓等变 形3低压警戒区.处于该区域的锂离子电池不适合快速充电，要先用小电流将 电池电压提升到 3.0V 以上才可以快速充电.否则容易导致锂离子极性材料发生 不良反应，影响电池性能.而这个电压的锂离子电池也非常容易因为电池本身的 自耗和锂离子保护线路的自耗很快的掉近低压危险区 .那就危险了.而且这个自 耗是保护线路无法保护.4低压危险区，长期处于低压危险区的锂离子电池，性能将近一步恶化.在 低电压（小于2V）或更低的电压情况下，正极材料的钻锂酸（又称尖晶石）晶格发 生变化，其晶体机构会以枝晶形式生
10、产.这种枝晶发展长大的话会戳穿正负极的 隔膜，导致电池微短路.进一步恶化电池的性能.甚至导致电池发生膨胀，彻底报 废.5. 高压危险区.此时保护线路已经失效，或者根本没有保护线路.在这个区 域的锂离子电池（特别是4.8V以上），锂离子内部会发生剧烈的反应，产生强大的 热量，导致电池内压正极，使电芯变形，不同于低度过充，这种变化是一次性的，即 一次高度过充就可以造成电池发鼓甚至爆炸.以下是几点锂离子电池的与保护线路相关的注意事项1. 不要试图直接短路锂离子电池来强行放电这样做只有两种结果，一是保 护线路起作用，那么什么事也不会发生.二是保护线路失效，那样就会造成过流或 直接电芯的短路，就会触发f
11、use动作，如果里面也没有fuse的保护（很多杂牌锂 离子电池就是没有fuse或PTC），那么这种短路的瞬间电流将达到十几甚至几十 安培，足以烧毁线路板，使导线发红.要是碰上皮肤那就更惨了.2. 不要使用不合格（没有认证）的充电器或座充，锂离子电池的充电过充需 要严格的电压控制，这点做的不好的充电器会对锂离子电池造成低度过充 ，虽然 最后有保护线路的保护，但是已经过充了.3. 不要在电池两端加高压，保护芯片也有极限的承受电压,一般在12V左右， 在往上往往会击穿保护芯片.4. 不要逆接电池正负极进行充电，同样会损伤保护IC5. 注意锂离子电池的使用环境，潮湿，高温，静电会导致保护IC或Mosf
12、et失 效的.手机落入水中,在记得吹干手机主板的同时,也要对锂离子电池进行晾干处 理,但不要用电吹风吹干.高温（60 度以上）对锂离子电池是有害的.很有趣的是第一点有兴趣的人可以根据锂离子电池保护线路的短路保护功 能来测试一下你的保护线路是否有效.最后找一个指针式的直流电流表（5A量程 左右）,对电池的正负极直接短路,你可以看到电流表指针会动一下并迅速归零 这就说明在几个微妙之内保护线路已经动作了. 这是检测你的锂离子电池有没有 保护线路的一个简单有效的办法 . 采用数字式的电流表也行,都要把量程设成最 大的安培档（2A以上的）.以上谈论的是单节锂离子电池的保护线路，不包括串联两节以上的保护I
13、C, 道理大同小异.在第一个图中，我画了一个标识电阻R2,如果这个电阻是个常规的定值电阻, 那么就是手机用来区别电池类型用的.三星的手机在隐藏菜单中可以看到这个电 阻值. 他们的手机用不同的电阻来区分不同容量的电池（厚薄电）。如果这个电池 是个热敏电阻（NTC）,那么它就可以告诉手机或充电器电池的温度,因此手机或充 电器就有了对电池温度的检测能力.当电池温度超出范围（比如0度40度以外）, 手机或座充就不对锂离子电池进行充电动作.这也是对锂离子电池的保护.有些电池会有两个以上的标识电阻（一个常规电阻,一个热敏电阻）或专用的 识别芯片来执行这个功能.原理都是一样的.目的就是确保更好的的使用锂离子
14、 电池.锂离子电池原理及正确用法 为了便于阅读,小标题列举如下:1. 认识记忆效应2. 电池需要激活吗3. 前三次要充12小时吗4. 充电电池有最佳状态吗5. 真的是充电电流越大，充电越快吗1. 认识记忆效应电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可重新回复的性能.记忆效应是指电池 长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的倾向.这个最早定义在镍镉电池,镍镉的 袋式电池不存在记忆效应,烧结式电池有记忆效应.而现在的镍金属氢（俗称镍氢）电池不受这 个记忆效应定义的约束.因为现代镍镉电池工艺的改进,上述的记忆效应已经大幅度的降低,而另外一种现象替换 了这个定义,就是镍基电池的晶格化,通常情
15、况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢 电池则只受晶格化记忆效应的影响,而且影响较镍镉电池的为小.在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程 .操作不当会适得其 反.对于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月（或30次循环）进行一次深放 电（放电到1.0V/每节，老外称之为exercise）,平常使用是尽量用光电池或用到关机等手段可以 缓解记忆效应的形成，但这个不是exercise,因为仪器（如手机）是不会用到1.0V侮节才关机的, 必须要专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能.对于长期没有进行exercise的镍镉电池，会因为记忆效应的累计,无法用exercise进行容量 回复，这时则需要更深的放电（老外称recondition）,这是一种用很小的电流长时间对电池放电 到0.4V每节的一个过程，需要专业的设备进行.对于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应.因为镍 氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池，几乎用不到recondition这个方法.建议 1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,因为电池的使用寿命无
