符合JEITA標準的鋰離子電池充電器解決方案

　　鋰離子電池在高溫下過度充電會變得危險。對這些電池進行安全充電已成為電池供電便攜式設(shè)備最重要的設(shè)計規(guī)范之一。在制定行業(yè)標準方面取得了進展，如日本電子和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會（JEITA）關(guān)于提高電池充電安全性的指南。本文闡述了安全要求和電池充電器解決方案，以滿足筆記本和單電池手持應(yīng)用的這些要求。

　　鋰離子電池廣泛應(yīng)用于從手機到筆記本電腦的消費電子產(chǎn)品中，其體積和重量能量密度是可充電電池中最高的，沒有記憶效應(yīng)。它們的自放電率也比鎳氫電池低10倍，而且可以提供系統(tǒng)所需的即時電力；但它們安全嗎？業(yè)內(nèi)每個人都看過筆記本電腦爆炸的照片，聽說過鋰離子電池因電池安全問題而遭大規(guī)模、史無前例的召回。這種電池爆炸或火災源于制造過程。電池含有一些金屬部件，有時會導致電池內(nèi)出現(xiàn)不需要的金屬雜質(zhì)。這些雜質(zhì)通常是來自電池外殼或電極材料的尖銳金屬碎片。如果這些碎片進入電池的電極和分離器之間，電池在負極的循環(huán)最終會導致碎片刺穿分離器。這會導致正負極之間出現(xiàn)微短路，產(chǎn)生高熱，最終可能導致火災和/或爆炸。高溫、火災和爆炸都是熱失控的結(jié)果——電池進入無法控制的反應(yīng)狀態(tài)。熱失控是指以LiCoO2為陰極材料，石墨為陽極材料的電池內(nèi)部溫度達到約175°C的過程。這是一個不可逆的高度放熱反應(yīng)，通常在電池充電時會引起火災。圖1顯示了在容易發(fā)生熱失控的舊鋰離子電池充電系統(tǒng)中常用的充電電流和充電電壓超溫。電池充電電流和充電電壓在0到45°C的電池溫度范圍內(nèi)都是恒定的。電池溫度過高不僅會加速電池老化，還會增加電池故障的風險。為了提高鋰離子電池充電的安全性，JEITA和日本電池協(xié)會于2007年4月20日發(fā)布了新的安全指南。他們的指導方針強調(diào)了在某些低溫和高溫范圍內(nèi)避免高充電電流和高充電電壓的重要性。根據(jù)JEITA的說法，鋰離子電池在高充電電壓和高電池溫度下會出現(xiàn)問題。圖2顯示了JEITA關(guān)于筆記本電腦電池充電電流和充電電壓高于電池溫度的指導原則。這些電池以LiCoO2為陰極活性材料，石墨為陽極活性材料。在T2～T3的標準充電溫度范圍內(nèi)，鋰離子電池可以在電池制造商建議的上限充電電壓和上限充電電流的最佳條件下充電。