在了解手機鋰電池的工作原理之前,我們首先需要對其組成有一個大概的了解。
手機鋰電池的組成
手機電池主要由正極、隔膜、負極、有機電解液、電池保護板、電池外殼6部分組成。
正極
手機電池的活性材料一般為錳酸鋰或鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰材料。 電動自行車一般采用鎳鈷錳酸鋰(俗稱三元)或三元+少量錳酸鋰。 純錳酸鋰和磷酸鐵鋰由于尺寸大、性能差或成本高而逐漸淡出市場。 導電電極液采用厚度為10-20微米的電解鋁箔。
隔膜
一種特殊成型的聚合物薄膜。 該薄膜具有微孔結構,允許鋰離子自由通過,但電子不能通過。
負極
活性物質為石墨或具有石墨結構的碳,導電集流體采用厚度為7-15微米的電解銅箔。
有機電解液
溶解六氟磷酸鋰的碳酸酯溶劑。 鋰離子聚合物電池使用凝膠電解質。
電池殼
分為鋼殼(方型很少用)、鋁殼、鍍鎳鐵殼(用于圓柱電池)、鋁塑膜(軟包裝)等,還有電池蓋,這也是 電池的正極部分。 負極端子。
電池保護板
顧名思義,電池保護板是保護充電電池(一般是鋰電池)的集成電路板。 鋰電池(充電型)之所以需要保護,是因為鋰電池本身的材質決定了它不能過充、過放、過流、短路、超高溫充放電。 因此,鋰電池總會有保護板,并出現電流保險絲。
手機鋰電池工作原理
下面將從充電過程、放電過程、電池保護板三個部分來介紹鋰電池的工作原理:
(1)鋰電池充電時
電池的正極由鋰離子產生。 產生的鋰離子從正極“跳”到電解液中,穿過電解液“爬”過隔膜上的小纏繞孔,移動到負極。 來自負極的電子結合在一起。
●正極發生的反應為:LiCoO2==電荷==Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
●負極上的反應為6C+XLi++Xe======LixC6。 充電過程中,Li+從正極LiCoO2中出來,進入電解液,在充電器附帶的外電場作用下向負極移動,依次進入由石墨或焦炭C組成的負極,形成 負極的LiC化合物。

(2)鋰電池放電時
放電期間,電子和Li+同時沿相同方向但不同路徑移動。 電子通過外電路從負極跑到正極; 鋰離子Li+從負極“跳”到電解質中,并“爬”過隔膜上的曲折。 小孔“游動”到達正極并與已經跑過去的電子結合。 我們通常所說的電池容量是指放電容量。
(3)電池保護板
PTC:正溫度系數熱敏電阻; NTC:負溫度系數熱敏電阻。 當環境溫度升高時,其電阻值下降。 用電設備或充電設備能及時響應,控制內部中斷,停止充放電; U1是電路保護芯片,U2是兩個反向連接的MOSFET開關。 正常情況下,電池板U1的CO、DO均輸出高電壓,兩個MOSFET均導通,電池可自由充放電。

過充保護:
當U1檢測到電池電壓達到過充保護閾值時,CO腳輸出低電平,MOS開關2由導通變為截止,充電電路關閉,充電器無法再對電池充電,從而實現過充 保護。
過放保護:
電池放電過程中,當U1檢測到電池電量耗盡時,電壓低于過充保護閾值,DO腳由高電平變為低電平,MOS管開關1關斷,電池無法放電; 過放 在保護狀態下,電池電壓不能再降低,這就要求保護電路的電流極小,控制電路進入低功耗狀態。 過流保護:正常情況下,電池對負載放電,電流通過兩個串聯的MOS管開關。 VM引腳檢測到兩個MOS管的壓降為U,如果負載因某種原因導致U異常,則環路電流增大。 當U大于一定值時,DO腳由高電壓變為低電壓,MOS管開關1閉合,使放電回路電流為零,達到過流保護功能。