【導(dǎo)讀】根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計，我國在2013年的手機(jī)銷售市場份額將近4億臺。隨著智能時代的到來，智能手機(jī)電池的要求也日益嚴(yán)苛。為保證手機(jī)的正常使用，配備高容量電池勢在必行。
根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計結(jié)果顯示，2013年中國市場手機(jī)銷量3.827億部，其中智能手機(jī)銷量高達(dá)3.292億部，中國已基本完成對傳統(tǒng)功能手機(jī)的替代進(jìn)程。隨著智能手機(jī)以及新4G LTE網(wǎng)絡(luò)時代的到來，對智能手機(jī)電池的要求必將更高更嚴(yán)苛，由于具有更大的屏幕尺寸,更復(fù)雜的功能，必將帶來功耗的增加。為保證手機(jī)正常使用，配備高容量電池已不可避免。從市場上各家主打手機(jī)產(chǎn)品來看，3000mAH左右產(chǎn)品已經(jīng)非常普遍。
新4G LTE網(wǎng)絡(luò)無論采用何種低功耗的技術(shù)，電量的消耗都是一個大問題，這也帶來配備更高容量電池的需求。而根據(jù)手機(jī)研發(fā)工程師反饋，除了要求大容量電池以滿足續(xù)航要求外，同時還需要電池在放電能力方面可以支持更高的持續(xù)放電電流以及瞬時大電流。而這些高放電電流的應(yīng)用要求與電池本身的安全測試又存在一定的沖突。因此，如何找到他們之間的平衡點，對于電池開發(fā)設(shè)計者就顯得尤為重要。
為了更好的說明二者的關(guān)系，首先要了解鋰離子電池保護(hù)電路，如下圖:
其中有1級的主動保護(hù)IC+MOSFET和 2級的被動保護(hù)器PPTC或者M(jìn)HP-TA
UL2054對電池內(nèi)部元件的短路原則及例外項條款規(guī)定，如果是非認(rèn)證的保護(hù)器件，測試過程中會被短路掉。
Fault原則如下：
a.有安規(guī)認(rèn)證的器件不Fault；
b.任何非認(rèn)證的保護(hù)元件會被Fault（短路），通常如Mosfet，電流檢測電阻在測試時會被短路；
UL2054過充試驗方法為，用于測試的樣品電池以10*C5(2C)（一些制造廠商要求更為嚴(yán)格要求以1C）的恒定電流充電,每個電池或電芯都要貼上熱耦合組件，然后充電直到電池或電芯爆炸,漏液,或外殼表面的溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度或者達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。在測試中,過流和熱保護(hù)裝置必須要經(jīng)過安規(guī)認(rèn)證，沒有經(jīng)過認(rèn)可的保護(hù)裝置則應(yīng)將其短路。UL2054的指標(biāo)要求為不起火、不爆炸。
分析上述安規(guī)測試要求，可以確定，在二次被動保護(hù)器的選擇上，器件保護(hù)點越低越有利于起到保護(hù)效果。體現(xiàn)在PPTC器件上，既是器件的動作電流（Itrip）越小，越容易過測試；體現(xiàn)在溫度感測雙金屬片器件MHP-TA上，則是器件本身動作溫度點越低，越容易動作，更容易通過測試。
但在實際應(yīng)用端卻剛好相反，通常要求電池可以滿足短時間維持高電流供電不斷電，甚至要求在高溫（達(dá)到60攝氏度）條件下維持較高電流（4A）不動作。這體現(xiàn)在保護(hù)器件本身即要求PPTC在高溫情況下具有大的保持電流(Ihold)。這兩方面的要求存在一定矛盾，片面的保證某一方面都是不能保證產(chǎn)品安全及實際應(yīng)用的。
被動保護(hù)器件MHP-TA和PPTC的選型與實際應(yīng)用條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計、參考的測試標(biāo)準(zhǔn)等有著極其密切的聯(lián)系，需找到一個二者的平衡點。這就要求電池開發(fā)設(shè)計人員在開發(fā)前期即與保護(hù)器件供應(yīng)商進(jìn)行充分溝通，同時配合充分的實驗驗證，以達(dá)到既滿足安規(guī)測試的安全要求，又符合實際應(yīng)用。而TE作為電路保護(hù)行業(yè)引領(lǐng)者，在鋰離子電池保護(hù)器件的開發(fā)及應(yīng)用方面有著多年的經(jīng)驗，其生產(chǎn)的PPTC和MHP-TA已被大量應(yīng)用在國內(nèi)外手機(jī)電池廠商中。
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