關于鋰電池PACK工序的知識介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-25 16:51
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鋰電池的應用廣泛，從民用的數(shù)碼、通信產(chǎn)品到工業(yè)設備到軍用電源等都在批量使用，不同產(chǎn)品需要不同的電壓和容量，因此鋰離子電池串聯(lián)和并聯(lián)使用情況很多，鋰電池通過加裝保護電路、外殼、輸出而形成的應用電池稱為PACK。PACK可以是單只電池，如手機電池、數(shù)碼相機電池、MP3、MP4電池等，也可以是串并聯(lián)組合電池，如筆記本電腦電池，醫(yī)療設備電池，通信電源，電動車電池，備用電源等。
1、PACK組成：
PACK包括電池組、保護板、外包裝或外殼、輸出（包括連接器），鑰匙開關，電量指示，及EVA、青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項共同組成PACK。PACK的外特性由應用決定。PACK的種類很多。
3、PACK的特點
★ 有完整的功能，可直接應用。
★ 種類的多樣性。同一應用需求有多種PACK能實現(xiàn)。
★ 電池組PACK要求電池具有高度的一致性（容量，內(nèi)阻，電壓，放電曲線，壽命）。
★ 電池組PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。
★ 在限定的條件下使用（包括充電、放電電流，充電方式，溫度、濕度條件，振動情況，受力程度等）
★ 鋰電池組PACK保護板要求有充電均衡功能。
★ 高電壓、大電流電池組PACK（如電動車電池、儲能系統(tǒng)）要求配備電池管理系統(tǒng)（BMS）、CAN、RS485等通迅總線。
★ 電池組PACK對充電器的要求較高，有些要求和BMS實現(xiàn)通迅，目的是使每只電池正常工作、完全發(fā)揮出電池儲存的能量，并保證使用安全、可靠。
4、PACK的設計
★ 充分了解使用要求，如應用環(huán)境（溫度、濕度、振動、鹽霧等）、使用時間、充電、放電方式和電參數(shù)，輸出方式，壽命要求等。
★ 按使用要求選擇合格的電池和保護電路板，
★ 滿足尺寸、重量的要求。
★ 包裝可靠，滿足要求。
★ 生產(chǎn)工藝簡潔化。
★ 方案最優(yōu)化。
★ 成本最低化。
★ 檢測易實現(xiàn)。
5、使用注意事項?。?！
★ 不可投入火中或接近熱源使用?。?！
★ 不可用金屬將輸出正負極直接連在一起。
★ 不可超出電池溫度范圍使用。
★ 不可用力擠壓電池。
★ 用專用充電器或按正確的方法充電。
★ 電池擱置時請每三個月補充電一次。并按儲存溫度放置。
二、重要部件介紹
1、電池組
★ 組成：電池由單體電池通過并串聯(lián)而成。并聯(lián)增加容量，電壓不變，串聯(lián)后電壓倍增，容量不變，如3.6V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并組成，36V/2Ah電池可由單只N18650/2Ah通過10串組成，36V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并10串組成。
★ 組合要求：并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類一致、型號一致，容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。本質(zhì)是電池充電放電曲線的一致（動態(tài)一致性）。但很難做到，一般情況下，電池通過并聯(lián)串聯(lián)組合后，容量損失2%~5%，電池數(shù)量越多，容量損失越多。
★ 組合的實現(xiàn)：電池的組合通過二種方式實現(xiàn)，一是通過鎳帶點焊或激光焊接或超聲波焊接，這是常用手段，優(yōu)點是可靠性較好，但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸，優(yōu)點是不需要焊接，電池更換相對容易，缺點是可能導致接觸不良。
★ 要求：電池組要符合用戶使用時的工作時間要求、環(huán)境要求、振動要求、充電要求，壽命要求等。電池組不可單獨使用（過充電、過放電、過電流均會損傷電池。），需要配備專用保護板方可使用。
2、保護板
★ 組成：保護板由保護IC，MOSFET，晶體管，電阻及電容和PCB及散熱器件等組成。
★ 作用：保護電池工作于正常狀態(tài)下。防止電池因過充電、過放電、短路等引起的電池失效及發(fā)生冒煙、起火、爆炸而產(chǎn)生的危險。
★ 具體功能：
A、過充電保護，不同體系的電池的過充電保護電壓不同，一般情況下，磷酸鐵鋰的過充電保護3.65V~3.85V，鈷酸鋰、錳酸鋰，三元材料鋰電池過充電保護電壓為4.2V~4.35V。
B、過放電保護，磷酸鐵鋰的過放電保護電壓2~2.5V，其它三種鋰電池為2.3V~2.9V。
C、短路保護。由IC和MOSFET的參數(shù)決定。不同IC和MOSFET的短路保護值不同。
D、過充電保護恢復電壓。IC都有此功能，一般恢復電壓低于保護電壓0.1~0.2V。
E、過放電保護恢復電壓。有些IC無此功能。過放電后需要通過充電來恢復。
F、短路保護延遲時間。一般十幾毫秒。
G、均衡功能。有些應用需要均衡功能。因電池放電電流較大，均衡不易實現(xiàn)，目前多為充電均衡，均衡的目的是保證每只電池都能充滿電，延長使用壽命，最大限度的發(fā)揮電池的作用。
★ 保護板的使用：
A 保護板靠近電池連接，鋰電池不可脫離保護板單獨使用。
B 注意保護板與電池間做有效的隔離，起絕緣和隔熱作用。
C 多節(jié)保護板與電池安裝連接時，按照先低電平后高電平的順序連接。即先連接B-，然后B1、B2......B9，最后B+。見下圖。拆下保護板時，與安裝順序相反。
★ 保護板的設計
作為一名合格的研發(fā)工程師，設計一款產(chǎn)品要實現(xiàn)最優(yōu)化。即具有最高的性價比。保護板的設計要考慮如下幾點：
A 設計要保證可靠性、工作穩(wěn)定性。過流參數(shù)保留有至少30%的技術(shù)余量。
B 設計的產(chǎn)品要便于測試。
C 設計要便于生產(chǎn)和調(diào)試。工藝上要簡化。
D 產(chǎn)品要便于安裝。
E 設計要滿足尺寸的要求。
F 設計要方便采購器件。使用器件不能太特殊。
G 設計要考慮成本。
H 設計要充分考慮散熱及散熱器件的放置。
I 設計要考慮環(huán)保要求。
