电池基础培训教材

1、电池培训教材第一章电池的基本知识 锂离子电了分为一次电池和二次电了两类，目前在耗电量较低的便携式电子立品中主要使用不可充电的一次性锂离子电池，而在笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池，通常是锂离子电池。我们公司生产的手机电池，主要由三大主料：电池、胶壳、保护板组成，下面我们围绕这三大主料进行逐步的认识和了解。 电池的基础知识电池的定义电池是一种能源当它的正负极连接在用电器上时，因为正负极之间存在电势差，电流从正极流向负极，储存在电池是的化学能转化为电能释放出来。一只电池必然由两种不同化学活性的物质组成正负极，正负极活性之间的电势差形成电池的电压，根据

2、其化学系统的不同，各种类型电池的电压各有不同，我们公司经常用的电池有三种：钢壳、铝壳、聚合物。锂离子电池的优点和缺点（1）优点：单体电池的工作电压高达3.6v3.8v远高于镍氢和镍镉电池的1.2V电压.容量密度大,其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.52.5倍,或者更高.自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小.寿命长正常使用其循环寿命可达到500次以上.没有记忆效应,在充电前不必将剩余电量放空,使用方便.（2）缺点：电池成本高,电解质体系提纯困难.不能大电流放电，由于有机电解质体系街头的因，其内阻相对其它类电池内阻大，故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，适合于中小电流的电

3、器使用。需要保护线路控制，过充或者过放都会使电池内部化学物质的可逆性遭到破坏，从而严重影响电池的寿命。电池的标称电压、容量、内阻及其单位成品电池的标称电压国际上为3.8V，内阻小于180M，但不可以为零。2.电池的容量有额定容量和实际容量之分。容量的单位为mAh（毫安时）或者Ah(安时)，换算关系为1Ah=1000mAh额定容量是指电池在环境温度为20C条件下，以5H倍率放电至终止电压时所应担供的电量，用C5表示。测量方法为：完全充电后0.5-1小时内,温度在205条件下，以0.2C放电至2.75V的放电容量. 实际容量是指电池在一定的条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响.影响电

4、池容量的因素主要有两个方面:一个是活性物质量的重量.二是活性物质的利用率.包括:A,活性物质的活性:残余电化学反应的能力,晶形结构,制造方法和含杂质多少有关.B电极和电池的结构:极板孔径,厚度,真实表面积大小.C,电解液的组成.D,制造工艺和放电制度(T放,V放,I放) 3.电池的内阻是指电池在工作时,电流流时电池内部所受到的阻力.电池内阻大导致电池放电压降低,放电时间缩短.内阻大小主要受电池的材料,制造工艺,电池结构等因素的影响,是衡量电池性能的一个重要参数，一般以充电下的内阻为准，测量时需用内阻测试议来测量。四、电池的开路电压和工和电压1开路电压是指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时，

5、电极正负极之间的电势差。一般情况下，锂离子电池充满电后开路电压为4.14.2左右，放电后开路电压为3.0V左右,通过对电池开路电压的检测可以判断电池的荷电状态.2.工作电压又叫做端电压,电池在工作状态下即电路中有电流通过时电池正负极之间的电势差.在电池放电状态下,当电流流过电池内部时,不需克服电池内阻所造成的阻力,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反.锂离子电池的放电工作电压约在3.6V左右.五、电池的等级根据电池的容量和内阻可以将电池分为A、B、C、D品个等级。其各定义为：A品：内阻为60m以下，电池内阻越小越好，但是不能为零。其容量比标称容量要大。B品：内阻为60m以下，其容量要比

6、标称容量要小50mAh左右。C品：内阻为60m-80m之间，其容量要比标称容量要低100mAh左右。D品：内阻和容量都不在计划之内。六、电池的规格型号表示L：代表锂离子离子电池 L：代表形状为方形 R：代表窄面为圆角A：代表该电池为铝壳 S：代表该电池为钢壳 H：代表该电池是高容量的例如：LP063448AR其规格为锂离子离子圆角方形铝壳电池，厚度约为6mm、宽约为34mm、长度约为48mm又如：LP043048SH其规格为锂离子离子方形钢壳高容量电池，厚度约为4mm、宽度约为30mm、长度约为48mm。七、电池的充放电倍率、时率1倍率是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，他在

7、数值上等于电池额定的倍数， 通常以字母C表示。如电池的额定容量为600mAh，则600mAh为1倍率即（1C），300mAh0.5C,6A为10C,以此类推2.时率是指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完额定容量需要的时间为1小时,故称600mAh的电流为1时率,以此类推.八、电池的放电平台1放电平台是指电池在任何倍率的电流下恒压充到电压为4.2V并且充电电流小于0.01C时停止充电即充满后，搁置10分钟，在任保倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。放电平台是衡量电池性能好坏的重要标准确性之一。九、锂离子电池的放电容量的计

8、算1在没有特别指时的情况下，电池放电容量均是指在定倍率的恒流下放电至2.75V时所持续的时间.电池在不同温度下的放电容量均可根据电池的放电间音(T)和放电电流(I)来计算:C(mAh)=I(mA)*T（h）2以033555额定容量为550Ah的电池在常温下用恒流0.5C5A(275mAh)放电，由4.2V放电至2.75V所用的时间为125分钟,利用以上公式计算得:C=275*125/60(h)=572mAh,由此得出该电池的放电容量为572mAh.十、钢壳电池和铝壳电池的比较 1同型号的电池铝壳重量比较，钢壳重，铝壳的容量较高。 2由于钢壳和铝壳的内部结构不同，所以壳体所表现出来的正负极也存在

9、着差别，钢壳电池的外壳为负极，顶部了为正极：而铝壳的电极恰好与钢壳的相反，外壳为正， 顶部为负极。 3两种电池在内阻和电压方面没有很大的分别。十一、电池的其它形式 干电池、碱锰电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池。锂电池、燃料电池、物理电池、太阳能电池等。 第二节能保护板（PCB）的基础知识保护板的分类双保护板：芤叫双控板。具有过充、过放、过流、短路保护。单保护板：也叫单控板。只具有过充保护。直通板：也叫假板。PCB贴件的认识与识别保护板上主要有控制IC、MOS及电阻、电容等有些带有解码片。几种常用的IC：5421、DW01、SC451、JW11等。MOS主要有9926、5N20V等。电阻有10

10、1/471、102/471。电容有104、103。电阻、电容数值的计算：电阻的计算方法：例如101的电阻值为10*101=10*10=100欧。即101的前两位不变为10，后面的1为幂数即101。再如103的电阻值为10*103=10*1000=10K欧。电容的计算方法,同上.例如;103电容值10*103*10-6=0.01uf三、PCB贴件的主要作用 1控制IC：过充保护、过放保护、过流保护及短路保护进行检测及控制。不同厂商的控制IC只是控制精度及电压不一样，大部分的管角功能定义基本一样。其引脚为：DOUT：过放保护输出：V-：充电负极输入COUT：过充保护输出CT：外接电容设置廷迟时间V

11、DD：供电端口VSS接地端。 2MOS管：保护板动作的招待器件，把它想象成一个低内阻的可控开关就可以了。 3101/471电阻：在电路中起到限流及给控IC供电的双重作用。 4102/471电阻：采样电阻，将输出P-电压返回控制IC。 5104电容：主要是接在101及102电阻上的防干扰电容。 6103电容：控制IC需要的延时电容。 锂离子电池的保护电路大致如此，不过在温升方面缺少TH（热敏电阻）的安全保护，有些还需要ID（识别）电阻、解码片。PCB板的参数 仅对于双控板而言，过充保护电压：4.25-4.35V之间: 过放保护电压:2.43-2.56之间: 短路保护电流:2-6A之间:静态耗电:

12、小于等于6uA: 过充廷时时间:140-210ms之间:过放延时:7-13ms之间:短路延时:小于等于50us:对热敏电阻、ID电阻、解码片的认识热敏电阻不是用来保护的，是和手机内部的一个AD端口相连，当温度高于或者低于某一个数值的时候,提醒手机中的MCU模块过温或者过冷,而采取相应的行动.真正起保护作用的是PTC或者FUSE.ID电阻是手机对电池的类型识别,一些手机对电池采取不同的ID电阻值来识别电池的类型 容量等讯息.然后根据具体的电池采取相对应的充电模式对其充电等.这类电阴的工作方式基本上和热敏电阻相似,是由手机内部一个电压基冷串联一个固定电阻,然后将和电池上分压这个电阻的分压值传送给手

13、机MCU模块的AD端口进行采集识别与处理.原装手机锂电池都有会有一个码片,该码片属于I=wire协议类型,存有一定的信息,应用广泛,在手机上相当于一个身份的识别.没有时手机则无法识别,开不了机。过充电保护 离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期为恒流充电，随着充电的进行，电压会上升到4.2V),(根据正极材料不同,有些电池要求的恒压为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小.电池在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍然会继续上升当电池电压充电超过4.3V时,电池的化学副反应将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题,使电池的化学反应的可逆

14、笥遭到破坏,电池寿命严重缩短. 在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.25时(该值由控制IC来决定,不同的IC其值也不同),其”CO”脚将由高电压转为零电压,使MOS由充电开头由导通转为断开,从而切断充电回路,使充电器无法对电池进行充电,起到保护作用.在控制IC检测到电池电压超过4.25V到关断回路时,还有一段延迟时间,该延迟时间由C3来决定,通常设为1秒左右,以避免干扰而造成误判断.过放电保护 电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.75V时,其容量差不多已被完全放光,此时如果继续让电池对负载进行放电,将造成电池的永久性破坏. 在放电过程

15、中,当控制IC检测到电池电压低于2.75V时(该值由控制IC来决定,不同的IC有不同的值),其”DO”脚将由高电压转为零电压,使MOS放电开关由导通转为断开,从切断放电回路,使电池无法对负载进行放电,起到过放电保护作用.由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低:因此要求保护电路的消耗电流极小,此时控制IC会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于0.1uA. 在控制IC检测出过电流发生到MOS管脚断开也有一段时间，该延长时间的长短由C3来决定，通常为13MS左右，以免干扰造成错误判断。过电流保护 在通常放电状态下，放电电流达到或超过过电流检测电流且这个状态持续在过电流检测延迟时间以上时，保护IC

16、的“DO”脚即输出低电平，将放电控制的MOS放电开关断开，停止放电。当P+、P-之间的阻抗达到自动恢复阻抗以上时，过电流状态恢复。 在控制IC检测出过电流发生到MOS管脚断开也有一段延迟时间，该延迟时间的长短由C3来决定，通常为13ms左右，以避免干扰而造成错误判断。短路保护 电池在对负载放电过程中，若回路电流大到U0.9A时(该值由IC决定)，控制IC判断为载短路，其“DO”脚迅速由高电压转为零电压，使MOS切断放电回路，起到保护作用。保护短路的延迟时间极短，通常小于7usPCB的内阻 通过以上分析，我们不难得知：PCB内阻主要由MOS、可恢复保险丝内阻所致（其余元气件内阻很小，忽略不记）。

17、由于峡谷个MOSFET是串联使用的，计算时应该计算两个管子的内阻一般为20M左右每只。可恢复保险丝的内阻值随所用瑾及电流而异，一般为10-30m左右，因此整个板子的内阻约为70m以下。 通过以上我们不妨来计算一下整个电池块的内阻：电池用A品内阻一般在40M，保护板一般在60m，连线一般在30m左右，则该电池块的总内阻为130M左右。十一、PCB板检验标准外观无杂物、残渣等现象。五金无划伤、生锈、色班等不良现象以及是否与支架配套。是否有脱焊、虚焊、假焊等无器件焊接不良现象。不得缺少无器件、识别电阻、热敏电阻、码片等现象。板的尺寸与实际尺寸是否在允许误差之内，与胶壳是否配套。识别该板为单控板还是双

18、控板，不要搞混。 十二、检测议器 保护板通常用锂电池 保护板测试议根据相对应的参数来进行测量，不在此范围内的为不良品，给予相应的处理。我们现在常用的保护板测试议为锂易安，操作简单。测量准确。 第三节胶壳的基础知识检验条件距离：30-35CM 时间：510s位置：分三个角度旋转目视。照明：40W的日光灯或正常的太阳光下。适用范围：ABS+PC+UV喷油外观检验标准：缺陷级别定义及AQL值。CRJ致命缺陷对使用者的人身及财产安全构成威胁的缺陷0MAJ严重缺陷1、功能缺陷影响正常使用：2、结构及外观方面存在让客户难以接受的严重缺陷0400MIW轻微缺陷上述缺陷以外的其它不影响产品使用的缺陷1000ACC可接受的缺陷 外观缺陷检查标准： N=Number数量；L=Length长度；W=Width宽度；D=Dianeter直径；A=Area 区域：J=Distanc