单体锂电池和锂电池组的保护措施有哪些

来源：存能电气  日期：2019-08-14 09:29  浏览量：次

　　单体锂电池和锂电池组的保护措施有哪些？由于锂电池的化学特性，对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命。一般锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片保护板，这片保护板主要就是提供这三项保护。

　　单体锂电池的保护措施

　　锂离子电池单体由正负、电极、电解液和隔膜组成，是组成电池模块和电池组的基本结构单元。电池作为一种电化学电源天然的具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性参数。对于单体锂电池来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程，同时还有适宜的环境温度设计，为了有效地避免不必要的损失，对单体锂电池一般会有三重保护措施。

　　一是采用开关元件：这要求控制系统应设置极限电阻值，当电池内的温度升高时，电阻会随之升高，当升到一定程度后，到达电阻值的极限。这时，温度也高到足以破坏电池的程度，此时，电池会自动停止供电，避开工作状态。

　　二是隔膜材料的选择，隔膜是锂离子电池材料中技术含量最高的组件，好的隔膜材料可以在温度上升到一定数值时自动溶解掉附着在其上的微米级（甚至纳米级）微孔，从而使锂离子不能在隔膜上通过，终止电池的内部反应。

　　三是设置气阀，包括碱性电池和镍氢电池等都设置有安全阀，锂电池安全阀的道理也是一样的，该气阀是一个放置在电池顶部的放气孔，当电池内部压力上升到一定数值时，安全阀自动打开，保证电池的使用安全性。

　　人们主要的出于两个方面的目的，希望对单体锂电池的参数进行测量和评价。

　　一个是为了实现主动控制的目的，比如，电池单体电压不一致，使得系统能量存储能力降低，如果能够主动调节两极的单体电压，则可以起到放大系统容量的效果。

　　另一个是为了安全考虑，电池的参数有其固定的范围，检测电池参数，实施监控其边界，可以起到表征电池安全状态的作用。

　　锂电池组的保护措施

　　对于锂电池组来说，主要的安全危险来自于容量过大，单体锂电池也存在类似现象。一般而论，锂离子电池的容量与其安全性成反比，随着容量的增加，电池体积也在增加，其散热措施极为关键。

　　较为完善的锂电池组保护功能应由两个模块构成：一是保护电路基板，二是智能判断基板。具体来说，至少应该包括如下部件：1、保护IC，又分为防止过充过放短路的第一级保护IC和防止过压的第二级保护IC。2、保险丝及相关保险接口。3、温度调节功能。4、显示功能。

　　锂电池保护板也是锂电池组重要的安全保护措施。锂电池组保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流，还有就是输出短路保护。同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命;欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。

　　由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。

　　BMS锂电池保护板十分重要在电池保护系统中，锂电池PACK设计过程中一定会用到锂电池保护板或者相应的BMS才能更好的设计锂电池组，甚至可以协助品质部分一起分析异常电池或电路。