作者：北京8328信箱maxim北京办事处（100083） 刘武光 来源：《电子技术应用》

摘要：详细介绍了li+电池的主要特性其在实际应用中所需要保护的参数；结合maxim公司生产的li+电池保护器max1666，给出了具体的应用电路。 关键词：li+电池 nimh/nicd 保护器 充电 放电 电流 电压 近几年来，随着各种便携式设计（如手机、笔记本电脑、摄像机、数码相机、pda等）的不断推出，对电池的要求也随之提高。以前，在这类应用中，nimh电池nicd电池以其低价格占有较大优势；但随着便携式设备对体积/重量的要求越来越苛刻，工作和待机时间越来越长以及li+电池成本的不断降低，使li+电池的优势性能在这类应用中得以充分的展示，被广大电子设计工程师和消费者所接受。预计随着li+电池性能的不断提高和成本的进一步降低，li+电池将在许多应用中取代nimh和nicd电池。 li+电池与nimh/nicd电池相比，其主要优点表现在以下几个方面： ·能量密度高 li+电池的重量密度为90w-小时/千克，体积密度为210w-小时/升）；而limh电池和nicd电池的重量密度分别为55w-小时/千克和50w-小时/千克，体积密度分别为180w-小时/升和140w-小时/升。从以上典型值可知，在相同电池容量的情况下，li+电池的重量可以轻一倍，体积可以更小；换言之，如果在相同的电池重量下，li+电池工作的时间可以多出一倍。 ·单节电池电压高 单节li+电池的标称电压值为3.6v，而单节nimh/nicd电池的标称电压只有1.2v，仅相当于li+电池电压的1/3。正是由于li+电池具有较高的输出电压（允许电压范围：2.7v～4.2v），所以目前已经有许多微处理器被设计成工作于此电压范围，而无需额外的电压转换器，如ti的msp430系列、microchip的pic16lcxx/pic16lfxx系列，从而降低了系统成本。 ·自放电小 li+电池典型的自放电系数为5～10%/月（20℃）；而nimh电池和nicd电池的自放电系数分别为20～30%/月（20℃）和15～20%/月（20℃），并且在充电后几天内放电速率更快，同时放电速率也随温度升高而显著增加。 ·温度特性好 li+电池允许充电的温度范围为0～50℃，与nimh/nicd电池允许充电温度范围相同。但它们允许的快速充电温度范围却不相，li+电池快速充电温度范围为+2.5℃～+47.5℃，而nimh/nicd电池只有10～40℃的快速充电范围。在充电时，若温度>40℃，li+电池充电效率几乎不变；而nimh/nicd电池需要200～300%的电池总能量才能充满电池。在放电时，li+电池允许的工作温度范围为-20℃～+60℃，并且在这个温度范围内，其输出的电池总容量几乎不变；0℃时输出电池总容量的90%左右；-20℃时为总容量的70%；而对于nimh/nicd电池来说，其放电容量随温度变化较大，尤其是在高温时性能更差，例如在40℃时，只能输出总容量的70%左右。 但是li+电池也有自身的缺陷，例如在电池过充电或过放电时，电池可能完全损坏等。 本文钭针对li+电池的特性，采用maxim公司的li+电池组保护器，提供一个具有优异性能/价格比、功能完善的li+电池组保护器的设计方案。若用户采用的单节li+电池，可参考使用ricoh公司的rn5vm1xxc/d系列的单节li+电池保护器，由于篇幅的原因，不再赘述。 1 li+电池的放电/充电及其保护 当li+电池工作在放电状态时，应该避免电池过放电（电压低于2.4v；实际使用时，最低电压一般设定在2.7v以上），否则将导致内部电极氧化，使电池完全损坏；另外，由于li+电池有较高的能量密度，绝对禁止输出短路或过流，否则将导致电池内部着火，甚至引起爆炸。图1是li+电池典型的放电曲线。 当对li+电池充电时，应该保证在快速充电之前，电池电压高于2.5v，否则会损坏电池；若不满足此条件，则最好采用小于1/10ca的充电电流预充至2.5v或2.5v以上，再进入