專利名稱：一種具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池，特別是一種具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
隨著電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的鉛酸電池由于其容易造成環(huán)境污染并且能量密度較低的缺點(diǎn)，而逐漸被鋰離子電池替代?，F(xiàn)在人們生活中常采用鋰離子電池作為驅(qū)動(dòng)各裝置的能源，但是鋰離子電池的電芯都具備各自的正常工作電壓范圍，如果電芯的實(shí)際工作電壓不在其正常工作電壓范圍之內(nèi)，則會(huì)引起鋰離子電池化學(xué)特性發(fā)生變化，從而嚴(yán)重降低了鋰離子電池使用的安全性和其使用壽命。由此，人們研發(fā)出了保證鋰離子電池在正常工作電壓范圍內(nèi)工作，具有過充電、過放電、過電流和短路保護(hù)功能的鋰離子電池保護(hù)電路。但是美中不足的是，一旦鋰離子電池的其中一個(gè)電芯的最低電壓值低于過放電保護(hù)電壓值，鋰離子電池保護(hù)裝置就會(huì)停止鋰離子電池的放電，使得依賴于其的設(shè)備(諸如作為汽車啟動(dòng)電池的鋰離子電池)無法啟動(dòng)，此時(shí)必須將鋰離子電池取下來充電后方能使用。然而，對(duì)于無法找到充電設(shè)備的緊急情況(諸如駕駛汽車到野外露營(yíng))，會(huì)給使用者造成不必要的麻煩。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問題，提供一種在對(duì)鋰離子電池過放電保護(hù)后也能在緊急情況下實(shí)現(xiàn)鋰離子電池放電的鋰離子電池。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下該具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池包含電芯(1) 和電池保護(hù)電路，其中所述電池保護(hù)電路包含分別與電芯(1)相連接的最高電壓檢測(cè)端 (BH)、中間電壓檢測(cè)端(BM)、最低電壓檢測(cè)端(BL)，用于分別檢測(cè)所述電芯的最高電壓值、 中間電壓值和最低電壓值，正極輸出端(P+)、負(fù)極輸出端(P-)和負(fù)極連接端(B-)，以及分另IJ與正極輸出端(P+)和電芯(1)相連接的正極連接端(B+)用于輸出鋰離子電池的電壓；并且內(nèi)設(shè)有充電保護(hù)MOSFET組(3)、放電保護(hù)MOSFET組(4)和一組并聯(lián)電阻(RS)；以及電池保護(hù)芯片(2)，所述電池保護(hù)芯片(2)包含第一輸入端(VC1)、第二輸入端(VC2)、第三輸入端(VC3 )、第四輸入端(VC4 )、過充電保護(hù)端(COP )和過放電保護(hù)端(DOP )；其中負(fù)極連接端(B-)與并聯(lián)電阻(RS)的一端相連接，并聯(lián)電阻(RS)的另一端與放電保護(hù)MOSFET組(4)的源極相連接，放電保護(hù)MOSFET組(4)的漏極與充電保護(hù)MOSFET 組(3)的漏極相連接，并且充電保護(hù)MOSFET組(3)的源極與所述負(fù)極輸出端(P-)相連接；第一輸入端(VCl)與正極連接端(B+)相連接；第二輸入端(VC2)與最高電壓檢測(cè)端(BH)相連接，用于接收最高電壓值；第三輸入端(VC3 )與中間電壓檢測(cè)端(BM)相連接，用于接收中間電壓值； 第四輸入端(VC4)與最低電壓檢測(cè)端(BL)相連接，用于接收最低電壓值； 過充電保護(hù)端(COP)與充電保護(hù)MOSFET組(3)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉充電保護(hù) MOSFET 組(3)；過放 電保護(hù)端(DOP)與放電保護(hù)MOSFET組(4)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉放電保護(hù) MOSFET 組(4)；其還包含設(shè)置于正極連接端(B+)與放電保護(hù)MOSFET組(4)的源極之間的控制開關(guān)，用于控制打開放電保護(hù)MOSFET組(4)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該控制開關(guān)選用按鈕開關(guān)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，該電池保護(hù)芯片選用S-8204型芯片。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、在正極連接端與過放電MOSFET組之間增設(shè)有一個(gè)控制開關(guān)，通過該控制開關(guān)在對(duì)鋰離子電池過放電保護(hù)后仍能控制打開放電保護(hù)MOSFET組，以保證在緊急情況下對(duì)鋰離子電池能源的需求。

圖1是現(xiàn)有鋰離子電池的電路連接示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池的電路連接示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，該具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池的電路連接圖。圖中標(biāo)記1為電芯，2為電池保護(hù)芯片，3為充電保護(hù)MOSFET組，4為放電保護(hù) MOSFET組，B+為正極連接端，BH為最高電壓檢測(cè)端，BM為中間電壓檢測(cè)端，BL為最低電壓檢測(cè)端，B-為負(fù)極連接端，VCl為第一輸入端，VC2為第二輸入端，VC3為第三輸入端，VC4為第四輸入端，COP為過充電保護(hù)端，DOP為過放電保護(hù)端，RS為并聯(lián)電阻。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型?，F(xiàn)有以鋰離子電池作為啟動(dòng)能源的設(shè)備多設(shè)置有鋰離子電池保護(hù)電路，用于對(duì)鋰離子電池提供過充電、過放電、過流和短路等保護(hù)。如圖1所述，現(xiàn)有具有保護(hù)功能的鋰離子電池含有電芯1和電池保護(hù)電路。電池保護(hù)電路包含分別與電芯1相連接的最高電壓檢測(cè)端BH、中間電壓檢測(cè)端BM、最低電壓檢測(cè)端BL，用于分別檢測(cè)電芯的最高電壓值、中間電壓值和最低電壓值，正極輸出端P+、負(fù)極輸出端P-和負(fù)極連接端B-，以及分別與電芯1和正極輸出端P+相連接的正極連接端B+ ；充電保護(hù)MOSFET組3、放電保護(hù)MOSFET組4和一組并聯(lián)電阻RS ；內(nèi)設(shè)有電池保護(hù)芯片2，所述電池保護(hù)芯片2包含第一輸入端VC1、第二輸入端VC2、第三輸入端VC3、第四輸入端VC4、過充電保護(hù)端COP和過放電保護(hù)端D0P。其中，負(fù)極連接端B-與并聯(lián)電阻RS的一端相連接，并聯(lián)電阻RS的另一端與放電保護(hù)MOSFET組4的源極相連接，放電保護(hù)MOSFET組4的漏極與充電保護(hù)MOSFET組3的漏極相連接，并且充電保護(hù)MOSFET組3的源極與負(fù)極輸出端P-相連接；[0027]第一輸入端VCl與正極連接端B+相連接；第二輸入端VC2與最高電壓檢測(cè)端BH相連接，用于接收從最高電壓檢測(cè)端BH傳送來的電芯最高電壓值；第三輸入端VC3與中間電壓檢測(cè)端BM相連接，用于接收從中間電壓檢測(cè)端BM傳送來的電芯中間電壓值；第四輸入端VC2與最低電壓檢測(cè)端BL相連接，用于接收從最低電壓檢測(cè)端BL傳送來的電芯最低電壓值；過充電保護(hù)端COP與充電保護(hù)MOSFET組3的源極相連接，用于控制關(guān)閉充電保護(hù) MOSFET 組 3 ；過放電保護(hù)端DOP與放電保護(hù)MOSFET組4的源極相連接，用于控制關(guān)閉放電保護(hù) MOSFET組4。應(yīng)注意的是，充電保護(hù)MOSFET組和放電保護(hù)MOSFET組中MOSFET的個(gè)數(shù)根據(jù)鋰離子電池使用領(lǐng)域的不同而不同，諸如在汽車領(lǐng)域的使用中，通常采用三個(gè)并聯(lián)的M0SFET。通常情況下，鋰離子電池主要由多個(gè)電芯構(gòu)成，各電芯都具有相同的正常工作電壓范圍、過充電保護(hù)電壓值、過放電保護(hù)電壓值和過流保護(hù)電壓值，其中如果電芯的工作電壓不在其正常工作電壓范圍之內(nèi)，則會(huì)引起電池化學(xué)特性發(fā)生變化，可能出現(xiàn)不安全的因素或者降低其使用壽命。該保護(hù)裝置的過充電保護(hù)過程包含由該鋰離子電池保護(hù)裝置的最高電壓檢測(cè)端BL檢測(cè)到的最高電壓值傳輸至電池保護(hù)芯片的第二輸入端VC2，如果該最高電壓值大于過充電保護(hù)電壓值，則由電池保護(hù)芯片的過充電保護(hù)端COP控制將充電保護(hù) MOSFET組關(guān)閉，使得電芯的電壓不再上升。該保護(hù)裝置的過放電保護(hù)過程包含由該保護(hù)裝置的最低電壓檢測(cè)端BL檢測(cè)到的最低電壓值傳輸至電池保護(hù)芯片的第四輸入端VC4，如果該最低電壓值小于過放電保護(hù)電壓值，則由電池保護(hù)芯片的過放電保護(hù)端DOP控制將放電保護(hù)MOSFET組關(guān)閉，使得電芯的電壓不再下降。對(duì)于該保護(hù)裝置的過電流和短路保護(hù)過程包含當(dāng)外部電流過大或者放電鋰離子電池的正負(fù)極直接短路時(shí)，并聯(lián)電阻RS檢測(cè)到一個(gè)壓降，如果該壓降大于某設(shè)定值，則能控制放電保護(hù)MOSFET組關(guān)閉，以免電芯受到電流的沖擊而產(chǎn)生安全問題。具體地，對(duì)于由4只3. OV磷酸鐵鋰電芯并聯(lián)組成的12V鋰離子電池，每只電芯的工作電壓都在2. 0 3. 65V之間，其等過充電保護(hù)電壓值為3. 8V，過放電保護(hù)電壓值為 2. OV0保護(hù)裝置的最高電壓檢測(cè)端BH和最低電壓檢測(cè)端BL分別檢測(cè)到鋰離子電池所有電芯具有的最高電壓值和最低電壓值，并且將此最高電壓值和最低電壓值傳輸給電池保護(hù)芯片中分別與最高電壓檢測(cè)端BH和最低電壓檢測(cè)端BL相連接的第二輸入端VC2和第四輸入端VC4，如果檢測(cè)到的最高電壓值大于3. 8V,則由電池保護(hù)芯片的過充電保護(hù)端COP控制將該充電保護(hù)MOSFET組關(guān)閉，停止對(duì)鋰離子電池充電；如果檢測(cè)到的最低電壓值小于2. 0V, 則由電池保護(hù)芯片的過放電保護(hù)端DOP控制將該放電保護(hù)MOSFET組關(guān)閉，停止鋰離子電池放電。上述鋰離子電池保護(hù)裝置雖然具有過充電、過放電、過流和短路保護(hù)功能，但是在鋰離子電池放電過程 中，如果由最低電壓檢測(cè)端檢測(cè)到的最低電壓值小于過放電保護(hù)電壓值，則鋰離子電池會(huì)停止放電，從而使得以其為啟動(dòng)能源的裝置(諸如汽車)不能啟動(dòng)。此時(shí)必須將鋰離子電池取下來充電才能再次使用。然而，對(duì)于無法找到充電設(shè)備的緊急情況(諸如駕駛汽車到野外露營(yíng))下，會(huì)對(duì)汽車使用者造成不必要的麻煩。[0036]根 據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該鋰離子電池保護(hù)裝置的電路連接示意圖如圖2 所示，增加了一個(gè)控制開關(guān)SW，該控制開關(guān)SW的一端與正極連接端B+相連接，另一端與放電保護(hù)MOSFET組的源極相連接。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，需要對(duì)鋰離子電池緊急放電時(shí)，按下控制開關(guān)SW，強(qiáng)制打開放電保護(hù)MOSFET組中的各M0SFET，使得鋰離子電池有輸出電壓來啟動(dòng)依賴于其的裝置。在汽車啟動(dòng)后再將控制開關(guān)復(fù)位。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，該鋰離子電池保護(hù)裝置的電路連接圖如圖3所示，其中電池保護(hù)芯片選用S-8204型芯片，控制開關(guān)選用按鈕開關(guān)。應(yīng)注意的是，該鋰離子電池保護(hù)裝置適用于汽車的啟動(dòng)，所以在充電保護(hù)MOSFET組(3)放電保護(hù)MOSFET組(4)中含有三個(gè)MOSFET。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池，其包含電芯(1)和電池保護(hù)電路，其中所述電池保護(hù)電路包含分別與所述電芯(1)相連接的最高電壓檢測(cè)端(BH)、中間電壓檢測(cè)端 (BM)、最低電壓檢測(cè)端(BL)，用于分別檢測(cè)所述電芯的最高電壓值、中間電壓值和最低電壓值，正極輸出端(P+)、負(fù)極輸出端(P-)和負(fù)極連接端(B-)，以及分別與所述正極輸出端 (P+)和所述電芯(1)相連接的正極連接端(B+)用于輸出鋰離子電池的電壓；并且內(nèi)設(shè)有充電保護(hù)MOSFET組(3 )、放電保護(hù)MOSFET組(4 )和一組并聯(lián)電阻(RS )； 以及電池保護(hù)芯片(2)，所述電池保護(hù)芯片(2)包含第一輸入端(VC1)、第二輸入端 (VC2 )、第三輸入端(VC3 )、第四輸入端(VC4 )、過充電保護(hù)端(COP )和過放電保護(hù)端(DOP )； 其中所述負(fù)極連接端(B-)與所述并聯(lián)電阻(RS)的一端相連接，所述并聯(lián)電阻(RS)的另一端與所述放電保護(hù)MOSFET組(4)的源極相連接，所述放電保護(hù)MOSFET組(4)的漏極與所述充電保護(hù)MOSFET組(3)的漏極相連接，并且所述充電保護(hù)MOSFET組(3)的源極與所述負(fù)極輸出端(P-)相連接；所述第一輸入端(VCl)與所述正極連接端(B+)相連接；所述第二輸入端(VC2)與所述最高電壓檢測(cè)端(BH)相連接，用于接收所述最高電壓值；所述第三輸入端(VC3)與所述中間電壓檢測(cè)端(BM)相連接，用于接收所述中間電壓值；所述第四輸入端(VC4)與所述最低電壓檢測(cè)端(BL)相連接，用于接收所述最低電壓值；所述過充電保護(hù)端(COP )與所述充電保護(hù)MOSFET組(3 )的柵極相連接，用于控制關(guān)閉所述充電保護(hù)MOSFET組(3 )；所述過放電保護(hù)端(DOP)與所述放電保護(hù)MOSFET組(4)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉所述放電保護(hù)MOSFET組(4)；其特征在于還包含控制開關(guān)，其中所述控制開關(guān)設(shè)置于所述正極連接端(B+)與所述放電保護(hù)MOSFET組(4 )的源極之間，用于控制打開所述放電保護(hù)MOSFET組(4 )。
2.如權(quán)利要求1所述的具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池，其特征在于所述控制開關(guān)選用按鈕開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池，其特征在于所述電池保護(hù)芯片選用S-8204型芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有應(yīng)急啟動(dòng)功能的鋰離子電池，屬于電池能源領(lǐng)域。該鋰離子電池保護(hù)裝置在傳統(tǒng)保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上在正極連接端與放電保護(hù)MOSFET組的源極之間增設(shè)了一個(gè)控制開關(guān)，該控制開關(guān)在對(duì)鋰離子電池過放電保護(hù)后仍能控制打開放電保護(hù)MOSFET組，以保證在緊急情況下對(duì)鋰離子電池能源的需求。
文檔編號(hào)H01M2/20GK202004106SQ20112006086
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者馮勇, 李哲, 李恒洲, 蔡紹俊 申請(qǐng)人:重慶永通信息工程實(shí)業(yè)有限公司