手持機(jī)改裝鋰電池的綜合帖

1、手持機(jī)改裝鋰電池的綜合帖鋰電池與充電電路 鋰電池是繼鎳鎘、鎳氫電池之后，可充電電池家族中的佼佼者鋰離子電池以其優(yōu)良的特性，被廣泛應(yīng)用于: 手機(jī)、攝錄像機(jī)、筆記本電腦、無(wú)繩電話、電動(dòng)工具、遙控或電動(dòng)玩具、照相機(jī)等便攜式電子設(shè)備中。 一、鋰電池與鎳鎘、鎳氫可充電池：鋰離子電池的負(fù)極為石墨晶體，正極通常為二氧化鋰。充電時(shí)鋰離子由正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)而嵌入石墨層中。放電時(shí)，鋰離子從石墨晶體內(nèi)負(fù)極表面脫離移向正極。所以，在該電池充放電過(guò)程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。因而這種電池叫做鋰離子電池，簡(jiǎn)稱鋰電池。 鋰電池具有：體積小、容量大、重量輕、無(wú)污染、單節(jié)電壓高、自放電率低、電池循環(huán)次數(shù)

2、多等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。鎳鎘電池因容量低，自放電嚴(yán)重，且對(duì)環(huán)境有污染，正逐步被淘汰。鎳氫電池具有較高的性能價(jià)格比，且不污染環(huán)境，但單體電壓只有1.2V，因而在使用范圍上受到限制。 二、鋰電池的特點(diǎn)：1、具有更高的重量能量比、體積能量比；2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓；3、自放電小可長(zhǎng)時(shí)間存放，這是該電池最突出的優(yōu)越性；4、無(wú)記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng)，所以鋰電池充電前無(wú)需放電；5、壽命長(zhǎng)。正常工作條件下，鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)大于500次；6、可以快速充電。鋰電池通?？梢圆捎?.51倍容量的電流充電，使充電時(shí)間縮短至12小時(shí)；7、可

3、以隨意并聯(lián)使用；8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池；9、成本高。與其它可充電池相比，鋰電池價(jià)格較貴。 三、鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ： 鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和長(zhǎng)方型。 電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負(fù)極由片狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件，以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。 單節(jié)鋰電池的電壓為3.6V，容量也不可能無(wú)限大，因此，

4、常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理，以滿足不同場(chǎng)合的要求。 四、鋰電池的充放電要求；1、鋰電池的充電：根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性，最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V，不能過(guò)充，否則會(huì)因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報(bào)廢。其充放電要求較高，可采用專用的恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時(shí)，應(yīng)停止充電。充電電流（mA）=0.11.5倍電池容量（如1350mAh的電池，其充電電流可控制在1352025mA之間）。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時(shí)間約為23小時(shí)。2、鋰電池的放電：因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致，放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極，必

5、須保留一部分鋰離子在負(fù)極，以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓，也就是說(shuō)鋰電池不能過(guò)放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié)，最低不能低于2.5V/節(jié)。電池放電時(shí)間長(zhǎng)短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍。（如1000mAH電池，則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以內(nèi)）否則會(huì)使電池?fù)p壞。目前市場(chǎng)上所售鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護(hù)板。只要控制好外部的充放電電流即可。 五、鋰電池的保護(hù)電路：兩節(jié)鋰電池的充放電保護(hù)電路如圖一所示

6、。由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和專用保護(hù)集成塊S-8232組成，過(guò)充電控制管FET2和過(guò)放電控制管FET1串聯(lián)于電路，由保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池電壓上升至4.2V時(shí)，過(guò)充電保護(hù)管FET1截止，停止充電。為防止誤動(dòng)作，一般在外電路加有延時(shí)電容。當(dāng)電池處于放電狀態(tài)下，電池電壓降至2.55V時(shí)，過(guò)放電控制管FET1截止，停止向負(fù)載供電。過(guò)電流保護(hù)是在當(dāng)負(fù)載上有較大電流流過(guò)時(shí)，控制FET1使其截止，停止向負(fù)載放電，目的是為了保護(hù)電池和場(chǎng)效應(yīng)管。過(guò)電流檢測(cè)是利用場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻作為檢測(cè)電阻，監(jiān)視它的電壓降，當(dāng)電壓降超過(guò)設(shè)定值時(shí)就停止放電。在電路中一般還加有延時(shí)電路，以區(qū)分浪涌電流和短路電流。該電路功能

7、完善，性能可靠，但專業(yè)性強(qiáng)，且專用集成塊不易購(gòu)買，業(yè)余愛(ài)好者不易仿制。 六、簡(jiǎn)易充電電路：現(xiàn)在有不少商家出售不帶充電板的單節(jié)鋰電池。其性能優(yōu)越，價(jià)格低廉，可用于自制產(chǎn)品及鋰電池組的維修代換，因而深受廣大電子愛(ài)好者喜愛(ài)。有興趣的讀者可參照?qǐng)D二制作一塊充電板。其原理是：采用恒定電壓給電池充電，確保不會(huì)過(guò)充。輸入直流電壓高于所充電池電壓3伏即可。R1、Q1、W1、TL431組成精密可調(diào)穩(wěn)壓電路，Q2、W2、R2構(gòu)成可調(diào)恒流電路，Q3、R3、R4、R5、LED為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后R4上的壓降將降低，從而使Q3截止， LED將熄滅，為保證電池能夠充足，

8、請(qǐng)?jiān)谥甘緹粝绾罄^續(xù)充12小時(shí)。使用時(shí)請(qǐng)給Q2、Q3裝上合適的散熱器。本電路的優(yōu)點(diǎn)是：制作簡(jiǎn)單，元器件易購(gòu)，充電安全，顯示直觀，并且不會(huì)損壞電池通過(guò)改變W1可以對(duì)多節(jié)串聯(lián)鋰電池充電，改變W可以對(duì)充電電流進(jìn)行大范圍調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是：無(wú)過(guò)放電控制電路。圖三是該充電板的印制板圖（從元件面看的透視圖）。 七、單節(jié)鋰電池的應(yīng)用舉例1、 作電池組維修代換品有許多電池組：如筆記本電腦上用的那種，經(jīng)維修發(fā)現(xiàn)，此電池組損壞時(shí)僅是個(gè)別電池有問(wèn)題。可以選用合適的單節(jié)鋰電池進(jìn)行更換。2、 制作高亮微型電筒筆者曾用單節(jié)3.6V1.6AH鋰電池配合一個(gè)白色超高亮度發(fā)光管做成一只微型電筒，使用方便，小巧美觀。而且由于電池容量大

9、，平均每晚使用半小時(shí)，至今已用兩個(gè)多月仍無(wú)需充電。電路如圖四所示。3、代替3V電源由于單節(jié)鋰電池電壓為3.6V。因此僅需一節(jié)鋰電池便可代替兩節(jié)普通電池，給收音機(jī)、隨身聽(tīng)、照相機(jī)等小家電產(chǎn)品供電，不僅重量輕，而且連續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng)。 八、鋰電池的保存：鋰電池需充足電后保存。在20下可儲(chǔ)存半年以上，可見(jiàn)鋰電池適宜在低溫下保存。曾有人建議將充電電池放入冰箱冷藏室內(nèi)保存，的確是個(gè)好注意。 九、使用注意事項(xiàng)：鋰電池絕對(duì)不可解體、鉆孔、穿刺、鋸割、加壓、加熱，否則有可能造成嚴(yán)重后果。沒(méi)有充電保護(hù)板的鋰電池不可短路，不可供小孩玩耍。不能靠近易燃物品、化學(xué)物品。報(bào)廢的 鋰電池要妥善處理。  采用保護(hù)板上

10、的充電保護(hù)一定要注意以下兩點(diǎn)：1、保護(hù)動(dòng)作值比較高，單節(jié)有的可達(dá)4.4V，長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池壽命有影響，也危險(xiǎn)。2、有的保護(hù)板不保護(hù)過(guò)充，只保護(hù)過(guò)放！判斷方法是，看是否板上有兩片反向串聯(lián)的8角MOS管，有的話就是都保護(hù)（保護(hù)過(guò)充+保護(hù)過(guò)放），只有一個(gè)的話就只保護(hù)一個(gè)了。 簡(jiǎn)單可靠的鋰電池保護(hù)方案 電路很簡(jiǎn)單，元件很容易廉價(jià)獲得，適用范圍很寬，可以適應(yīng)2節(jié)4節(jié)串連電壓，保護(hù)電流可以通過(guò)元件參數(shù)選擇，附加電路不消耗電流，保護(hù)特性也比較理想，原理如下：正常沒(méi)有負(fù)載時(shí)，三極管得不到偏置而截至，因此場(chǎng)效應(yīng)管得到柵壓并導(dǎo)通，輸出端子為全電池電壓，同時(shí)附加電路不耗電。正常使用時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管DS壓降比較低，一般為0.

11、2V以下，以上狀態(tài)仍然保持，附加電路仍然不耗電。當(dāng)過(guò)流甚至短路時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管DS壓降升高，達(dá)到0.45V或更高時(shí)，三極管開(kāi)始導(dǎo)通，并把柵極電壓拉下，正反饋使得場(chǎng)效應(yīng)管很快截止。此時(shí)若流經(jīng)外部端子僅有很少的電流（或者哪怕有幾M的導(dǎo)通電阻），則三極管就會(huì)持續(xù)導(dǎo)通、效應(yīng)管保持截止。一旦外部負(fù)載完全撤掉，則三極管就會(huì)恢復(fù)正常的截至狀態(tài)，供電也將恢復(fù)正常。參數(shù)的選擇：1、柵極電阻200k。事實(shí)上可以在100k到1M之間都可以。太小則保護(hù)狀態(tài)有點(diǎn)消耗，太大可靠性降低。2、基極電阻300k。類似選取。3、電容。這主要是在接通電源瞬間提供大電流通路，以免電容負(fù)載不能加載。時(shí)間常數(shù)與基極電阻配合，可取1mS3mS

12、，圖上選擇0.005uF。4、三極管。幾乎任何小功率的硅管都可以。我要用9014。5、場(chǎng)效應(yīng)管。主要是選擇低壓的管子，導(dǎo)通電阻要合適。導(dǎo)通電阻0.5V/保護(hù)電流。假設(shè)保護(hù)電流為5A，那么就應(yīng)該選擇導(dǎo)通電阻為0.1歐左右的。我自己想裝一個(gè)12Ah的，保護(hù)電流25A，那么我就選擇0.07歐的IRF540四個(gè)并聯(lián)。一般來(lái)講，可以選擇保護(hù)電流2C/h。也就是說(shuō)，為容量電流的2倍。例如2Ah的，可選4A保護(hù)。安裝時(shí)，一般不用接散熱片，因?yàn)楣暮苄　?有人可能會(huì)問(wèn)三極管導(dǎo)通電壓不是0.7V嗎，為什么你用0.5V？因?yàn)槲疫@里是微小電流使用，導(dǎo)通電壓就是0.5V左右。還有人問(wèn)充電怎么辦？我是想用另外一根線路，

13、加些二極管。事實(shí)上，每3個(gè)電池串連也想加上防互放二極管（肖）。1個(gè)小時(shí)前在開(kāi)會(huì)，想到此線路。下班后紙上畫出用數(shù)碼拍好上圖。沒(méi)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，等回去試驗(yàn)一下。補(bǔ)充：已經(jīng)試驗(yàn)成功，文字稍有調(diào)整，圖上電容應(yīng)取0.005uF。更新：增加欠壓保護(hù)電路 加上了欠壓保護(hù)的完整電路，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，具有以下功能和特點(diǎn)：1、欠壓過(guò)放保護(hù)，可調(diào)節(jié)（若不想可調(diào)也可，把可調(diào)的換成固定的）。一旦欠壓動(dòng)作，則需要電壓再升高5才可能恢復(fù)。采用了電池電壓檢測(cè)器S8081，本身耗電不到3微安，場(chǎng)效應(yīng)管漏極輸出，見(jiàn)后附說(shuō)明。我用3節(jié)鋰電，把保護(hù)電壓調(diào)節(jié)到3.0V。2、短路和過(guò)流保護(hù)，原理見(jiàn)首貼，只不過(guò)增加了一個(gè)2M電阻，用于電荷泄放，以及一

14、個(gè)二極管D（使用普通1N4001就可以），用于提供初始充電通路。3、耗電很小。正常電壓時(shí)，耗電其實(shí)就是這個(gè)1M的可調(diào)電阻，可以選擇2M甚至更大就可以減少電流。即便在1M下，耗電約12微安，僅為600mAh鋰電池自放電流的一半以下。保護(hù)電路動(dòng)作后，電流為35微安左右，也是微不足道的。4、可以使用容性負(fù)載，即可以在短時(shí)間內(nèi)提供較大的電流而不保護(hù)。5、僅僅通過(guò)調(diào)節(jié)1M多圈可調(diào)電阻，就可以適應(yīng)2節(jié)、3節(jié)、4節(jié)鋰電池。對(duì)于1節(jié)鋰電池，本電路也適用，但需要采用低夾斷電壓的場(chǎng)效應(yīng)管。  簡(jiǎn)單可靠的鋰電池充電方案 電路很簡(jiǎn)單，元件很容易廉價(jià)獲得，適用范圍很寬，可以適應(yīng)1節(jié)4節(jié)串連電壓，充電電流可以通

15、過(guò)元件參數(shù)選擇，充電特性也比較理想，原理如下： 由LM317和R1、R2、R3組成一個(gè)典型的恒流電路（431暫時(shí)認(rèn)為斷開(kāi)R4比較大可以先不看）。當(dāng)電壓不太高時(shí)保持恒定的充電電流。以兩節(jié)電池充電為例，理想狀態(tài)下，充電電流應(yīng)該是電壓達(dá)到8.3V前一直保持恒定。當(dāng)A點(diǎn)電壓達(dá)到拐點(diǎn)值8.3V時(shí)，經(jīng)過(guò)R4、R5分壓，TL431開(kāi)始導(dǎo)通，并把LM317的基準(zhǔn)點(diǎn)電壓從8.3V逐漸拉下。所謂拐點(diǎn)就是指電流開(kāi)始下降的那點(diǎn)。直到電壓達(dá)到8.4V的0電流點(diǎn)，A點(diǎn)仍然保持這個(gè)8.3V電壓，LM317的輸出Vout下降到8.4V，其調(diào)整端下降到7.17V。電池電壓為8.3V時(shí)（拐點(diǎn)）各點(diǎn)的電壓都標(biāo)在圖上，充電截止（8.

16、4V）的各點(diǎn)電壓以括號(hào)形式也標(biāo)在后邊。元件選擇LM317，三端可調(diào)串連穩(wěn)壓塊，選塑封的，LM317T，常用。根據(jù)電流不同，應(yīng)選用相應(yīng)的散熱片。TL431，三端可調(diào)并聯(lián)穩(wěn)壓塊，與一個(gè)小三極管外形一樣，常用。RL就是外接被充電池。電流采樣電阻R1，計(jì)算方法是R1 = 1.23 / 充電電流。例如，若充電電流為0.3A，則電阻應(yīng)該選擇4.1歐。這個(gè)電阻一般要選擇功率大一些的，比如1A就應(yīng)該是2W的?？烧{(diào)電阻R4可以選擇那種籃色的精密多圈，取比額定值大一些的，比如23.2k的就可以選擇25K的多圈。若嫌多圈太貴或難找，也可以用一個(gè)固定電阻串連一個(gè)普通可調(diào)電阻。例如23.2k的就可以選擇22k固定加一個(gè)

17、2.2k3.9k可調(diào)節(jié)的，以便進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。電阻R2的要求不是很高，可以采用串并聯(lián)的方法得到。比如8.8歐可以選擇10歐并聯(lián)75歐（或并50歐91歐）若電路設(shè)計(jì)為適應(yīng)不同的電壓，比如可以轉(zhuǎn)換完成2節(jié)、3節(jié)、4節(jié)電池的充電，那就應(yīng)該分別選擇可調(diào)電阻，并找一個(gè)2刀3擲波段開(kāi)關(guān)，用來(lái)切換兩個(gè)可調(diào)電阻。若要求充電電流也可以變化，自然也可以使用波段開(kāi)關(guān)來(lái)轉(zhuǎn)換。調(diào)整時(shí)，接上電源（需要高于電池最高電壓3.8V或以上，在此例中，為12.2V），不接負(fù)載，調(diào)整R4使得Vout為8.4V即可。驗(yàn)證：用電流表短路Vout到地，應(yīng)該是額定電流。這個(gè)電路的弱點(diǎn)是：沒(méi)有反接保護(hù)。反接后盡管不會(huì)馬上有什么損害，但電池放電。

18、另外，若是接入比額定值高的電池（比如2節(jié)電池的充電電路接了3節(jié)電池），則有少許放電。剛才試驗(yàn)了一下，為了省事，直接仿照電路圖搭焊，也算直觀，經(jīng)過(guò)測(cè)量，一切均為預(yù)期，試驗(yàn)成功。這個(gè)電路的特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單容易做，充電特性很理想。試驗(yàn)電路中，我的電阻選擇：R1：3.9歐，1WR2：8.7歐（10歐并68歐）R3：100歐R4：20k5k可調(diào)R5：10k實(shí)際測(cè)量恒流電流為0.32A旅行充電器有兩個(gè)致命的問(wèn)題：1、電流不可調(diào)節(jié)、不夠大，電壓也不可改變。我買了100多個(gè)鋰電池，串并聯(lián)后組成電池組（15000mAh以上），那肯定不行的。2、過(guò)充。參考我在另外一貼發(fā)的：我也測(cè)量了兩個(gè)手機(jī)3.6V 鋰電充電器，發(fā)現(xiàn)特性都不好，都有過(guò)充的現(xiàn)象，一