符合JEITA标准的锂离子电池充电器解决方案

　　锂离子电池在高温下过度充电会变得危险。对这些电池进行安全充电已成为电池供电便携式设备最重要的设计规范之一。在制定行业标准方面取得了进展，如日本电子和信息技术产业协会（JEITA）关于提高电池充电安全性的指南。本文阐述了安全要求和电池充电器解决方案，以满足笔记本和单电池手持应用的这些要求。

　　锂离子电池广泛应用于从手机到笔记本电脑的消费电子产品中，其体积和重量能量密度是可充电电池中最高的，没有记忆效应。它们的自放电率也比镍氢电池低10倍，而且可以提供系统所需的即时电力；但它们安全吗？业内每个人都看过笔记本电脑爆炸的照片，听说过锂离子电池因电池安全问题而遭大规模、史无前例的召回。这种电池爆炸或火灾源于制造过程。电池含有一些金属部件，有时会导致电池内出现不需要的金属杂质。这些杂质通常是来自电池外壳或电极材料的尖锐金属碎片。如果这些碎片进入电池的电极和分离器之间，电池在负极的循环最终会导致碎片刺穿分离器。这会导致正负极之间出现微短路，产生高热，最终可能导致火灾和/或爆炸。高温、火灾和爆炸都是热失控的结果——电池进入无法控制的反应状态。热失控是指以LiCoO2为阴极材料，石墨为阳极材料的电池内部温度达到约175°C的过程。这是一个不可逆的高度放热反应，通常在电池充电时会引起火灾。图1显示了在容易发生热失控的旧锂离子电池充电系统中常用的充电电流和充电电压超温。电池充电电流和充电电压在0到45°C的电池温度范围内都是恒定的。电池温度过高不仅会加速电池老化，还会增加电池故障的风险。为了提高锂离子电池充电的安全性，JEITA和日本电池协会于2007年4月20日发布了新的安全指南。他们的指导方针强调了在某些低温和高温范围内避免高充电电流和高充电电压的重要性。根据JEITA的说法，锂离子电池在高充电电压和高电池温度下会出现问题。图2显示了JEITA关于笔记本电脑电池充电电流和充电电压高于电池温度的指导原则。这些电池以LiCoO2为阴极活性材料，石墨为阳极活性材料。在T2～T3的标准充电温度范围内，锂离子电池可以在电池制造商建议的上限充电电压和上限充电电流的最佳条件下充电。