專利名稱：一種具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池，特別是一種具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池。
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，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，如果電芯的實際工作電壓不在其正常工作電壓范圍之內(nèi)，則會引起鋰離子電池化學特性發(fā)生變化，從而嚴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、過電流和短路保護功能的鋰離子電池保護電路。但是美中不足的是，一旦鋰離子電池的其中一個電芯的最低電壓值低于過放電保護電壓值，鋰離子電池保護裝置就會停止鋰離子電池的放電，使得依賴于其的設(shè)備(諸如作為汽車啟動電池的鋰離子電池)無法啟動，此時必須將鋰離子電池取下來充電后方能使用。然而，對于無法找到充電設(shè)備的緊急情況(諸如駕駛汽車到野外露營)，會給使用者造成不必要的麻煩。

實用新型內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種在對鋰離子電池過放電保護后也能在緊急情況下實現(xiàn)鋰離子電池放電的鋰離子電池。本實用新型的技術(shù)方案如下該具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池包含電芯(1) 和電池保護電路，其中所述電池保護電路包含分別與電芯(1)相連接的最高電壓檢測端 (BH)、中間電壓檢測端(BM)、最低電壓檢測端(BL)，用于分別檢測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+)、負極輸出端(P-)和負極連接端(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MOSFET組(3)、放電保護MOSFET組(4)和一組并聯(lián)電阻(RS)；以及電池保護芯片(2)，所述電池保護芯片(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 )、過充電保護端(COP )和過放電保護端(DOP )；其中負極連接端(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MOSFET組(4)的源極相連接，放電保護MOSFET組(4)的漏極與充電保護MOSFET 組(3)的漏極相連接，并且充電保護MOSFET組(3)的源極與所述負極輸出端(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)與最低電壓檢測端(BL)相連接，用于接收最低電壓值； 過充電保護端(COP)與充電保護MOSFET組(3)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉充電保護 MOSFET 組(3)；過放 電保護端(DOP)與放電保護MOSFET組(4)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉放電保護 MOSFET 組(4)；其還包含設(shè)置于正極連接端(B+)與放電保護MOSFET組(4)的源極之間的控制開關(guān)，用于控制打開放電保護MOSFET組(4)。根據(jù)本實用新型的一個實施例，該控制開關(guān)選用按鈕開關(guān)。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，該電池保護芯片選用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)有一個控制開關(guān)，通過該控制開關(guān)在對鋰離子電池過放電保護后仍能控制打開放電保護MOSFET組，以保證在緊急情況下對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)本實用新型的一個實施例，該具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池的電路連接示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型的另一個實施例，該具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池的電路連接圖。圖中標記1為電芯，2為電池保護芯片，3為充電保護MOSFET組，4為放電保護 MOSFET組，B+為正極連接端，BH為最高電壓檢測端，BM為中間電壓檢測端，BL為最低電壓檢測端，B-為負極連接端，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為過充電保護端，DOP為過放電保護端，RS為并聯(lián)電阻。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型?，F(xiàn)有以鋰離子電池作為啟動能源的設(shè)備多設(shè)置有鋰離子電池保護電路，用于對鋰離子電池提供過充電、過放電、過流和短路等保護。如圖1所述，現(xiàn)有具有保護功能的鋰離子電池含有電芯1和電池保護電路。電池保護電路包含分別與電芯1相連接的最高電壓檢測端BH、中間電壓檢測端BM、最低電壓檢測端BL，用于分別檢測電芯的最高電壓值、中間電壓值和最低電壓值，正極輸出端P+、負極輸出端P-和負極連接端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MOSFET組3、放電保護MOSFET組4和一組并聯(lián)電阻RS ；內(nèi)設(shè)有電池保護芯片2，所述電池保護芯片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、過充電保護端COP和過放電保護端D0P。其中，負極連接端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MOSFET組4的源極相連接，放電保護MOSFET組4的漏極與充電保護MOSFET組3的漏極相連接，并且充電保護MOSFET組3的源極與負極輸出端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與最高電壓檢測端BH相連接，用于接收從最高電壓檢測端BH傳送來的電芯最高電壓值；第三輸入端VC3與中間電壓檢測端BM相連接，用于接收從中間電壓檢測端BM傳送來的電芯中間電壓值；第四輸入端VC2與最低電壓檢測端BL相連接，用于接收從最低電壓檢測端BL傳送來的電芯最低電壓值；過充電保護端COP與充電保護MOSFET組3的源極相連接，用于控制關(guān)閉充電保護 MOSFET 組 3 ；過放電保護端DOP與放電保護MOSFET組4的源極相連接，用于控制關(guān)閉放電保護 MOSFET組4。應(yīng)注意的是，充電保護MOSFET組和放電保護MOSFET組中MOSFET的個數(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，通常采用三個并聯(lián)的M0SFET。通常情況下，鋰離子電池主要由多個電芯構(gòu)成，各電芯都具有相同的正常工作電壓范圍、過充電保護電壓值、過放電保護電壓值和過流保護電壓值，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)，則會引起電池化學特性發(fā)生變化，可能出現(xiàn)不安全的因素或者降低其使用壽命。該保護裝置的過充電保護過程包含由該鋰離子電池保護裝置的最高電壓檢測端BL檢測到的最高電壓值傳輸至電池保護芯片的第二輸入端VC2，如果該最高電壓值大于過充電保護電壓值，則由電池保護芯片的過充電保護端COP控制將充電保護 MOSFET組關(guān)閉，使得電芯的電壓不再上升。該保護裝置的過放電保護過程包含由該保護裝置的最低電壓檢測端BL檢測到的最低電壓值傳輸至電池保護芯片的第四輸入端VC4，如果該最低電壓值小于過放電保護電壓值，則由電池保護芯片的過放電保護端DOP控制將放電保護MOSFET組關(guān)閉，使得電芯的電壓不再下降。對于該保護裝置的過電流和短路保護過程包含當外部電流過大或者放電鋰離子電池的正負極直接短路時，并聯(lián)電阻RS檢測到一個壓降，如果該壓降大于某設(shè)定值，則能控制放電保護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，其等過充電保護電壓值為3. 8V，過放電保護電壓值為 2. OV0保護裝置的最高電壓檢測端BH和最低電壓檢測端BL分別檢測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芯片中分別與最高電壓檢測端BH和最低電壓檢測端BL相連接的第二輸入端VC2和第四輸入端VC4，如果檢測到的最高電壓值大于3. 8V,則由電池保護芯片的過充電保護端COP控制將該充電保護MOSFET組關(guān)閉，停止對鋰離子電池充電；如果檢測到的最低電壓值小于2. 0V, 則由電池保護芯片的過放電保護端DOP控制將該放電保護MOSFET組關(guān)閉，停止鋰離子電池放電。上述鋰離子電池保護裝置雖然具有過充電、過放電、過流和短路保護功能，但是在鋰離子電池放電過程 中，如果由最低電壓檢測端檢測到的最低電壓值小于過放電保護電壓值，則鋰離子電池會停止放電，從而使得以其為啟動能源的裝置(諸如汽車)不能啟動。此時必須將鋰離子電池取下來充電才能再次使用。然而，對于無法找到充電設(shè)備的緊急情況(諸如駕駛汽車到野外露營)下，會對汽車使用者造成不必要的麻煩。[0036]根 據(jù)本實用新型的一個實施例，該鋰離子電池保護裝置的電路連接示意圖如圖2 所示，增加了一個控制開關(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MOSFET組的源極相連接。當出現(xiàn)緊急情況，需要對鋰離子電池緊急放電時，按下控制開關(guān)SW，強制打開放電保護MOSFET組中的各M0SFET，使得鋰離子電池有輸出電壓來啟動依賴于其的裝置。在汽車啟動后再將控制開關(guān)復(fù)位。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，該鋰離子電池保護裝置的電路連接圖如圖3所示，其中電池保護芯片選用S-8204型芯片，控制開關(guān)選用按鈕開關(guān)。應(yīng)注意的是，該鋰離子電池保護裝置適用于汽車的啟動，所以在充電保護MOSFET組(3)放電保護MOSFET組(4)中含有三個MOSFET。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池，其包含電芯(1)和電池保護電路，其中所述電池保護電路包含分別與所述電芯(1)相連接的最高電壓檢測端(BH)、中間電壓檢測端 (BM)、最低電壓檢測端(BL)，用于分別檢測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+)、負極輸出端(P-)和負極連接端(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MOSFET組(3 )、放電保護MOSFET組(4 )和一組并聯(lián)電阻(RS )； 以及電池保護芯片(2)，所述電池保護芯片(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 )、過充電保護端(COP )和過放電保護端(DOP )； 其中所述負極連接端(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MOSFET組(4)的源極相連接，所述放電保護MOSFET組(4)的漏極與所述充電保護MOSFET組(3)的漏極相連接，并且所述充電保護MOSFET組(3)的源極與所述負極輸出端(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端(BL)相連接，用于接收所述最低電壓值；所述過充電保護端(COP )與所述充電保護MOSFET組(3 )的柵極相連接，用于控制關(guān)閉所述充電保護MOSFET組(3 )；所述過放電保護端(DOP)與所述放電保護MOSFET組(4)的柵極相連接，用于控制關(guān)閉所述放電保護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MOSFET組(4 )的源極之間，用于控制打開所述放電保護MOSFET組(4 )。
2.如權(quán)利要求1所述的具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池，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)急啟動功能的鋰離子電池，其特征在于所述電池保護芯片選用S-8204型芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種具有應(yīng)急啟動功能的鋰離子電池，屬于電池能源領(lǐng)域。該鋰離子電池保護裝置在傳統(tǒng)保護裝置的基礎(chǔ)上在正極連接端與放電保護MOSFET組的源極之間增設(shè)了一個控制開關(guān)，該控制開關(guān)在對鋰離子電池過放電保護后仍能控制打開放電保護MOSFET組，以保證在緊急情況下對鋰離子電池能源的需求。
文檔編號H01M2/20GK202004106SQ20112006086
公開日2011年10月5日 申請日期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 申請人:重慶永通信息工程實業(yè)有限公司