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作者: 孫明 隨著智能手機屏幕尺寸越做越大,功能越來越多,以及4G網絡的普及，對智能手機電池的容量要求也越來越高，另外對于電池自身的充/放電能力要求也隨之大幅提升.據一些國內手機廠的電池供應商開發工程師反饋:目前手機廠商既要求電池大容量以滿足續航時間,同時還需要電池在放電能力方面可以支持相當高持續放電電流，并且具有耐受瞬時大電流能力。根據進一步溝通了解，目前一些國內手機廠已經有明確要求電池必須保證55℃甚至60℃可以持續4A放電,近期從個別國際品牌手機廠商也有傳出類似開發要求：即要求被動保護器件常溫環境下的帶載電流能力保證6A。并且同時要求電池產品能滿足UL相關安規的過充測試要求：UL2054/6V/1C和6V/2C過充以及UL受限制電源（LPS:8A/60s）要求。 由于被動保護器PTC/Breaker均是與電池芯串聯方式連接，為了滿足上述客戶應用要求，以PTC來看，PTC在常溫條件下必須具有相應甚至更高的保持電流能力：即需要常溫6A以及以上規格才可以滿足；以Breaker來看，根據廠商公布的產品特性曲線，其低電流系列產品的電流vs溫度特性典型值顯示為：LC77度的產品，其60度條件的電流能力為4A，考慮到實際應用環境條件更加苛刻，這就需要選擇更高動作溫度(>77度)或高電流HC系列才能滿足上述應用端需求。 下面從另外一方面即電池安規/過充測試條件要求來分析,電池容量一旦確定，其過充電流1C/2C也就確定了，為了更好地起到保護安全要求，可以明確,在被動保護器的選擇上,器件自身的保護溫度點越低越有利于起到良好的保護效果.體現在PTC器件,器件在高溫條件下動作電流Itrip越低,越容易起到保護效果，通過測試;體現在溫度感測雙金屬片器件MHP-TA上,器件自身的動作溫度點越低,越容易動作，更有利于通過測試. 下圖1中示意了在鋰離子電池過充測試中有加PTC和不加PTC情況下的溫度變化的對比： 
從上圖實驗結果可以看出，在過充測試中，沒有加被動保護器件PTC的電池芯溫度會一直升高到120度直至電芯失效-起火燃燒；而加有合適的被動保護器件PTC的電池芯在80度左右即因PTC動作后呈現高電阻，從而快速拉低充電電流，溫度下降，起到了保護電池芯安全，沒有起火及燃燒發生。 接下來關于LPS：LPS 是Limited Power Source的縮寫，針對鋰離子/鋰聚合物電池應用中，通常使用PPTC器件來滿足UL/LPS要求，8A/60s的要求就決定了PTC的規格選擇范圍。查閱各PTC廠商公布的產品規格資料，常溫保持電流大于4A的PTC均不能確保符合LPS(8A/60S)。 綜合上述幾方面分析,可以發現，目前實際應用端的要求已經超出了現有PTC材料自身特性，為滿足應用要求，急需從PTC材料自身特性方面做出個改變，可以預見如果可以研發出一種具有分段式電流VS溫度特性的PTC材料,類似下圖3所示意,正常情況下PTC的電流VS溫度特性近似一條直線,而如果可以通過改變PTC自身材料高溫（>70℃）特性,如在70℃到90℃區間,PTC電流能力VS溫度的斜率陡增,類似下圖3箭頭示意,這將可以在一定程度上解決應用與安規過充測試兩方面對PTC器件參數要求的沖突.
電池的容量越做越大,繼續采用傳統的充電方式,勢必延長一次完全充電的時間，這將給用戶體驗帶來極大的負面影響.因此,鋰離子二次電池快速充電已經成為更手機廠商新的發展方向。提升充電電流是最為直接的方式,從市場上各手機品牌廠商的產品來看,目前其充電電流已經提升到4.5A上下.長時間如此大電流充電對于被動保護器件也帶來了極大挑戰,傳統使用于鋰離子電池保護的PTC已無法滿足快充要求,這也促使PTC必須做出技術上的突破，方能跟上應用需求。TE作為電路保護行業引領者,在鋰離子電池保護器件的開發及應用方面有著多年的經驗, 適時推出了MHP-TA產品, 該產品整合了雙金屬片和PTC兩方面特性,分為低電流TA6和高電流TA15兩個系列，其常溫條件下的保持電力能力分別達到6A和15A,完全可以應對現今鋰離子電池快充應用的電流要求.同時其動作溫度點也相當精確，分別為72/77/82/85/90℃.可以很好應對不同電池芯廠家對保護溫度的要求. |
