簡單的電路指示鋰離子電池的健康狀況

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鋰離子電池對不良處理很敏感。當我們將電池充電至低于制造商定義的裕量時，可能會發生火災、爆炸和其他危險情況。

鋰離子電池在正常使用的過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應。但在某些條件下，如對其過充電、過放電或過電流工作時，就很容易會導致電池內部發生化學副反應;該副反應加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命，并可能產生大量的氣體，使電池內部的壓力迅速增大后爆炸起火而導致安全問題。

鋰離子電池產品經過30年的產業化發展，安全技術取得了長足的進步，有效地控制了電池內副反應的發生，保證了電池的安全性。但是，隨著鋰離子電池的使用越來越廣泛，能量密度越來越高，近年來還是屢屢發生爆炸傷人或因安全隱患召回產品等事件。

鋰離子電池電芯所用的材料包括：正極活性物質、負極活性物質、隔膜、電解質和外殼等，材料的選用和所組成體系的匹配決定著電芯的安全性能。在選用正、負極活性材料和隔膜材料時，廠家沒有對原材料特性和匹配性進行一定的考核，造成了電芯安全性的先天不足。

電芯原材料檢測不嚴，生產環境差，導致生產中混入雜質，不僅對電池的容量有較大的不利，對電池的安全性也有很大的影響;另外，電解液中如果混入了過多的水分， 可能就會發生副反應而增大電池內壓，對安全造成影響;由于生產工藝水平的限制， 在電芯的生產過程中，產品無法達到良好的一致性，比如電極基體平整度差、電極活性材料出現脫落、活性材料中混入其它雜質、極耳焊接不牢、焊接溫度不穩定、極片邊緣有毛刺以及關鍵部 位無使用絕緣膠帶等問題，都可能會對電芯的安全 性帶來不利的影響。

現代電池充電器可以管理危險情況并在發生非法情況時拒絕操作。然而，這一事實并不意味著所有CELL都是壞的。在大多數情況下，我們可以更換電量耗盡的電池并延長設備的使用壽命。圖 1顯示了用于測試電池組的電路。

圖 1 LED 根據其電壓指示電池的健康狀況。

當電源電壓低于 2.6V 時，沒有電流驅動晶體管的基極。LED 1 亮起，LED 2 熄滅。當電壓超過 2.6V 時，晶體管開始短路 LED 1，將其關閉并點亮 LED 2。 這種情況表明電池低于允許的充電限制。 電壓裕度很大程度上取決于所選 LED 的類型或顏色。標準紅色 LED 的正向電壓為 1.7V;一個綠色 LED，大約 2.1 或 2.2V。本設計中的電路使用紅色 LED，其正向電壓約為 1.6V，電流為 2 mA。其他 LED 可能需要進行簡單的重新設計，主要是需要使用肖特基二極管而不是該電路中的 1N4148。即使是具有 3V 或更高正向電壓的白色或藍色 LED 也適用于某些應用。

低阻值電阻會增加 LED 的亮度，但也會增加電源電流。表 1顯示了該指示器如何提供三種操作狀態。雖然這個簡單的設備消耗的電流很小，但如果我們將該設備用作顯示器，尤其是在存放時，我們不能期望電池壽命很長。雖然充滿電的 32-Ahr 電池將在大約一年后失效，但相同尺寸但略高于允許充電余量的空電池將在一兩天后失效。

我們可以在一個測試模塊中構建一系列指標。通過連接到包裝的測量/平衡端口，我們可以通過一個視圖輕松檢查整個包裝。將齊納二極管串聯到 LED 也使該電路成為更高電壓電平的簡單指示器。