专利名称：安全锂离子电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锂离子电池，更具体地说，涉及一种可在充放电时具 有保护功能的安全锂离子电池。
技术背景锂离子电池自问世以来，以其高能量密度、高工作电压、长循环寿命、 电化学特性稳定、可快速充电、工作温度范围宽、荷电保持能力强、无污 染、无记忆效应等优点而实现了快速的发展，并广泛地应用于社会生产、 生活、科研等领域，锂离子电池的安全性一直是人们所关注的问题，锂离 子电池，特别是平板型锂离子电池在恶劣环境和不当使用的情况下，容易 出现"涨气"现象，使电池变形鼓起，如果不及时排除就很可能发生爆炸。中国专利200420083775.1 —种锂离子电池，其技术方案如下它包括电池、 包装壳，电池包括电池芯和包裹电池芯的包装膜，于包装壳的内壁、包装 膜的外表面之间设有具有一定电阻的导电片，并且两个导电片分别与电池 的正负电极导接，当电池发生鼓气现象时，包装膜向外膨胀，使包装膜上 的导电片与包装壳内壁上的导电片接触，则整个电池短路，电池能量被瞬 时消耗掉，使电池报废，从而达到防止爆炸的目的，这种方案的缺点是， 需要以牺牲电池为代价，而且由于生产工艺的局限，电池短路时的压力很 难精确化。 实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种安全锂离子电池，能有效地防止在充放电过程中，因为涨气所引起的一系列安全 问题，并且在电池的涨气消除之后，电池可以继续使用。为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下构造一种安全锂 离子电池，包括电池壳、设置在壳体内的电池芯，从电池壳一端引出的正 负电极，还包括一充放电保护电路，至少一个设置在所述壳体表面，且与 所述充放电保护电路相连接的压敏电阻RPl,所述电池充放电保护电路包 括一个电压稳压器、 一个电压检测器，所述电压稳压器的输出端依次连接压敏电阻RP1与固定电阻R4和地端构成分压电路，RP1贴装在所述电池 壳的外壁上，所述电压检测器的输入端接在压敏电阻RP1与固定电阻R4 之间，所述电压检测器的输出端连接充放电控制电路，充放电控制电路连 接电池的正负极。所述充放电控制电路包括场效应管Q1、 Q2、保护IC和一个充放电孪 生双源场效应对管Q3,所述电压检测器输出端的连接场效应管Ql、 Q2 的栅极，Ql的漏极连接保护IC的放电控制端，Ql的源极连接Q3的双源 极S2， Q2的漏极连接保护IC的充电控制端，Q2的源极连接Q3的双源极 Sl，所述保护IC的正电源输入端通过电阻R1连接电池正极，所述双源极 S2接地，所述双源极Sl和保护IC的过电流保护端子接电池负极。所述充放电控制电路还可以包括场效应管Q1、 Q2、保护IC和一对孪 生双源场效应对管Q3、 Q4，所述电压检测器输出端连接场效应管Ql、 Q2的栅极，Ql、 Q2的漏极连接所述保护IC的正电源输入端，Ql的源极 连接Q3的双源极S2和Q4的双源极Sl， Q2的漏极连接电池正极，所述 保护IC的放电控制端连接Q3的G2端和Q4的Gl端，所述保护IC的充 电控制端连接Q3的Gl端和Q4的G2端，Q3的双源极S2和Q4的双源极Sl接地，Q3的双源极Sl和Q4的双源极S接电源负极。所述保护IC的过电流保护端子同电池负极连接，所述电压稳压器的输入端设有与电池正极并接的保险管F1和F2;相应地，电池负极并接有两个电源接头TH1、 TH2。
图1是本实用新型安全锂离子电池的结构示意图； 图2是本实用新型安全锂离子实施例1的电路原理图； 图3是本实用新型安全锂离子实施例2的电路原理图。
具体实施方式
参照图l, 一种安全锂离子电池，包括电池壳l、正极2、负极3、电 池芯、有机电解液，电池壳1外端部设有集成电路板4，集成电路板4与 正极2、负极3连接，压敏电阻5 (RP1)贴在所述电池壳l的外壁上用 以感知电池壳1表面的张力，压敏电阻5通过导线6与集成电路板4连接。实施例l，参照图2， S-1122B20为电压稳压器，U2为电压检测器， 保护IC Ul和孪生双源场效应对管Q3共同组成充电保护电路。电压稳压 器S-1122B20通过电阻Rl与电池正极连接，在输出口提供一个2V的基准 电压，RP1为贴在电池壳上的压敏电阻，RP1与R4和地端连接构成分压 电路，在电池芯本体不产生变形时，RP1的阻值为最大，当电池芯本体因 为涨气变形时，粘贴在其表面的压敏电阻RP1会受到张力的作用，从而使 压敏电阻RP1的阻值变小，压敏电阻RP1与R4的分压端会对U2的输入 端产生高电平，从而输出控制信号，使保护电路工作，切断电池芯的充放假设要实现张力在25N时关断充放电，而此时压敏电阻RP1的阻值为Rp，则R44Rp即可，电压检测器U2的输入端接在压敏电阻RPl与固定 电阻R4之间，当RP1的阻值达到Rp时，U2输入端的电压增大到1.5V， U2的输出端输出高电平，MOS管Ql、 Q2导通，将充放电孪生双源场效 应对管Q3的控制脚拉低，关断充放电，实现对电池的保护。实施例2，参照图3， U2为电压稳压器，U3为电压检测器，保护IC Ul 和孪生双源场效应对管Q3、 Q4共同组成充电保护电路。电压稳压器U2 通过电阻R1与电池正极连接，在输出口提供一个2V的基准电压，RP1为 贴在电池壳上的压敏电阻RP1，压敏电阻RP1与R4和地端连接构成分压 电路，当电池芯的表面因为涨气变形时，粘贴在其表面的压敏电阻RP1会 受到张力的作用，如果要实现张力在25N时关掉保护板的充放电，而此时 压敏电阻RP1的阻值为Rp，则R4=3Rp即可，电压检测器U3的输入端接 在压敏电阻RP1与固定电阻R4之间，当RP1的阻值达到Rp时，U3输入 端的电压增大到1.5V， U3的输出端输出高电平，此时Ql导通，将保护 ICU1的供电脚VDD拉到地，使保护ICU1不能工作、充放电孪生双源场 效应对管Q3、 Q4不能导通，此时MOS管Q2导通，使Ql的栅极锁在 高电平，这样不能充放电的状态就不能解除，实现对电池的保护，可以根 据具体情况选择需要保护时的压力大小。保护ICU1的过电流保护端子同 电池负极连接，电池负极并接有两个电源接头TH1、 TH2，电压稳压器U2 的输入端设有与电池正极并接的保险管F1和F2，可以满足电池在不同电 流条件下工作的需要。在上述安全锂离子电池，压敏电阻RP1可设置在呈平板状电池芯本体 的上表面或下表面，保护电路可设置在正负板端的电池壳体内，便于取得 工作电源和控制电板的导通状态。
权利要求1. 一种安全锂离子电池，包括电池壳、设置在壳体内的电池芯，从电池芯端部引出的正负电极，其特征在于，还包括一充放电保护电路，至少一个设置在所述电池芯本体表面，且与所述充放电保护电路连接的压敏电阻RP1。
2. 根据权利要求1所述的安全锂离子电池，其特征在于，所述充放电 保护电路包括一个电压稳压器、 一个电压检测器，所述电压稳压器的输出 端依次连接压敏电阻RP1与固定电阻R4和地端构成分压电路，RP1贴装 在所述电池壳的外壁上，所述电压检测器的输入端接在压敏电阻RP1与固 定电阻R4之间，所述电压检测器的输出端连接充放电控制电路，充放电 控制电路连接电池的正负极。
3. 根据权利要求2所述的安全锂离子电池，其特征在于，所述充放电 控制电路由场效应管Q1、 Q2、保护IC和一个充放电孪生双源场效应对管 Q3电连接构成，所述电压检测器的输出端连接场效应管Q1、 Q2的栅极， Ql的漏极连接保护IC的放电控制端，Ql的源极连接Q3的双源极S2， Q2的漏极连接保护IC的充电控制端，Q2的源极连接Q3的双源极Sl，所 述保护IC的正电源输入端通过电阻Rl连接电池正极，所述双源极S2接 地，所述双源极Sl和保护IC的过电流保护端子接电池负极。
4. 根据权利要求2所述的安全锂离子电池，其特征在于，所述充放电 控制电路由场效应管Q1、Q2、保护IC和一对孪生双源场效应对管Q3、 Q4 电连接构成，所述电压检测器输出端连接场效应管Q1、 Q2的栅极，Ql、 Q2的漏极连接所述保护IC的正电源输入端，Ql的源极连接Q3的双源极S2和Q4的双源极Sl， Q2的漏极连接电池正极，所述保护IC的放电控制 端连接Q3的G2端和Q4的Gl端，所述保护IC的充电控制端连接Q3的 Gl端和Q4的G2端，Q3的双源极S2和Q4的双源极Sl接地，Q3的双 源极Sl和Q4的双源极S接电源负极。
5. 根据权利要求3或4所述的安全锂离子电池，其特征在于，所述保 护IC的过电流保护端子同电池负极连接，所述电压稳压器的输入端设有 与电池正极并接的保险管F1和F2;相应地，电池负极并接有两个电源检 测头TH1、 TH2。
6. 根据权利要求2或4所述的安全锂离子电池，其特征在于，所述压 敏电阻RP1可设置在呈平板状电池芯本体的上表面或下表面，所述保护电 路设置在所述正负板端的电池壳体内。
专利摘要本实用新型公开了一种安全锂离子电池，包括电池芯，从电池芯引出的正极、负极，所述电池芯外端部设有集成电路板，所述集成电路板上设有电池保护电路，所述电池保护电路包括一个电压稳压器、一个电压检测器，所述电压稳压器的输出端依次连接压敏电阻RP1与固定电阻R4和地端构成分压电路，RP1贴在所述电池壳的外壁上，所述电压检测器的输入端接在压敏电阻RP1与固定电阻R4之间，所述电压检测器的输出端连接充放电控制电路，充放电控制电路连接电池的正负极。本实用新型具有如下优点能有效地防止锂离子电池因为胀气所引起的一系列安全问题。
文档编号H01M10/38GK201084786SQ20072005009
公开日2008年7月9日 申请日期2007年4月6日 优先权日2007年4月6日
发明者付小虎, 青 杨 申请人:东莞新能源电子科技有限公司