前言：

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1.基本概念

鋰電池是一種以鋰金屬或鋰合金爲負極材料，使用非水電解質溶液的一次電池，與可充電電池鋰離子電池跟鋰離子聚合物電池是不一樣的。鋰電池大致可分爲兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，並且是可以充電的。

目前鋰電池公認的基本原理是所謂的“搖椅理論”。鋰電池的充放電不是通過傳統的方式實現電子的轉移，而是通過鋰離子在層壯物質的晶體中的出入，發生能量變化。在正常充放電情況下，鋰離子的出入一般只引起層間距的變化，而不會引起晶體結構的破壞，因此從充放電反映來講，鋰離子電池是一種理想的可逆電池。在充放電時鋰離子在電池正負極往返出入，正像搖椅一樣在正負極間搖來搖去，故有人將鋰離子電池形象稱爲搖椅電池。

我們經常說的鋰離子電池的優越性是針對於傳統的鎳鎘電池（Ni/Cd）和鎳氫電池（Ni/MH）來講的。具有工作電壓高比能量大循環壽命長自放電率低無記憶效應等優點。

2.鋰電池充電

(1)鋰電池充電過程

                                    圖1-充電過程

圖中橫座標爲時間，縱座標爲鋰電池電壓。由於鋰電池的特殊性，過壓或者欠壓都會導致電池報廢，所以現在的鋰電池充放電保護電路原理就是測量鋰電池電壓，再根據電壓判斷鋰電池是否處於正常狀態（非過壓、非欠壓）。

鋰電池的充電電流如上圖紫色線所示。鋰電池的充電分爲三個階段，分別是恆流預充電、大電流恆流充電與恆壓充電。

a. 當電壓低於 3.0V 時，充電器會採用 100mA 電流對鋰電池進行預充電，就是預充階段，目的是慢慢恢復過放電的鋰電池，是一種保護措施來的。合格的充電器都會有這個充電階段。

b. 鋰電池電壓高於 3.0V 時，就進入到第二階段，大電流恆流充電階段。由於鋰電池經過第一階段的預充，其狀態已經比較穩定了。在第二階段，充電電流就可以適當提高，根據不同的電池來說，這個電流的大小可以從 0.1C 到幾 C 不等，其中C是指電池容量。eg：2600mAh 的鋰電池，0.1C 就是指 260mA 大小的電流。

c. 恆壓充電階段，這個階段就是檢測到鋰電池電壓等於 4.2V 時，充電器則進入恆壓充電模式，這個階段充電電壓恆定爲 4.2V，充電電流則越來越小（慢慢充滿了，電流肯定變小~）。當充電電流小於 100mA 時，就判斷電池充滿，切斷充電電路。

d. 充電終止，有兩種典型的充電終止方法：採用最小充電電流判斷或採用定時器(或者兩者的結合)。最小電流法監視恆壓充電階段的充電電流，並在充電電流減小到0.02C至0.07C範圍時終止充電。第二種方法從恆壓充電階段開始時計時，持續充電兩個小時後終止充電過程。

注：快速充電是指充電電流大於 0.1C 的充電方式，這種充電方式對於單個鋰電池來說，對壽命與穩定性等的影響非常小；但是如果對於電瓶車電池組來說的話，快充就是用時間換取電池壽命的一種行爲。

3.過充、過放、短路保護電路

鋰電池(可充型)之所以需要保護，是由它本身特性決定的。由於鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會跟着一塊精緻的保護板和一片電流保險器出現。

普通鋰電池保護板通常包括控制IC、MOS開關、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制 MOS開關導通，使電芯與外電路導通，而當電芯電壓或迴路電流超過規定值時，它立刻控制MOS開關關斷，保護電芯的安全。

該電路由鋰電池保護專用集成電路DW01，充、放電控制MOSFET1(內含兩隻N溝道MOSFET)等部分組成。單體鋰電池接在B+和B-之間，電池組從P+和P-輸出電壓。充電時，充電器輸出電壓接在P+和P-之間，電流從P+到單體電池的B+和B-，再經過充電控制MOSFET到P-。在充電過程中，當單體電池的電壓超過4.35V時，專用集成電路DW01的 OC 腳輸出信號使充電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止充電，從而防止鋰電池因過充電而損壞。放電過程中，當單體電池的電壓降到2.30V時，DW01的 OD 腳輸出信號使放電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止放電，從而防止鋰電池因過放電而損壞，DW01的CS腳爲電流檢測腳，輸出短路時，充放電控制MOSFET的導通壓降劇增，CS腳電壓迅速升高，DW01輸出信號使充放電控制MOSFET迅速關斷，從而實現過電流或短路保護。

實例運用：電池保護芯片 + 雙 NMOS