锂电池组的组成和结构

大家好，今天和大家说说锂电池怎样组合成电池组？

锂电池对于许多朋友来说都是一个新鲜事物，知之甚少，那么，什么叫锂电池组呢？简单的说，就是两个或两个以上单体锂电池连接在一起使用的锂电池叫锂电池组，做动力的电池都是电池组，单片电池，因为其电压低，容量小，无法作为动力电池，只有把n个单体电池连接在一起使用，才能做动力电池，也叫电池组，广泛用于各种车辆和电器。那么，这些单体电池是怎么连接组成电池组的呢？

其实连接方法很简单，也就是串联和并联，并联是为了增加容量，串联是为了提高电压，因为锂电池的单片电压很低，磷酸铁锂标称电压是3.2伏，三元锂电池标称电压是3.7伏，只有把他们并串联以后才能组成我们所需要使用的电池组的电压。比如12伏，24伏，36伏，48伏，60伏，72伏等等。

锂电池组组成好以后，必须安装保护板才能够使用。保护板对于使用的电池组来说极其重要，他是锂电池组的安全卫士，保护伞，没有安装保护板的锂电池组是严禁使用的，否则会造成锂电池损坏或起火爆炸，甚至会造成生命安全，后果极其严重。

早晚保护板以后，下面的工作就是做绝缘，然后，装上外壳就是一个完整的电池组了。简单的说，旅店词组是由单体电芯，保护板，和外壳组成的。说起来很简单，但是实际操作非常繁琐，而且操作者必须思维清楚，认真仔细，还需要许多专业工具和仪表，以及许多辅助材料，非专业人员不可操作，以免造成安全事故。

目前，市场上销售的锂电池组，都安装了电量显示表，甚至，一些出租锂电池的老板们，还在锂电池组里面安装了远程遥控，这样做，是为了促使租户按时交月租，否则出租者就可以远程断电，让租户无法继续使用电池组。

今天就谈到这里，不当之处，请大家指教，但愿我的小文能够对大家有用。如果大家有什么需要了解的地方，我随时恭候大家的提问，我们共同探讨。

锂电池工作原理和结构图解，看完你就是专家！

从上世纪90年代开始，锂电池开始进入市场，逐渐成为电器和IT终端设备的动力选择。更小的体积、更稳定的性能、更好的循环性，使锂电池逐渐遍布人们日常生活的各个方面，助力人类向清洁世界迈出重要一步。相较于以化石燃料为基础的传统能源供给方式，锂电池的出现打破了以往的碳基供能方式，减少了碳排放量，为可持续发展提供了新路径。

我们俗称的锂电池其实分为锂金属电池和锂离子电池两种。

1、锂金属电池

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。放电反应原理为：Li+MnO2=LiMnO2。

2、锂离子电池

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。充电正极上发生的反应为：LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)；充电负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe- = LixC6；充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6。

今天来详解一下锂电池工作原理和结构，让大家全方位的了解锂电池。

锂电池结构示意图

了解锂电池工作原理之前，我们先大概了解下锂电池的组成部分，如下示意图：

（1）正极 —— 活性物质一般是钴酸锂或者锰酸锂，镍钴锰酸锂等材料，电动车则普遍是用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本过高而逐渐淡出视野，导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

（2）隔膜 —— 一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

（3）负极 —— 活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

（4）有机电解液 —— 溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

（5）电池外壳 —— 分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

锂电池工作原理图解

下面从锂电池充电过程、放电过程和电池保护板三大部分给大家介绍其工作原理：

1、锂电池充电过程

电池的正极由锂离子生成，生成的锂离子从正极“跳进”电解液里，通过电解液“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，运动到负极，与早就通过外部电路跑到负极的电子结合在一起。●正极上发生的反应为：LiCoO2==充电==Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)●负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe=====LixC6在充电的过程中，Li+从正极LiCoO2中脱出，进入电解液，在充电器附加的外电场作用下向负极移动，依次进入石墨或焦炭C组成的负极，在负极形成LiC化合物。

2、锂电池放电过程

放电时电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路径不同，电子从负极通过外部电路跑到正极；锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

3、电池保护板

顾名思义，电池保护板主要是针对可充电电池（一般指锂电池）起保护作用的集成电路板。锂电池（可充型）之所以需要保护，是由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池总会有保护板和一片电流保险器出现。下图为电池板保护电路。PTC：正温度系数热敏电阻；NTC：负温度系数热敏电阻，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备能够及时反应，控制内部中断而停止充放电；U1为电路保护芯片，U2为两个反接的MOSFET开关。正常状态下电池板U1的CO和DO都输出高电压，两个MOSFET都处于打开状态，电池可以自由充放电。

过充电保护：当U1检测到电池电压达到过充保护门限，CO管脚输出低电平，MOS管开关2由导通转为关闭，充电回路关断，充电器无法再对电池充电，从而实现过充保护。

过放电保护：在电池放电过程中，当U1检测到电池电压低于过放保护门限时，DO脚由高电平转变为低电平，MOS管开关1关闭，使电池无法再放电；过放电保护状态下电池电压不能再降低，要求保护电路的电流极小，控制电路进入低功耗。过流保护：正常情况下，电池对负载进行放电，电流经过两个串联的MOS管开关，VM管脚检测到两个MOS管的压降电压为U。若负载因某种原因导致U异常，使回路电流增大，当U大于一定值时，DO管脚由高电压转变为低电压，MOS管开关1关闭，从而使放电回路电流为零，达到过电流保护作用。