關(guān)于鋰離子電池包制造商來(lái)說(shuō)，針對(duì)電池供電系統(tǒng)構(gòu)建安全且可靠的產(chǎn)品是至關(guān)重要的。電池包中的電池管理電路可以監(jiān)控鋰離子電池的運(yùn)行狀態(tài)，包括了電池阻抗、溫度、單元電壓、充電和放電電流以及充電狀態(tài)等，以為系統(tǒng)供應(yīng)詳細(xì)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和電池健康狀況信息，確保系統(tǒng)作出正確的決策。此外，為了改進(jìn)電池的安全性能，即使只有一種故障發(fā)生，例如過(guò)電流、短路、單元和電池包的電壓過(guò)高、溫度過(guò)高等，系統(tǒng)也會(huì)關(guān)閉兩個(gè)和鋰離子電池串聯(lián)的背靠背(back-to-back)保護(hù)MOSFET，將電池單元斷開(kāi)?；谧杩垢櫦夹g(shù)的電池管理單元（BMU）會(huì)在整個(gè)電池使用周期內(nèi)監(jiān)控單元阻抗和電壓失衡，并有可能檢測(cè)電池的微小短路(micro-short)，防止電池單元造成火災(zāi)乃至爆炸。

鋰離子電池安全

過(guò)高的工作溫度將加速電池的老化，并可能導(dǎo)致鋰離子電池包的熱失控(thermalrun-away)及爆炸。關(guān)于鋰離子電池高度活性化的含能材料來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)是備受關(guān)注的。大電流的過(guò)度充電及短路都有可能造成電池溫度的快速上升。鋰離子電池過(guò)度充電期間，活躍得金屬鋰沉積在電池的正極，其材料極大的新增了爆炸的危險(xiǎn)性，因?yàn)殇噷⒂锌赡芘c多種材料起反應(yīng)而爆炸，包括了電解液及陰極材料。例如，鋰/碳插層混合物(intercalatedcompound)與水發(fā)生反應(yīng)，并釋放出氫氣，氫氣有可能被反應(yīng)放熱所引燃。陰極材料，諸如LiCoO2，在溫度超過(guò)175℃的熱失控溫度限（4.3V單元電壓）時(shí)，也將開(kāi)始與電解液發(fā)生反應(yīng)。

鋰離子電池使用很薄的微孔膜(micro-porousfilm)材料，例如聚烯烴，進(jìn)行電池正負(fù)極的電子隔離，因?yàn)榇祟惒牧暇哂凶吭降牧W(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及可接受的價(jià)格。聚烯烴的熔點(diǎn)范圍較低，為135℃至165℃，使得聚烯烴適用于作為熱保險(xiǎn)(fuse)材料。隨著溫度的升高并達(dá)到聚合體的熔點(diǎn)，材料的多孔性將失效，其目的是使得鋰離子無(wú)法在電極之間流動(dòng)，從而關(guān)斷電池。同時(shí)，熱敏陶瓷(pCT)設(shè)備以及安全排出口(safetyvent)為鋰離子電池供應(yīng)了額外的保護(hù)。電池的外殼，一般作為負(fù)極接線端，通常為典型的鍍鎳金屬板。在殼體密封的情況下，金屬微粒將可能污染電池的內(nèi)部。隨著時(shí)間的推移，微粒有可能遷移至隔離器，并使得電池陽(yáng)極與陰極之間的絕緣層老化。而陽(yáng)極與陰極之間的微小短路將允許電子肆意的流動(dòng)，并最終使電池失效。絕大多數(shù)情況下，此類失效等同于電池?zé)o法供電且功能完全終止。在少數(shù)情況下，電池有可能過(guò)熱、熔斷、著火乃至爆炸。這就是近期所報(bào)道的電池故障的重要根源，并使得眾多的廠商不得不將其產(chǎn)品召回。

電池管理單元(BMU)以及電池保護(hù)

電池材料的不斷開(kāi)發(fā)提升了熱失控的上限溫度。另一方面，雖然電池必須通過(guò)嚴(yán)格的UL安全測(cè)試，例如UL16?2，但供應(yīng)正確的充電狀態(tài)并很好的應(yīng)對(duì)多種有可能出現(xiàn)的電子原件故障仍然是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的職責(zé)所在。過(guò)電壓、過(guò)電流、短路、過(guò)熱狀態(tài)以及外部分立元件的故障都有可能引起電池突變的失效。這就意味著要采取多重的保護(hù)――在同一電池包內(nèi)具有至少兩個(gè)獨(dú)立的保護(hù)電路或機(jī)制。同時(shí)，還希望具備用于檢測(cè)電池內(nèi)部微小短路的電子電路以防止電池故障。

圖1展示了電池包內(nèi)電池管理的單元方框圖，其組成包括了電量計(jì)集成電路(IC)、模擬前端電路(AFE)、獨(dú)立的二級(jí)安全保護(hù)電路。