前言
各位朋友，大家好！今天和大家分享下聚合物锂电池的选型及应用相关的话题；
众所周知，这些年锂电池在各种形形色色的智能设备中得到了广泛的应用，为我们的生活带来了极大便利的同时，锂电池的安全问题也日趋成为需要着重考虑的焦点；特别是对于我们从事智能设备开发的技术人员，锂电池合理地选型、应用，在整个产品的开发进程中，应该进行着重的考虑，验证及测试；
因为本人所涉及领域的原因，为了严谨起见，我们只阐述锂聚合物电池的选型及应用。在下文描述中提到的锂电池，均指锂聚合物电池；我们着重从以下几个方面来进行相关的讨论，欢迎大家评论区留言评论补充，如有不当之处，还请指正；
什么是聚合物锂电池
·概念
·特点
聚合物锂电池选型
·电压和容量
·尺寸
·安全性和可靠性
·成本
·认证和合规性
·品牌和评价
设计考量
什么是聚合物锂电池
概念
聚合物锂电池，又称高分子锂电池，是一种新型锂电池。与传统的液态电解质锂电池相比，它最大的不同在于电解质使用了胶体聚合物；
特点
高能量密度：聚合物锂电池具有较高的能量密度，这意味着在相同体积或重量下，它能存储更多的电能，为设备提供更长的使用时间。
循环寿命长：聚合物锂电池的循环寿命相对较长，可以反复充放电多次而保持较高的性能，这降低了电池更换的频率和成本。安全性高：采用固体电解质而不是液态电解液，聚合物锂电池不易泄漏、不易燃爆，因此具有较高的安全性。此外，其铝塑软包装也增强了其安全性。形状可定制：制造商可以根据客户需求定制电池的形状，这使得电池可以更有效地利用空间，并适应各种设备的设计需求。轻量化和薄型化：聚合物锂电池的重量相对较轻，厚度也可以做得更薄，这使得它在移动设备、可穿戴设备等对重量和体积有严格要求的领域具有优势。自放电小：聚合物锂电池在长时间存放后，其自放电率较低，即电量损失较小，这有助于保持电池的长久性能。环保：聚合物锂电池对环境无污染，符合绿色环保的要求。应用上，一般智能手机、平板电脑、数码相机、便携式医疗设备、可穿戴设备、电动玩具等均是采用聚合物锂电池进行供电的；
锂电池选型
锂电池的选型涉及多个方面，需要综合考虑以确保选择到最适合特定应用的电池。以下是一些关键的选型步骤和建议：
电压和容量
聚合物电池的标称电压是3.7V，即最低的工作电压。锂电通常使用的电压为3.0V-4.2V。锂电池的容量需要根据设备的需求进行分析计算。一是设备在不使用时需要满足的待机时间，或者说船运模式下的耗电时间；二是设备在充满电时，以一个固定的使用频率下，能够满足的使用时间；通过这两组计算之后，按照最大的容量值进行选型；这两个时间的计算，还需要考虑两个比较重要的点。1、考虑到电池的自放电电流值。这个可以参考锂电池的规格书或者咨询电池供应商；2、考虑到产品使用寿命内，电容容量的衰减；下面我们举例说明：比如有这样一个产品需求：1、出厂后设备可待机一年；2客户充满电后，每天使用3次，每次使用时间为90S，可连续工作一个月；设备的待机电流是5ua,工作电流是12mA;假设我们选了一颗锂电池，容量为150mAh,自放电电流为6uA;计算一下是否能够满足1、（0.005+0.006）mA* 365 *24 = 96.36mAh;待机一年需要大概100mAh;2、（0.005+0.006）mA*24 =0.264mAh; 每天待机大概需要消耗的容量值； （ 12+0.006）mA*0.075 = 0.90045mAh；每天工作需要消耗的容量值； 0.90045mAh + 0.264mAh = 1.16445mAh; 每天需要消耗的容量值； 1.16445mAh * 30 = 34.9335mAh; 工作一个月大概需要不到35mAh;通过以上两组计算，为了满足所有需求，我们取最大值；考虑到使用寿命内的容量衰减、以及为了保险起见，我们对设计参数进行一个降额。综合考虑，可以选择120mAh或者150mAh;
这里需要注意的一点是，通常情况下，锂电池规格书中给出的容量值，指的是从4.2V进行放电到3V时的电量；通常3V以下的电量已经微乎其微;如果电池放电到截止保护电压仍长时间不能得到充电，那么对于锂电池的损坏可能将是不可逆转的；
尺寸
因锂电池形状的可塑性，可根据设备或系统的空间限制，选择适合的电池尺寸。确保电池能够方便地集成到现有系统中。
安全性和可靠性
选择具有良好安全性能的电池；主要考虑锂电池是否集成了过充保护、过放保护、短路保护；好一些的锂电池内部还集成了温度采集电流，比如NTC电阻；用于采集电池在充放电过程中电芯的温度；
考虑电池的寿命和循环次数，在长时间的使用以及多次充放电循环后，电池的容量会有一定的衰减。选择能够长时间稳定工作的电池也是一个重要的考虑因素；
成本
在满足性能需求的前提下，比较不同品牌和型号的电池价格，选择性价比较高的产品。
注意避免过于追求低价而牺牲电池的性能和质量。
认证和合规性
确保所选电池符合相关的国际和国内标准，如UL、CE等认证。一般在智能设备的生产和制造过程中，如涉及安全的部分，没有UL或CE认证，则在整机产品的认证检测中是无法通过的，也就无法上市销售；
然后还有一个重要的标准，那就是IEC62133；IEC 62133是国际电工委员会（IEC）发布的一项标准，名为“IEC 62133-2：可重复使用锂离子电池和电池组的安全性 - 第2部分：锂离子电池和电池组的工业性质”。IEC 62133标准旨在规范可重复使用的锂离子电池和电池组的安全性能，确保其在使用、运输和处理过程中不会引发安全事故。
所以在选型时，以上两点也是要进行考虑的；
品牌和评价
选择知名品牌和具有良好口碑的电池供应商，以降低采购风险。查阅其他用户的评价和反馈，了解电池的实际使用效果和潜在问题。另外还可以关注一下供应商的电池出货检验记录，相关型号的出货量等，这些均可以从一定程度上反映一个电池供应商的专业程度及生产能力；
综上以上几点，仔细评估，为设备或系统选择到最适合的锂电池。
设计中的考量
除以上选型过程需要对锂电池各项参数及条件进行考虑之外，为了得到一个更可靠的设计，通常在系统电路中也要有一些考虑；
1、锂电池集成有电池
保护板，包括过充保护，过放保护，短路保护，过流保护等。安全起见，我们不能仅仅依靠电池的保护功能来实现安全防护。应该在确保在单一故障状态下，仍然能够保证设备的安全运行。这就要求我们在电路设计中，选用可靠的电池充电管理芯片，即也要包括但不限于过充保护，过放保护，短路保护等；双重甚至多重保护可以大大降低故障的发生；
2、对于充电电流比较大的，可以考虑选用带有温度传感器的锂电池。通过在充电过程中采集锂电池电芯的温度，控制整机设备的充电电流大小在电池规定的温度范围内充电，保证电池的使用安全；比如下图我截取了某锂电池规格书的工作温度范围：
3、可以在电池的正极增加PPTC熔断器，当在充电或者放电时产生过流的时候，能够起到防护的作用；
4、PCB设计中，锂电池与板卡的连接，如果为焊点，正极与负极间距要拉大一些；防止在生产制造过程中出现电池短路的情况；也可以考虑使用接插件的方式并注意进行防呆设计；
以上就是今天的内容。
