前面的文章講了不少電池的分類和特性。 今天講講電池怎麼用。
前文在這裡：常用電池 種類大全 和 參數詳解
小小的電池儲存了很多能量， 電池能量一旦劇烈釋放， 起火或爆炸在所難免。
如果使用不當， iPhone X 也不能倖免。
這也就是為什麼飛機上不允許托運鋰電池， 隨身攜帶的鋰電池也有容量限制， 不能超過100瓦時。
↑ 鋰電池， 劇烈燃燒
↑ 起火的手機電池
鋰電池本身會提示很多事情不能做， 例如不能刺穿、不能用火烤， 不能短路， 這些大家都很熟悉了。
對於消費者來講， 保證安全的首要因素是：別買山寨產品！
↑ 鋰電池使用禁忌
↑ 電池起火的特斯拉
！鋰電池應用和設計的五大禁忌！對於硬體工程師來講， 還有很多關於鋰電池的硬體設計禁忌， 需要硬體工程師牢記在心。 這些都有可能引起電池故障。
自己設計的產品到了客戶手上起火爆炸了， 等著被老闆和客戶砍吧。
當然， 設計iPhone的工程師都是資深工程師， 肯定不會犯這些錯誤的。 這些設計準則是手機圈不宣的公開秘密。
一、低溫或高溫充電， 很危險低於零度對鋰電池充電， 會導致鋰電池電解質中的鋰金屬析出， 就是從液態變成了固態， 像針一樣， 刺破電池中的絕緣隔膜， 導致電池內部短路。 短路的結果自然就是發熱起火。
高溫充電， 如果充電電流過大， 電池內部溫度升高， 電解質汽化，
↑ 鼓包的鋰電池
因此電池的溫度保護非常重要， 設計的時候必須要預留溫度檢測手段， 至少要在電池上有一個NTC電阻， 用來測試電池溫度， 根據不同的溫度選擇不同的充電電流， 溫度過低或者過高的時候關閉充電。
某些山寨產品， 使用只有2根線的電池包， 就是省略了NTC電阻。 實際應用中有不小的危險性。
↑ 鋰電池不同溫度下的推薦充電電流和電壓
從圖上可以看出來， 溫度降低到10℃以下， 就應當減小充電電流到20%-50%。 溫度低於0℃的時候， 就應當關閉充電。 溫度升高到45℃以上， 就應當減小充電電壓， 溫度超過60℃時， 就應當關閉充電。
這段時間爆出來的iPhone會被凍死， 低溫不能充電等等， 很大一方面是因為上述的原因。
鋰電池電芯本身是沒有任何防護作用的， 短路後就會起火， 必須要增加電池保護電路。 如下圖紅框內的電池保護板。
↑ 左：有保護板的電池。 右：無保護板的電池（電芯）。
對於智慧硬體產品設計， 如果選擇了沒有自帶電池保護板的電池， 一定要在產品電路板上增加電池保護電路， 避免因短路、過充、過放、高低溫等極限狀態下導致電池鼓包甚至起火燃燒。
↑ 左：不帶保護板的18650電池。 右：帶保護板的18650電池。
很多產品選擇使用18650電池， 標準件、容量大、易採購， 但是要區分帶不帶電池保護電路， 在硬體設計的時候也要格外注意， 儘量增加硬體保護電路。
三、充電和放電電流過大， 很危險前面的文章講過， 鋰電池的推薦充電電流是1C，
對鋰電池進行超過2C的充電， 會嚴重縮短電池壽命， 很容易造成鼓包， 乃至起火燃燒。
對鋰電池進行大電流放電， 電池容易發熱， 也有較大的危險性。
因此硬體工程師設計電池和充電電路的時候， 一定要做好匹配， 例如不能給500mAh的電池進行2A充電（4C充電）， 也不應當對500mAh的電池進行3A以上的持續放電（6C放電）。
如果硬體系統工作的確需要這麼大的電流， 一定要使用更大容量的電池。
對於兩塊電池的iPhone X， 已經足以滿足4G+攝像頭+AR遊戲這樣的超大功耗場景了。
iPhone X還支持快速充電， 但是所有的快速充電都是前面快後面慢， 不能長時間2C充電， 主要也是為了防止電池過充爆炸。
↑ 1CC（1C Charge）充電曲線
鋰電池製作工藝已經是成熟的技術， 大量鋰電池廠家充斥於沿海各個工業區， 這些廠家製作的鋰電池的工藝水準良莠不齊， 電解液的品質、隔膜的絕緣度、壓合的工藝等， 都可能會對鋰電池的品質造成影響。
鋰電池出廠時都會做老化測試， 劣質廠家可能會縮短測試時間， 甚至把次品直接拿出來賣， 很容易引起品質事故。
三星S7系列手機， 飽受電池起火事件的影響， 最終導致直接退市， 損失極為嚴重。 一線大廠的電池尚有品質事故， 小廠電芯出問題的概率會更大。
因此， 硬體工程師應當選擇知名廠家的電池和電芯， 並在電路設計上不要太極限， 才能讓產品不因電池而出問題。
↑ 各種雜牌電池
五、供電線路電容電壓選擇過低電池用來供電，供電就需要穩壓電容，電容如果選擇的耐壓值過低，被擊穿了，就會短路。電容短路就會導致電池短路、電池起火等事故。
單顆鋰電池最高電壓一般在4.2V-4.35V（標稱3.7V和3.8V），常用的鉭電容和電解電容的耐壓值最小在6.3V，勉強能用。
但是很多場景下鋰電池是串聯使用的，例如對講機的兩塊電池串聯，標稱電壓7.4V，實際滿電電壓最高可達8.4V。筆記型電腦有些用三塊電池串聯，標稱電壓11.4V，實際滿電電壓可達13V。如果還使用6.3V的電容，必定會被擊穿。
↑ 6.3V耐壓值的電容，不能用在鋰電池上！
通常電路設計的時候，鉭電容和電解電容要預留2倍耐壓值，即最高4.2V的電池要用10V的電容，最高13V的電池要用25V的電容。
電容耐壓值低於2倍使用，都有一定的風險。需要硬體工程師特別注意根據電池電壓進行元器件選型。
原文來自燚智慧硬體開發網（燚，yi）
燚智慧周教授，用最簡單語言告訴你智慧硬體設計的那些事。
往期回顧：
一分鐘學會 智慧硬體-電源設計大揭密
電感是怎麼實現電壓轉換的？
原創、長文、乾貨！ 共用單車智慧鎖 硬體設計方案大揭密。
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單顆鋰電池最高電壓一般在4.2V-4.35V（標稱3.7V和3.8V），常用的鉭電容和電解電容的耐壓值最小在6.3V，勉強能用。
但是很多場景下鋰電池是串聯使用的，例如對講機的兩塊電池串聯，標稱電壓7.4V，實際滿電電壓最高可達8.4V。筆記型電腦有些用三塊電池串聯，標稱電壓11.4V，實際滿電電壓可達13V。如果還使用6.3V的電容，必定會被擊穿。
↑ 6.3V耐壓值的電容，不能用在鋰電池上！
通常電路設計的時候，鉭電容和電解電容要預留2倍耐壓值，即最高4.2V的電池要用10V的電容，最高13V的電池要用25V的電容。
電容耐壓值低於2倍使用，都有一定的風險。需要硬體工程師特別注意根據電池電壓進行元器件選型。
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