锂离子二次（可充电）电池：它是什么以及它是如何工作的？
什么是锂离子二次电池？
所谓的 二次电池 （可充电电池）是指在电量耗尽后可以重新充电并重复使用的电池，而在电量耗尽后使用寿命即终结的电池被称之为一次电池。目前，许多小型便携式电子产品和可穿戴设备需要电池供电。除了传统的一次电池外，可以多次充电和放电的二次电池将成为更经济、更便捷的选择。
目前市场上的小型二次电池可分为四类，分别是镍镉电池（Ni-Cd）、镍氢电池（Ni-MH）、锂离子电池（Li-ion）和锂聚合物电池（Li-polymer，也称为聚合物锂电池）。在选择小型锂离子二次电池时，需要考虑电流容量、充放电效率、使用寿命、安全性、尺寸等多种因素。可以根据应用需求和产品要求选择最适合的产品。
可充电电池如何工作？
锂离子是二次电池中最常用的材料之一。锂离子二次电池通过正极和负极活性材料之间的锂离子吸收和脱吸进行充放电。锂离子二次电池主要由正极、负极、电解液和隔膜组成。电解液由锂盐和有机溶剂组成。常用的正极活性材料包括锂钴氧化物、磷酸铁锂、锂锰等。常用的负极活性材料包括石墨、无定形碳、钛酸锂等。
锂离子电池的更高能量密度
电池的容量 (mAh) 取决于正极活性材料能够释放的锂离子数量，以及负极活性材料能够接受的已释放锂离子数量。因此，锂离子二次电池容量高低的关键在于每单位体积内可插入的正负极活性物质的数量。
电池的能量密度是指电池单位体积或质量释放的电能总量。一般来说，在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍、镍氢电池的1.8倍。因此，在电池容量相等的情况下，锂离子电池的体积会更小、重量会更轻，相较于镍镉和镍氢电池。
除了用安培（或毫安）表示电池的充放电电流外，英文字母 C（容量）也作为额定容量（电流x时间）的电流部分，作为测量电流的单位。例如，当电池的额定容量为3mAh时，表示放电电流为3mA（1C）时可持续1小时，放电电流为30mA（10C）时可持续6分钟。此外，充电时间亦可按此理论计算。
锂离子可充电电池充电特性
村田制造所推出的小型锂离子二次电池 CT04120，采用锂钴氧化物作为正极活性材料，锂钛氧化物作为负极活性材料，可在广泛的输入/输出范围内进行充电和放电。此外，其泄漏电流非常低。这些功能特性能够创建一个小型高效的电池充电和放电系统。
CT04120支持额定电压2.3V，充电电压2.7V，放电终止电压1.8V，标称容量3mAh，最大放电电流30mA（10C），工作温度范围为-20℃至70℃，尺寸为φ4mm×12mm。
村田制作所的CT04120即使在几微安的低电流下也可以进行充电，因此它甚至可以与低功耗发电机一起使用。此外，其极低的漏电流特性（约25℃时为200nA）最大限度地减少了储存能量的损失，允许长期使用。CT04120在2.3V时具有稳定的放电特性，因此最适合低功耗IC的运行。
此外，由于将CT04120充至电池电压所需的时间远短于电容器，可以缩短待机时间，其电流率是传统锂离子电池的10倍。CT04120可以通过恒压（CV）方式充电，无需充电IC。
CT04120具有快速充电特性，无需充电IC即可实现高速充电（10C），最大放电率为10C。由于其低内阻和小电压降，即使在大峰值负载和低温下，CT04120也可以稳定放电，具有优异的放电特性。此外，CT04120的使用寿命长，在5000次循环中充电（容量）恢复率超过80%，采用化学稳定的钛酸锂并采用防止热失控的安全设计，因此具有较高的安全性。
IGBT一直是一个具有成本效益的选择，多年来一直是电动车动力系统的首选。然而，SiC MOSFET因其在效率和热性能方面的优势，正在越来越受到下一代电动车的青睐。
onsemi持续改进并扩大其IGBT产品组合，引入了新的IGBT技术，如Narrow Mesa Field Stop（FS4和FS7），在轻负载时显示出更低的功率损耗，并为汽车应用带来整体的系统效率提升。
onsemi的IGBT 6封装功率模块= NVH660S75L4SPFB - 集成了六个FS4 750V Narrow Mesa IGBT，以六封装配置提供。该模块在提供高电流密度的同时，还具有稳健的短路保护能力和更高的阻断电压。它使用了低杂散电感的SSDC33封装，具备直接冷却和平面基板散热器。
另一款IGBT半桥功率模块 - NVG600A75L4DSC2 - 集成了两个FS4 750V IGBT，采用半桥配置。该模块集成了芯片级的温度和电流传感器，并采用了双面冷却封装AHPM15，提升了热性能。
此外，onsemi提供了两款基于VE-Trac IGBT功率模块系列的电动车/混动车牵引逆变器应用（高达150 kW）的评估硬件工具包（参考设计）。这些评估工具包（EVKs）使客户能够在逆变器开发的早期阶段评估VE-Trac Direct功率模块的性能。有两种EVK型号，基于6封装和半桥功率模块。工具包可以用作双脉冲测试仪以测量关键开关参数，或用作三相逆变器以进行电机控制。
锂离子二次电池的应用与优势
小型锂离子二次电池 CT04120 具有广泛的应用范围及自身优势。CT04120 可应用于低功耗设备，支持高速充电（10C）或恒压充电。其特点包括长循环寿命、多重用途、高安全性、小尺寸和轻重量。常用于触控笔、各类可穿戴设备等。
CT04120也可应用于备用电源。当电池驱动时，在更换主电池或断开电池连接时，它可以备份系统电源。其特点包括高输出放电、长使用寿命、无需充电IC等。常用于POS或手持终端。POS（支付终端）及其他电池供电设备等。
当CT04120应用于能量采集计算系统时，它可以在宽范围的速率（μA）内充电和放电。由于具有漏电流小、运行时间长、耐过放电以及宽使用温度范围等优点，它常应用于太阳能电池充电器和结合多种能量采集组件的无线传感器节点。此外，CT04120在能量采集领域的特点和优势在于耐过放电，无需保护和充电IC。
小型可充电锂离子电池 – 一个合适的选择
二次电池具有可重复充电和放电的特点，适用于各种便携设备和可穿戴设备，应用越来越广泛。Murata的小型锂离子二次电池具有出色的充电和放电速度以及稳定的放电特性，产品性能稳定，使用寿命长且安全性高，是众多相关应用的理想选择。
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