在从事物联网硬件相关工作的这么多年里, 电池选型成为了我经历过诸多挫折环节当中的其中一个。传统的锂电池是需要进行焊线操作的, 还要添加保护板, 如此一来空间占用量较大, 而且其可靠性方面也存在着疑问。而电路板直焊锂电这种东西的出现, 让我察觉到了一种更为简洁的解决办法。这种类型的电池能够直接焊接在印刷电路板之上, 能够省去连接线, 在节省空间的同时还提升了整体的稳定性。今天我想要聊一聊我在实际开展项目的过程当中所碰到的技术方面的问题, 以及关于选型的一些心得体会。

电路板直焊锂电有什么问题

专门将传统锂电池用于直焊的实际用途当中, 最为棘手繁杂的困难之处在于针对焊接时温度的精准把控。市面上普遍所使用的液态电解液锂电池, 于温度较高的环境下进行焊接操作时, 极易出现鼓包现象, 甚至严重到起火燃烧, 这已然成为众多工程师深感困扰、颇为头疼的棘手问题。而钛酸锂电池所具备的能够耐受高温的独特特性, 恰好有效地化解了这一令人苦恼的痛点, 其内部所采用的电解液体系, 从根本上决定了该电池能够在超过200度的焊接温度条件之下, 始终维持稳定的状态, 不会出现热失控的危险情况。

又有一个问题是, 容量跟尺寸之间的平衡。那种微小型的电池, 要是想达成高容量, 往往是得去牺牲安全性, 或者是循环寿命的。经过钛电子那儿的电容式钛酸锂电池, 采用的是钢壳封装方式, 其内部结构是紧凑的, 在极小的那种体积之内, 达成了较高的能量密度。我测试过他们的SVT0307型号, 哪怕容量不大, 不过当作物联网节点的后备电源, 完全是够用的。

在焊接工艺里, 其自身是存在讲究之处的。对于直焊电池而言, 它必须要承受回流焊所带来的高温曲线, 与此同时, 在焊接之后, 其电气性能是不能出现衰减情况的。在实际的应用当中, 经我们观察发现, 直焊连接相较于线材连接而言, 是更为可靠的, 它降低了两个焊点出现故障的概率, 而这一点, 在批量生产的过程中, 是格外重要的。

钛酸锂电池能耐高温吗

锂电池的致命伤在于高温环境, 然而钛酸锂电池在这一方面却有着突出表现, 经钛电子的产品标称的工作温度上限是100度, 我在智能烤箱的蓝牙温度计项目当中验证过, 它能在高温环境里持续工作数月, 并且电池容量衰减少于5%。

低温状况之下的表现同样是相当出色的, 处在-40度的环境当中, 普通的锂电池基本上是没有办法进行放电的, 然而钛酸锂电池依然是能够维持较高的放电效率, 这一点在高寒地区那种带有边防哨所之地、矿井监测等相关场景里面所具备的价值是极大的。

钛酸锂电池的核心优势当中, 安全性是尤为突出的。在钢针穿刺测试这个环节里, 电池能够达成300次以上的充放电循环, 并且不会起火, 也不会爆炸。而对于应用在医疗设备、军品这类对安全有着极高要求的领域而言, 这样的一点是格外重要的。

微小型电池怎么选型

选型之际, 需全面考量容量、尺寸、工作温度,以及循环寿命与成本这五个维度。物联网感知器针对电池有着特殊要求, 即体积要小, 寿命要长, 自放电要低。经由钛电子的电容式钛酸锂电池具备自放电率极低的特性, 在充满电之后放置三年, 仍旧能够保存95%以上的电量, 这对于低频工作的物联网节点格外友好。

说到成本, 这种电池运用全自动化来进行生产, 其封装材料仅仅是铝壳以及橡胶塞, 在制造成本上相较于其他结构的锂电池是更低的。并且由于省去了线材以及安装成本, 所以单颗电池的综合使用成本反倒更具优势。

在那些需要以直焊方式进行操作的应用场景当中, 建议优先去挑选采用钢壳进行封装的钛酸锂电池。钢壳相较于铝壳而言, 更加能够抵御焊接时所产生的高温, 其机械强度也是更高的, 在处于振动的环境之下, 表现得会更为稳定。