相比与其他电池技术，可充电锂电池具有最高的能量密度。归功于其在消费领域和高速增长的汽车市场的广泛使用，锂电池的价格也变得更容易接受。但如果处理不当，锂电池将会带来危险。因此，开发流程中的一个主要任务就是选择合适的方案为您自己的嵌入式设备运行规定时间提供所需的能量。本文将关注电池充电和管理系统，并考虑安全性。希望通过我的逐步解释锂电池的基本特性，能为您提供有用的提示和参考链接。很快你将有信心开始使用锂电池的项目。我也将向你展示USB 充电方案。在文章结尾，我会很荣幸地介绍我们基于 Colibri iMX7 的锂电池低功耗演示板。该演示品的开发资料可以向我们免费索要，作为参考设计。该演示品在全球多个展会上成功展出。

第一部分：锂电池基本知识

关于锂电池有很多可以讲的内容。但是这里我从电子和系统设计的角度出发。电池管理系统的重要设计标准将会在该系列的下一篇文章阐述。

让我从最简单的方面开始：电压。每个电池单元的电压取决于实际的充电状态，这通常用百分之几来表示。完全放电（0%）的电池单元的最小电压约为 2.5V，100% 完全充电状态下最大电压约为 4.2V。这些值和电池的化学物质有关，一般在相应的技术白皮书中有说明。市面上大多数18650 封装或者扁平聚合物锂电池电压都在该范围之内。电压限制由化学物质决定，禁止超出，否则欠压会永久损坏电池，过压则可能引起爆炸。因此，需要有保护电路。我推荐使用具有内部保护电路的电池。额外的内置保护PCB 使电池免受超出范围的温度、充电和放电的影响。电池关闭是暂时的，在正常环境中会恢复工作。最有效的保护是电流切断装置CID。当机械结构过度受压被触发后例如过度充电，为防止进一步危险发生，，电池将无法继续使用。

18650电池的典型值是 3Ah。 这意味着我们可以为嵌入式设备以 3A 电流持续供电 1 个小时，而电压从 4.2V 下降到 2.5V。这是通常使用的电池放电 C 倍率定义。1C 指电池单元在一个小时内完全放电。我们举例，假设我们的设备品均消耗300mA。这相当与1/10C，所以我们的系统能够运行 10 个小时。如果想要更长的时间我们将如何实现？

我们首先讨论电池充电。充电可以分为恒流CC 和恒压 CV。当恒流充电开始时，充电状态和电压开始增长，最高电压到4.2V。因为我现在知道，在最大电压时停止充电。这由电池充电电路执行。此时就是恒压充电开始的时候。电压无法继续升高，电流以指数形式减小。通常情况下，当实际电流小于设定的C 倍率，如 1/10 或者 1/20 时，就认为电池完全充电。