CR2032 电池让灯光照射在窗户中

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独特的 CR2032 电池是一块硬币样式的三伏特锂离子电池。这类电池的直径为 20 毫米,厚度为 3.1 毫米,不同产品间略微存在差别。CR2032 单元通常称为 CMOS 电池或纽扣电池,常用于低功率应用,例如为电脑的 BIOS 或静态设备的实时时钟供电。

CR2032 是一款 International Electrochemical (IEC) 设计。American National Standards Institute (ANSI) 和 National Electronic Distributors Association (NEDA) 将与之相同的单元命名为 5004LC。具体来说,CR2032 电池是一款锂锰氧化物电池 (LiMn02)。它由一个 Mn02 阴极和一个锂阳极组成。该设备额定为 225 毫安时 (mAh) 且标准工作温度为从 –20 ºC 到 +70 ºC。还有一种锂碳氟化物电池 BR2032/5004LB 具有相似的参数。

典型的 CR2032 电池的构造拥有不锈钢铁壳,以防非腐蚀性电解质泄露。LiMn02 电池的标志性低自放电率令长保存期限成为可能。这些电池可休眠数年且仅损失非常少量的原有电荷。

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图 1:CR2032 纽扣电池的构造。(来源:Varta)

CR2032 电池通常用作为实时时钟和振荡器等超低功率子系统供电,这些子系统须在整个设备的系统电源关闭后仍维持工作。此外,在设备打开后,该电池要特别设计成停止消耗 CR2032 的电池电能,并且在设备的整个工作期间, RTC 等子系统由元件的主电源供电。因此,实际工作中,在 CR2032 电池远未耗尽之前,设备通常出于过时等原因而停止使用。

LIR2032 – 可充电

有些情况中,纽扣电池会用作主电源。尽管这些是仅需极低功率的通用应用,这些应用的使用寿命须假设为足够长,CR2032 电池将在设备可用寿命期内耗尽电能。在这种情况下,使用者可以选择一块可充电的同类产品 LIR2032。要注意的是 CR2032 本身并不能充电。

它能持续多久?

了解电池寿命的最简单方法是查看以毫安时表示的总电荷并将其除以当前消耗。

电池寿命 = 225 毫安时/当前值

在持续消耗 1 微安或更少电量的应用中,这足够用 10 年之久。在该电池为电脑的 BIOS 供电的情况中可能确实如此,但在大多数情况下,该电池必须不间断或以脉冲形式供应更多电流。

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图 2:CR2032 电池的容量对比不间断电流需求。(来源:Low-Power Design)

我们从这里可以看到,如果 CR2032 电池用于不间断提供 0.5 mA (500 微安),在提供了 240 mAh 后,它的输出电压将下降到 1.6 伏特。另一方面,如果它须供应 3.0 mA,那么它只能提供 155 mAh。因此可以看到,不仅电池将持续仅 0.5/3.0 或 17% 的预期时间,除此之外,消耗量变高后还会出现预期之外的 155/240 减少。当然了,如果电路板不能在 2.0 或 2.4 伏特以下工作,增加的消耗会造成可用电池容量的更显著下降。

如果 CR2032 电池需要应付各种电流的脉冲需求,那也将降低最佳的 225 mAh。这对 蓝牙激活的设备而言是个重要的问题。这会成为一项主要缺陷,而设计者必须认真考虑其后果。

另一方面,CMOS 电池能够很好地应对温度的巨大变化。Panasonic 的 CR-2032L/BN 由 Arrow Electronics 提供。该电池的数据表显示,该设备不足 2.9 克,是 CR2032 电池的标志性特征。该电池的工作温度从 -30 ºC 到 +60 ºC。

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图 3:Panasonic CR-2032L/BN 的温度特征。(来源:Panasonic

上表显示持续消耗 190 微安。可以看出,在该电池相当宽广的工作温度(从 -10 ºC 到 +60 ºC)之间,它将持续几乎相同的时间,直至输出电压从 3 V 降到 2 V。

装配 CR2032 电池

将 CR2032 电池焊接到 PCB 存在一些,原因是电池无法承受所需的总热量。要注意的是任何锂离子电池过度加热都会造成非常严重爆炸危险。因此,制造商提供的纽扣电池搭配了焊片,从而热量不会直接作用在电池上。

备选方法是采用电池座,但那当然会为 OEM 带来额外费用。从而,除非预计在设备服务的寿命期内将更换 CR2032 电池,只要可行,制造商都要避免这个步骤。

为您的下一款设计选择 CR2032 电池的 5 大考虑因素
1) 成品是否需要在极低功率下工作?
2) 电池是否有可能需要在产品使用寿命期间进行更换?
3) 你的产品是否需要电池发出持续、偶然或脉冲电流?
4) 你会为 CR2032 配置一个插槽,还是焊接到 PCB 上?
5) 正在设计的这款产品是否需要拥有在产品的其他部件处于静止状态时仍持续工作的提醒功能或计时系统?

CR2032 电池有什么新特性?

在科技行业中,锂离子电池领域汇聚的资金和研究工作恐怕是其他任何领域都难以媲美的。



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