在各式类型电池中，因电池因其轻便和高能量密度的特点，得到了广泛使用。但同时，锂电池可说又是一种十分娇贵地电池，热了不行、冷了不行、震动大了不行，充电太满减寿、放电太深减寿，还有充放电流也受不同类型材料限制，差异很大。
温度对锂电池的影响1 图片来源：richtek.com
从图中可以很明显地看出，在环境温度低于0摄氏度的时候，锂电池的容量出现了急剧下降，在零下20摄氏度基本无法正常使用，因为像手机这类通信设备，在低于3.3V的时候就会触发关机。而且长时间0摄氏度以下的环境充电，会对电池造成永久性的损坏。高温同样会带来循环寿命衰减的问题，而且还有很大的安全隐患。
锂电池电池容量、循环寿命和充电电压之间的关系2 图片来源：ti.com
图中描述了一个容量约为950mAh的移动设备锂电池在不同充电电压情况下的循环寿命和容量之间的关系，可以看到仅仅将充电电压提升到4.35V，超过额定值4.2V的0.15V，电池的容量和寿命就出现急剧衰减，在第200多次的充电后，容量衰减到不到额定容量的50%。
在另一项充电测试中，受实验锂电池分别以1.0C到2.0C的速度充电，也表现出了截然不同的结果。随着充电速度的加快，电池的容量呈现指数特性衰减。在以2.0C的速度充电时，500个循环后，锂电池容量只剩下50%左右，这就是快速充电面临的挑战。
名词解释：C-rate(c)=Charge or Discharge current in Amperes (A) / the battery’s rated capacity
是指锂电池将全部容量的电荷充(放)完成所需要的时间，做为充(放)电时的标准速度，与时间是倒数关系。1C表示在额定状态下，1小时充(放)电完成。C越大，意味着充（放）电时间越短，反之则越长。
基于对锂离子电池特性的理解，业界已经形成了对锂离子电池进行充电时的三阶段策略：预充电、恒流充电和恒压充电。
锂电池充电的三个阶段1 图片来源：richtek.com
预充电的电压，通常在3V以下，充电电流为0.1C，类似一个对电池的唤醒动作；第二阶段则是电压不断上升的恒流充电阶段，这个阶段将电能快速地储存到电池中，是各种快速充电技术集中发力的阶段，一些厂商宣称的充电5分钟，通话2小时，或者十几分钟充满70%，都是指这个充电阶段；第三个阶段恒压充电阶段，是使电池的容量最大化，供电设备是依照电池的需求提供能源，电流不断下降，通常当电流下降到0.1C的时候，很多设备就认为已经充满，会主动切断充电电源。图中的最后一个阶段，出现了Charge Termination 和Re-Charge mode，这一阶段是让电池吃饱的阶段，弥补电池自放电以及设备负载带来的容量下降，以便让使用者拿到100%满电的设备，但其实设备供货商们并不推荐用户这么做，因为总是吃太饱同样会影响电池的循环寿命。
由于使用材料的差异，锂电池的种类也有很多，比如移动设备的锂电池和电动汽车上用的锂动力电池，就存在很大差别，上述诸多“脾气”仍然有相似之处，依然需要小心“伺候”。
移动设备锂电池
笔电、平板和手机等移动设备中，常用电池材料为LiCoO2。这种材料的特点是能量密度高，远超锂动力电池，方便为空间有限的设备提供更多电能。但是缺点也很明显，循环寿命500到1000次左右，材料里面含昂贵的金属钴，只有小尺寸时候用的移动设备能够承受得起高昂的价格。在性能方面，通常这种电池的充放电能力只有1C左右，天生不能充放电太快，如果充电速度过快，会产生热失控问题，出现极端情况。制造商会推荐0.5C充电，也就是2小时以上充电，当然更慢一点充电对电池寿命会有好处，这点前文已有描述。更多的使用建议是，随用随充，尽量让电池保持在20%到80%这一区间，会让电池更加健康。
新的问题来了，不管是随用随充还是尽量满电，LiCoO2材料的锂电充电速度实在是太慢了，这与便携式设备的追求并不一致。因此，近些年，以手机制造商为代表的供货商们开始了各种快速充电的技术和产品的开发。
图为OPPO手机采用的125W超级闪充技术 图片来源：oppo.com
比如OPPO最新发布的125W超级闪充技术。为了控制发热，新设计采用了效率高达98%的三个电荷泵进行降压，同时采用双电池，电池还强壮到能够承受6C充电电流。多级耳（电池的正负极接头，传统电池只有正负各一个）技术，进一步降低电池的发热状况，据称20分钟即可充满等效4000mAh电池电量的手机，猜测电池实际容量更大，20分钟快充很可能是充分利用了充电的恒流阶段。由此可见，借助新技术，移动设备电池的能量密度和充电耐受力都在提高。
正如ADI CEO Vincent Roche不久前曾经说的那样，如今锂电池的能量密度已经接近核电站的能量密度水平。
锂动力电池
常见的动力电池有磷酸铁锂（LiFePO4），三元锂电（LiNiMnCoO2，简称NMC），特斯拉的三元锂电采用具有更高能量密度的（LiNiCoAlO2，简称NCA），他们统一的优势就是至少有10C以上的放电能力，如时间不长，还可提供更高倍率的放电能力，非常适合电动汽车这种大功率设备的应用场景，比如猛踩油门的动作。其中磷酸铁锂具有较长循环寿命，安全、价格相对便宜等优势，缺点是能量密度较低，会增加汽车的重量，另低温性能差，不适合寒冷地区直接使用，需要加热保温策略，而三元锂电表现较为均衡，成为很多车辆的选择。另因钴材料价格高昂，汽车动力电池都在想方设法降低钴的用量，控制成本，同时还要提升能量密度。
电动汽车的是数千颗电池组成的电池组同时工作的场景，因此需要照看的不仅是每一颗电池，还要对整个电池组进行有效管理，这就引入了BMS(Battery Management System)系统的概念。
BMS系统向无线化方向发展
电动汽车的BMS系统，通过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，用算法控制OBD（车载充电机）优化充电，实现更高效快捷的充电，通过CAN总线接口与车载控制系统、显示设备等进行实时通信。
近些年，兴起了无线BMS的发展趋势。比如2020年11月，ADI与通用汽车合作的无线BMS平台，由于不需使用传统线束，节省了高达90%的线束和高达15%的电池组体积，除提高设计弹性和可制造性外，同时不影响电池使用寿命中的里程数和精度。
ADI无线电池管理系统将用于通用汽车之Ultium电池平台 图片来源：ADI
ADI的wBMS将电源、电池管理、射频通讯和系统功能等所有集成电路、硬件和软件整合在单一系统级产品内，透过采用ADI经验证的业界领先BMS电池电芯测量技术支持ASIL-D安全性和模块级安全性。藉由提高车辆使用寿命期间之精度，无线BMS系统可最大化单一电芯的能量利用率，进而实现优异的车辆续航里程，并支持安全且可持续的无钴电池化学材料，如磷酸铁锂(LFP)。
2021年初，TI也推出了无线BMS解决方案SimpleLink™2.4GHz CC2662R-Q1无线微控制器(MCU)与BQ79616-Q1电池监控器连结通信，实现了BMS系统的基本通信功能。不仅降低了BMS的成本和电池系统体积，还能有效降低，传统BMS因线束和连接器故障导致的维护成本问题。
TI 无线BMS系统示意图 图片来源：ti.com
参考数据:
1.Understanding the characteristics of Li-ion batteries and Richtek power management solutions
2. 采用 LM5122 的高精度升压锂电池充电方案
