有关锂离子电池使用保养知识介绍

锂离子电池的正极资料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特别分子结构的碳。常见的正极资料重要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子摆放呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，从头和正极的化合物结合。锂离子的移动出现了电流。

化学反响原理虽然很简单，可是在实践的工业生产中，需求考虑的实践问题要多得多：正极的资料需求添加剂来坚持屡次充放的活性，负极的资料需求在分子结构级去设计以包容更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了坚持安稳，还需求具有杰出导电性，减小电池内阻。

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的回忆效应，回忆效应的原理是结晶化，在锂离子电池中简直不会出现这种反响。可是，锂离子电池在屡次充放后容量仍然会下降，其原因是杂乱而多样的。重要是正负极资料本身的改动，从分子层面来看，正负极上包容锂离子的空穴结构会逐渐陷落、堵塞；从化学视点来看，是正负极资料活性钝化，呈现副反响生成安稳的其他化合物。物理上还会呈现正极资料逐渐脱落等状况，总之终究降低了电池中能够自在在充放电进程中移动的锂离子数目。

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极构成永久的损坏，从分子层面看，能够直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构呈现陷落，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其间一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为何通常配有充放电的操控电路的原因。

不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反响生成咱们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有维护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到必定的状况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。

而深充放能进步锂离子电池的实践容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的。他们乃至说，所谓运用前三次全充放的激活，在他们两位博士的知识里，也想不通这有什么必要。可是为何许多人深充放今后BatteryInformation里标明容量会发作改动呢?后面将会提到。

锂离子电池一般都带有办理芯片和充电操控芯片。其间办理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID、充电状况、放电次数等数值。这些数值在运用中会逐渐改动。我个人以为，运用说明中的运用一个月左右应该全充放一次的做法重要的效果应该便是修正这些寄存器里不妥的值，使得电池的充电操控和标称容量符合电池的实践状况。

充电操控芯片重要操控电池的充电进程。锂离子电池的充电进程分为两个阶段，恒流快充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段(电池指示灯呈绿色闪耀。恒流快充阶段，电池电压逐渐升高到电池的规范电压，随后在操控芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则跟着电池电量的上升逐渐减弱到0，而终究完结充电。

电量核算芯片通过记录放电曲线（电压，电流，时刻）能够抽样核算出电池的电量，这便是咱们在BatteryInformation里读到的wh.值。而锂离子电池在屡次运用后，放电曲线是会改动的，假如芯片一向没有机会再次读出完好的一个放电曲线，其核算出来的电量也便是不准确的。所以咱们需求深充放来校准电池的芯片。

１．认识回忆效应电池回忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可从头回复的功用.回忆效应是指电池长时刻饱尝特定的作业循环后,自动坚持这一特定的倾向.这个最早界说在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在回忆效应,烧结式电池有回忆效应.而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个回忆效应界说的约束.由于现代镍镉电池工艺的改进,上述的回忆效应现已大幅度的降低,而另外一种现象替换了这个界说,便是镍基电池的"晶格化",通常状况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受"晶格化"回忆效应的影响,并且影响较镍镉电池的为小.在实践应用中,消除回忆效应的办法有严格的规范和一个操作流程.操作不妥会适得其反。

有关镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每运用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0v/每节,老外称之为exercise),平常运用是尽量用光电池或用到关机等手法能够缓解回忆效应的构成,但这个不是exercise,由于仪器(如手机)是不会用到1.0v/每节才关机的,必须要专门的设备或线路来完结这项作业,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功用.有关长时间没有进行exercise的镍镉电池,会由于回忆效应的累计,无法用exercise进行容量回复,这时则需求更深的放电(老外称recondition),这是一种用很小的电流长时刻对电池放电到0.4v每节的一个进程,需求专业的设备进行.有关镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有用的缓解回忆效应.由于镍氢电池的循环寿数远远低于镍镉电池,简直用不到recondition这个办法.

２．电池需求激活吗？

答复是电池需求激活,但这不是用户的要做的事.我观赏过锂离子电池的生产厂,锂离子电池在出厂曾经要经过如下进程:锂离子电池壳灌输电解液---封口----化成,便是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充沛浸润电解液,充沛活化,以容量到达要求停止,这个便是激活进程---分容,便是测验电池的容量选取不同功用(容量)的电池进行归类,区分电池的等级,进行容量匹配等.这样出来的锂离子电池到用户手上现已是激活过的了.咱们我们常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活今后才出厂的.其间有些电池的激活进程需求电池处于开口状况,激活今后再封口,这个工序也只或许有电芯生产厂家来完结了.这里存在一个问题,便是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时刻有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时分,由于电池电极资料会钝化,所以厂家建议初度运用的电池最好进行3~5次彻底充放进程,以便消除电极资料的钝化,到达最大容量.在2001年公布的三个有关镍氢.镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规定,对电池能够进行5次深充深放,当有一次符合规按时,实验即可停止.这很好的解说了我说的这个现象.

那么称之为"第2次激活"也是能够的,用户初度运用的"新"电池尽量进行几回深充放循环.

可是据我的测验(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池,对它进行深充深放的循环处理,其容量进步现象简直不存在.(我在专题评论区有有关电池激活的测验报告)。

３．前三次要充１２小时吗？

这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,权且设出厂的电池到用户手上有电极钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次.其实这个问题转化为深充是不是便是要充12个小时的问题.那么我的另一片文章"论手机电池的充电时刻"现已答复了这个问题。

答案是不需求充１２小时.早期的手机镍氢电池由于需求弥补和涓流充电进程,要到达最完美的充饱状况,或许需求5个小时左右,可是也是不需求12个小时的.而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决议了它的深充电时刻无需12个小时.有关锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当电流小到无穷小的时分才是真实的深充.我曾经画出恒压阶段电流减小对时刻的曲线,对它进行屡次曲线拟合,发现这个曲线能够用1/x的函数办法接近与零电流,实践测验时由于锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不或许到达的.以600mah的电池为例,设置到电流为0.01c(即6ma),它的1c充电时刻不超越150分钟,那么设置到电流为0.001c(即0.6ma),它的充电时刻或许为10小时---这个由于仪器精度的问题,现已无法准确取得,可是从0.01c到0.001c获的容量经核算仅为1.7mah,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实践意义的.何况,还有其它的充电办法,比方脉冲充电办法使锂离子电池来到达4.2v的限制电压,它底子没有截止最小电流判别阶段,一般150分钟后它便是100%充饱了.许多手机都是用脉冲充电办法的．有人曾经用手机显现充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测验办法欠谨慎.首要座充显现绿灯不是检测真实充饱与否的一个依据。

检测锂离子电池充饱与否的唯一终究的办法便是测验在不充电(也不放电)状况时的锂离子电池的电压.所谓恒压阶段电流减小其真实的意图便是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而出现的附加电压,当电流小到0.01c,比方6ma,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mv,能够以为这时的电压便是无电流状况的电池电压.其次,手机的基准电压不必定等于座充的基准电压,手机以为充饱的电池到了座充上,座充却不以为现已充饱,却继续进行充电。

４．充电电池有最佳状况吗？

有一种说法便是，充电电池运用妥当，会在某一段循环规模呈现最佳的状况，便是容量最大．这个要分状况，密封的镍氢电池和镍镉电池，假如运用妥当（比方定期的维护，防止回忆效应的出现和累计），一般会在１００～２００个循环处到达其容量的最大值，比方出厂容量为1000mah的镍氢电池用了120次循环后,其容量有或许到达1100mah．简直所有的日本镍氢电池生产商的技能规格书中描绘镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描绘．

镍基电池有最佳状况,一般在100~200循环次数之间到达其最大容量有关液态锂离子电池，却底子不存在这样一个循环容量的驼峰现象，从锂离子电池出厂到终究电池报废停止，其容量的体现便是用一次少一次．我在对锂离子电池做循环功用的时分也从来没有看到过有容量回升的迹象．

锂离子电池没有最佳状况.值得一提的是,锂离子电池更简单受环境温度的改动而体现不同的功用,在25~40度的环境温度会体现其最好功用,而低温或高温状况,他的功用就大打折扣了.要使你的锂离子电池充沛展示它的容量,必定要仔细的留意运用环境,防止高低温现象,比方手机放在轿车的前台上,正午的太阳直射很简单就能够使其超越60度,北方的用户的电池待机时刻,平等网络状况下,就没有南方的用户长了.

５．真的是充电电流越大，充电越快吗？

"论手机电池的充电时刻\"一文中现已讲了这个问题,有关恒流充电的镍基电池,能够这么说,而对应锂离子电池,这个是不彻底正确的。

有关锂离子电池的充电，在必定电流规模内(1.5c~0.5c),进步恒流恒压充电办法的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时刻.

６．直充标的输出电流就等于充电电流吗？

这就要评论手机的充电办法了,有关充电办理在手机里面的,设定相同一个直充(实践应称为电源适配器)的输出如:5.3v600maa.充电办理是开关办法(高频脉宽调整pwm办法),这个充电办法,手机并没有彻底利用直充的输出能力,直充作业在恒压段,输出5.3v,此时真实的充电电流由手机的充电办理进行调整,并且肯定要小于600ma,一般在300~400ma.这个时分,我们看到的直充的输出电流就不是手机的充电电流.比方motorola的许多直充其输出为5.0v1a,真实对电池充电的也就用到了500ma足矣,由于手机的电池容量也不过580mah.

这时直充上标的输出电流就不等于实践充电电流。

7.正常运用中应该何时开端充电?

由于充放电的次数是有限的，所以应该将锂离子电池的电尽或许用光再充电。可是我找到一个有关锂离子电池充放电循环的实验表，有关循环寿数的数据列出如下：循环寿数(10%DOD):>1000次循环寿数(100%DOD):>200次其间DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿数要比100%DOD的要长许多。当然假如折合到实践充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的彻底充放电仍是要比较好一些，但前面网友的那个说法要做一些修正：在正常状况下，你应该有保留地依照电池剩下电量用完再充的准则充电，但假如你的电池在你估计第2天不或许坚持整个白日的时分，就应该及时开端充电，当然你假如愿意背着充电器到办公室又当别论。而你需求充电以敷衍估计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时分，即便在电池尚有许多余电时，那么你也只管提前充电，由于你并没有真实丢失1次充电循环寿数，也便是0.x次而已，并且往往这个x会很小。