钜大LARGE | 点击量:487次 | 2022年03月28日
低温有关锂离子电池有什么影响?锂离子电池的日常养护介绍
锂离子电池容量的单位一般为mAh(毫安时)或Ah(安时),在使用时又有额定容量和实际容量的差别。能量密度,指的是单位体积或单位重量的电池,能够存储和释放的电量,其单位有两种:Wh/kg,Wh/L,分别代表重量比能量和体积比能量。在应用的时候,能量密度这个指标比容量更具有指标意义。容量不够,做大一点即可,而能量密度的提高则要技术的进步。
锂离子电池的发展在经历一个快速期后,近些年进入一个缓慢上升期。例如三星每年平均提高6.5%的能量密度,远远落后于半导体产业的摩尔定律:
锂离子电池能量密度很大,而手机的电池又是里面能量密度最大的类型Li-Cobalt:
锂离子电池的使用条件
如此高能量密度的锂离子电池,它的使用要非常小心。稍有不慎,轻则影响寿命,重则可能爆炸起火,例如三星的。在所有的使用条件中,电压和温度是两个最重要的相关条件,如下图:
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
横轴是电压,纵轴是温度,可以看到在这个象限中,大片标明了各种可怕后果的红色不宜警告中,只有中间短短一小块安全区域。它才是锂离子电池的舒适区,脱离它都会造成风险:
高电压和低电压:
锂离子电池的电压,有开路电压和工作电压,这里不再细述。开路电压通常被含义为3.7V,但是全新的电池充饱后,能够达到4.2V;锂离子电池在达到3.4V后就可以说没电了,实际上3.0V才真正被称作完全没电。锂离子电池的放点曲线图:
高于4.2V和低于3.4V都会对锂离子电池寿命出现影响。高于4.2V被称为过充,会对电池寿命出现不可逆影响,严重的会造成thermalrunaway(热失控),可能引起涨泡、漏液、起火爆炸等。
锂离子电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。日历寿命运算复杂和应用场景关联紧密,故一般使用循环寿命(CycleLife),以次数为单位,表征电池可以循环充放电的次数。现在一般的电池循环寿命是数百次不等。国标300次。
低于2.0V被成为过放,会严重影响电池寿命。
高低温度:
高温和低温都会影响电池寿命,如图:
低温造成电池单元Cell电解液凝滞内阻降低,并可能在阴极形成锂凝结,不可逆的影响电池寿命。高温则可能引发爆炸等thermalrunaway。十分危险。
低温造成的影响
低温会让充电困难和危险,故充电要遵照JEITA:
同时低温下放电十分迅速:
锂离子电池的保护
所有的锂离子电池都带有自我保护电路。一个最简单的保护电路至少要包含以下这些要素:
ProtectionIC:带有双向充电和放电保护,在过充或者过放时断开电路,以策安全。
Fuse:在紧急时刻熔断电流,是最后一道保险。
结论
低温下使用锂离子电池,无论充电或者放电都性能不佳,而且有可能对寿命造成影响,还是应该防止。下面是一些锂离子电池使用中的大众说法,我们来一一鉴别一下:
1.第一次使用要满充满放三次,已激活锂离子电池。错误,锂离子电池没有记忆效应,不要激活。
2.最好用完光再充电。错误,循环寿命并不是庸俗的充电次数,而是一次整体Cycle,即将电池电量用光然后再充满的过程,而不是插上充电器再拔掉就算1次。可以随用随充。假如用光再冲,放置过久还可能导致过放,影响电池寿命。
3.不要一直充电,冲好了就拔下来。小部分正确,大部分错误。一般的手机在充电时并不是简单的恒定电压充电,而是为了延长电池寿命,有优化的充电算法,包括CC,CV和MC等等。在判断冲饱后并不会一直不停地冲,完全不用担心,可以一直插着电源用。部分山寨和低价设备由于缺少充电管理设备,建议充好即止。
4.闲置手机要及时充电。正确。锂离子电池放置不用,电力也会悄悄流逝,在低于2.0V后会过放,严重影响电池寿命。最好按时充电。
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