锂电池简单/复杂应用详解（下）

从手机到汽车锂电池简单/复杂应用详解（上）

电动汽车中的锂电池我们花费了太多笔墨，这是因为这里的情况最复杂。下面我们说说锂电池常见的说法。

关于锂电池的各种谣言（一）

谣言一：新电池买来要充放三次才会激活？

这是从多年前镍镉电池复制过来的说法，锂电池的激活是在工厂里进行的，原材料经过合浆、涂布、切片、辊压、叠片、组装电芯、烘烤、注电解液、化成、大电流测试，后就算完成了激活。普通人家里也没有这种设备。这种建议甚至在某品牌的手机说明书中出现过，也许是写说明书的人一直复制从前的版本，没有发现错误。

锂电池买来时你会发现大都还剩余30%左右电量，这是工厂库存时最理想的剩余电量。

锂电池激活过程，这种设备你有么？

谣言二：锂电池要用光电再充？

这也是来自10年前镍镉的说法，那种电池有记忆效应，所以要放光后再充。之前我们在充放百分比对寿命的影响中有个例子：

工厂标注：每次从0%充放到100%，1C放，0.3C充，500次后容量衰减到80%

每次电量的循环都在25%-75%，1C放，0.3C充，2000次后容量衰减到80%

每次电量的循环都在50%-100%，1C放，0.3充，1800次后容量衰减到80%

后两种做法虽然每次只用了一半的电量，但循环次数一个是之前的4倍，一个是之前的3.6倍，所以全寿命期放出的能力还是比深充深放的方式多1倍。这就是所谓的“浅充浅放有利于延长寿命”。0%-100%属于深充深放，是最耗费寿命的一种用法。所以手机电池随用随充，不要追求时时刻刻满电，也不要经常用到自动关机，这样对电池寿命最有益。

但还需要注意的是，我们把手机、平板用到自动关机时并不是电池电量0%的时候，一般来说手机厂商设计电池电压低于3.0V时就自动关闭了，实际电池放电到2.7V以下才会伤到电池，3.0V时电池里至少还有5%的剩余电量，所以即便用到自动关机也不要太担心伤到电池，只不过每次都用这么光也算准深充深放了。

谣言三：边打电话边充电，手机会爆炸？

这个谣言的依据可能是，这样做会导致电池温度比仅充电时温度高。如果说温度会更高还是有一定道理的，因为充电时能量转化效率通常只有85%，剩下15%的能量就是废热；打电话时基带芯片也处于工作状态，也在发热，尤其是打电话时手机的一侧还贴在散热不好的脸上，这3个因素都加重了电池上的温度。

但如果真像谣言中所说，你每周你都应该听说某某同事被炸到脸了吧？所以真相是只会造成手机电池内部温度升高，并没有太严重后果。

关于锂电池的各种谣言传言（二）

谣言四：充电时间不要超过12小时，转绿灯后多充1小时可以多充10%电量？

为了防止电池爆炸，行业内是按十亿分之一级别故障率设计的，但不论过程和工艺如何控制，单一步骤都达不到这么高的安全程度，所以采用的是两级。充电器上有一级，电池保护板上有一级。每一级保证十万分之一的故障率是可以实现的，那么两个同时出问题导致电池爆炸就是百亿分之一。

充电器一侧是这样设计的，先采用恒流方式充电，在充到大约75%电量时以4.2V的恒压方式充电，这时电流会因电池电压的增高而慢慢下降，充电器在不断判断电流大小，直到电流小于某个值，比如20mA，然后绿灯亮起。

接下来充电器做什么事呢？这要看你采用什么控制芯片来做充电器了。芯片的控制方式决定之后充电器做什么事。

1、TI的BQ2057系列充电芯片，Linear的LT1800系列就是让座充彻底关断充电回路，那么在座充上再放置10个小时也是毫无影响。

2、座充继续进行恒压充电，并严格控制电压不超出4.2V，无疑再多充几小时，确实可以增加电量。不过从转绿灯到4.2V的过程中增加不到0.1%的电量，没什么用。

3、Maxim的1679芯片在很多手机中内部也会看到，它采用脉冲方式充电，它在显示绿灯的时候，就是电池已经100%充饱了，当然再放置一个小时，它也不会过充。也就是说不但很多充电器绿灯时就停止充电了，连手机本身都拒绝再充入电流了。

4、座充继续充电，但是它的电流控制很糟糕，不小心就使电池超出了4.2V，而且继续往上跑。那过充就发生了，什么时候电压到了5V就离爆炸不远了，不过除了充电器外，电池一侧也有保护，所以垃圾充电器卖的很多，电池爆炸的事情却不常见。

最后一种是典型的垃圾充电器，你如果是手机插用这种东西充电，手机内部的充电管理芯片也能在充满时切断电流。但如果你是把电池拿出来接在这类充电器上，那说不定就要鼓包，甚至爆炸了。

谣言五：夜间电网电压波动比较大，锂电池比较娇贵，所以不要夜间充电？

如果真是这样，全世界每天晚上都坏掉好几百万颗电池，早起起来一看，电池废了？实际情况是从220V市电变到5V电压，再从5V电压变换到给电池充电的电压，中间经过好几道电压变换的步骤，每一步的输出电压都是合格的。即便220V那端再怎么波动，都不会影响到电池充电的电压。这种谣言的说法改换一种场景就是：台风鲶鱼将登陆福建，所以请北京市民远离公园和护城河等水域，以免危及生命安全。看上去是挺体恤人的，实际那边台风再大，护城河也不会因此风浪大作。

传言：锂聚合物电芯比18650电芯更安全？

这种说法有一定道理，爆炸分两类：一类是电池内部短路后温度急剧增加出现燃烧，产生爆炸；第二类是电池内部产生气体，并没有燃烧，气体撑爆了外壳。聚合物电芯很大程度上避免了第二类爆炸的原因，聚合物电芯没有封闭在固定体积内，一旦使用不当，电解液产生了气体电芯就鼓起来了，有时还会撑破外皮，气体泄漏出去，由于故障电池虽然也会失效，但避免了爆炸。

18650电芯也有安全阀，一旦产生气体压力增加到一定程度阀门会切断电路，于是电池就没有电压也不能继续使用了，但是很多国产18650的阀门并不可靠，所以相比聚合物可以鼓包的特性来说，18650电芯确实更容易爆炸。

而且采用三元材料的锂电池只要正极物质暴露在空气中，与其中的氧、水接触，都极易发生燃烧，我从前还认为松下、三洋这些品牌的不会，只有国产的垃圾电芯才会燃烧、爆炸，后来看过一期锂电池爆炸的科普节目，发现只要刺穿18650电芯他们全部都会燃烧。进口高档和国产只是在安全阀门上有差异才导致了进口的更安全。

传言：电量显示为什么经常不准？

移动设备的电池电量显示目前有2种做法，一种是苹果早在iPhone3GS就开始用的库仑计测电量，是统计流过的电荷数量，所以精确度很高。另一种是电压拟合方式判断电量，这种方式误差大。

这是一个容量2600mAh三元材料锂电池，1A放电，25℃下的放电曲线，纵轴是电压，横轴是时间。手机生产中采购同一型号电池，一致性好的电池的放电曲线几乎相同，把电量百分比对应的电压点记录下来，就可以形成一个【电压-电量】的对照表，只要测量电压，就能对应知道剩余电量。这就是电压拟合的原理。但我们会发现，A段电压随电量变化比较明显，B段电量变化很多，但电压不怎么变。所以B段电量显示的误差就更容易大。这是误差产生的原因之一。

同一颗电池不同温度下放电曲线不同，上图就是刚刚那颗电池在15℃和25℃下的放电曲线，一个温度对应一条线，两个绿点是电压相同的点，按刚刚【电压-电量】对照表去显示电量，就会造成10%的误差，那么你说这不要紧，可以在5℃、15℃、25℃、35℃……不同温度下测试后多做几张对应表，显示电量前先测温度，再判断用哪张【电压-电量】对照表，问题不就解决了吗？没错，这样确实能进一步减少误差，但我要说，放电曲线的变化还随负载也有相当大的变化呢，还随电池所处的寿命周期的位置也有小幅度变化呢。你难道为了显示电量，要做出一张【n种温度×m种负载×q种寿命点--电量】的对照表吗？差不多得了，又不是做实验。于是低成本的移动设备不愿意用库仑计，也就干脆不用数字显示了，成本又高又不准，干脆设四个LED灯，每个灯代表25%电量，管他准不准。