笔记本电池工作原理是什么？

笔记本电池工作原理是什么？

般笔记本电电池电芯使用的是10.8V或11.1V，而单个电池无法满足要求因此笔记本电脑电池都是采用多个单体电池串联和并联组成的电池组。至于大家常常在电池的外壳看到的3300mAh、4400mAh等指的是电池的容量，它是指示该电流对电池进行放电时可使用一小时，例如：4400mAh的锂电池可以以4400mA的电流放电一小时。所以该数值越大越好证明它能工作的时间越长。

充放电控制和保护电路顾名思义是负责电池的充放电控制和保护的，它工作的原理是这样的，因为锂电池在充电过程中到很接近充满时电压会略微下降一点，所以控制电路检测到这种情况时就认为电池已经充满了，保护电路也工作切断电源以防止过充；放电时电池的电压是基本稳定不变的，只有在电池所剩的电力很少时才会突然下降，当控制电路检测到这种情况就认为电池的电力用完了并通知保护电路切断电源防止因过度放电使电池寿命缩短。

有关笔记本电池的内部结构，其实简单的不得了，一个外壳、一个工作电路外加一个电池组。

这是我们平时看到的笔记本电池完整外观这是我们平时看到的笔记本电池完整外观

目前，市场上销售的笔记本电脑几乎都采用锂离子电池（Li-ion）。镍铬电池（Ni-cd）、镍氢电池（Ni-MH）因为记忆效应已经被淘汰；燃料电池仍在实验中。所以我们以讨论锂离子电池的使用为主。

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为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，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。

锂离子的移动产生了电流。化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过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造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，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出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我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保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，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。笔记本电脑用锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID、充电状态、放电次数等数值。

这些数值在使用中会逐渐变化。我个人认为，在笔记本电脑的使用说明中的"使用一个月后应该全充放一次"的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段，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烁。恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0，而最终完成充电。电量统计芯片通过记录放电曲线(电压，电流，时间)可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在BatteryInformaTIon里读到的wh.值。

而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。

一般来说，电池的接缝都是通过粘合剂粘在一起的，因此我们很容易看到粘合的位置，不过基本上这个接口位置，没有强力工具，基本是无法打开了。拆解之后，大家可以看到，95％以上体积都是电芯，外加一块电路板

笔记本电池基本都是电池组

电池主要就是壳子＋电路板＋电芯，看起来最重要的部分是电芯，其实不然，最主要的部分是电路，因为一个电池本身的使用过程，是记录在电路板中的。维修一个电池，如果只是简单的更换电芯，那是没有用的，因为关于这个电池本身的好坏，一直都有记录在案。因此如果大家如果有去打听电池维修，会发现一个解锁的词语，其实就是将电路板锁记载的有关电池的信息重置，例如将充电次数、以及使用时间等重新设，加上全好电芯的搭配，就会实现跟新电池一样的延续时间。