什么是鋰電池，你知道鋰電池的正確使用方法有哪些嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-10 12:12
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1.認(rèn)識(shí)記憶效應(yīng)（主要談的是鎳鎘和鎳氫電池，不感興趣可略過(guò)直接看第2）
電池記憶效應(yīng)是指電池的可逆失效，即電池失效后可重新回復(fù)的性能。記憶效應(yīng)是指電池長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受特定的工作循環(huán)后，自動(dòng)保持這一特定的傾向。這個(gè)最早定義在鎳鎘電池，鎳鎘的袋式電池不存在記憶效應(yīng)，燒結(jié)式電池有記憶效應(yīng)。而現(xiàn)在的鎳金屬氫（俗稱鎳氫）電池不受這個(gè)記憶效應(yīng)定義的約束。
因?yàn)楝F(xiàn)代鎳鎘電池工藝的改進(jìn)，上述的記憶效應(yīng)已經(jīng)大幅度的降低，而另外一種現(xiàn)象替換了這個(gè)定義，就是鎳基電池的“晶格化”，通常情況，鎳鎘電池受這兩種效應(yīng)的綜合影響，而鎳氫電池則只受“晶格化”記憶效應(yīng)的影響，而且影響較鎳鎘電池的為小。
在實(shí)際應(yīng)用中，消除記憶效應(yīng)的方法有嚴(yán)格的規(guī)范和一個(gè)操作流程。操作不當(dāng)會(huì)適得其反。
對(duì)于鎳鎘電池，正常的維護(hù)是定期深放電：平均每使用一個(gè)月（或30次循環(huán)）進(jìn)行一次深放電（放電到1.0V/每節(jié)，老外稱之為exercise），平常使用是盡量用光電池或用到關(guān)機(jī)等手段可以緩解記憶效應(yīng)的形成，但這個(gè)不是exercise，因?yàn)閮x器（如手機(jī)）是不會(huì)用到1.0V/每節(jié)才關(guān)機(jī)的，必須要專門的設(shè)備或線路來(lái)完成這項(xiàng)工作，幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個(gè)功能。
對(duì)于長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池，會(huì)因?yàn)橛洃浶?yīng)的累計(jì)，無(wú)法用exercise進(jìn)行容量回復(fù)，這時(shí)則需要更深的放電（老外稱recondition），這是一種用很小的電流長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池放電到0.4V每節(jié)的一個(gè)過(guò)程，需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行。
對(duì)于鎳氫電池，exercise進(jìn)行的頻率大概每三個(gè)月一次即可有效的緩解記憶效應(yīng)。因?yàn)殒嚉潆姵氐难h(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鎘電池，幾乎用不到recondition這個(gè)方法。
▲建議1：每次充電以前對(duì)電池放電是沒(méi)有必要，而且是有害的，因?yàn)殡姵氐氖褂脡勖鼰o(wú)謂的減短了。
▲建議2：用一個(gè)電阻接電池的正負(fù)極進(jìn)行放電是不可取的，電流沒(méi)法控制，容易過(guò)放到0V，甚至導(dǎo)致串聯(lián)電池組的電池極性反轉(zhuǎn)。
2.電池需要激活嗎？
回答是電池需要激活，但這不是用戶的要做的事。我參觀過(guò)鋰離子電池的生產(chǎn)廠，鋰離子電池在出廠以前要經(jīng)過(guò)如下過(guò)程：
鋰離子電池殼灌輸電解液---封口----化成，就是恒壓充電，然后放電，如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)，使電極充分浸潤(rùn)電解液，充分活化，以容量達(dá)到要求為止，這個(gè)就是激活過(guò)程---分容，就是測(cè)試電池的容量選取不同性能（容量）的電池進(jìn)行歸類，劃分電池的等級(jí)，進(jìn)行容量匹配等。這樣出來(lái)的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過(guò)的了。我們大家常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活以后才出廠的。其中有些電池的激活過(guò)程需要電池處于開(kāi)口狀態(tài)，激活以后再封口，這個(gè)工序也只可能有電芯生產(chǎn)廠家來(lái)完成了。
這里存在一個(gè)問(wèn)題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，這個(gè)時(shí)間有時(shí)會(huì)很長(zhǎng)，短則1個(gè)月，長(zhǎng)則半年，這個(gè)時(shí)候，因?yàn)殡姵仉姌O材料會(huì)鈍化，所以廠家建議初次使用的電池最好進(jìn)行3~5次完全充放過(guò)程，以便消除電極材料的鈍化，達(dá)到最大容量。
在2001年頒布的三個(gè)關(guān)于鎳氫。鎳鎘和鋰離子電池的國(guó)標(biāo)中，其初始容量的檢測(cè)均有明確規(guī)定，對(duì)電池可以進(jìn)行5次深充深放，當(dāng)有一次符合規(guī)定時(shí)，試驗(yàn)即可停止。這很好的解釋了我說(shuō)的這個(gè)現(xiàn)象。
★那么稱之為“第二次激活”也是可以的，用戶初次使用的“新”電池盡量進(jìn)行幾次深充放循環(huán)。
●然而據(jù)我的測(cè)試（針對(duì)鋰離子電池），存儲(chǔ)期在1~3個(gè)月之內(nèi)的鋰離子電池， 對(duì)它進(jìn)行深充深放的循環(huán)處理，其容量提高現(xiàn)象幾乎不存在。（我在專題討論區(qū)有關(guān)于電池激活的測(cè)試報(bào)告）
3.前三次要充12小時(shí)嗎？
這個(gè)問(wèn)題是緊扣上面的電池激活問(wèn)題的，姑且設(shè)出廠的電池到用戶手上有電極鈍化現(xiàn)象，為了激活電池進(jìn)行深充深放電循環(huán)3次。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為深充是不是就是要充12個(gè)小時(shí)的問(wèn)題。那么我的另一片文章“論手機(jī)電池的充電時(shí)間”已經(jīng)回答了這個(gè)問(wèn)題。
早期的手機(jī)鎳氫電池因?yàn)樾枰a(bǔ)充和涓流充電過(guò)程，要達(dá)到最完美的充飽狀態(tài)，可能需要5個(gè)小時(shí)左右，但是也是不需要12個(gè)小時(shí)的。而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決定了它的深充電時(shí)間無(wú)需12個(gè)小時(shí)。
檢測(cè)鋰離子電池充飽與否的唯一最終的方法就是測(cè)試在不充電（也不放電）狀態(tài)時(shí)的鋰離子電池的電壓。
所謂恒壓階段電流減小其真正的目的就是逐漸減小在電池內(nèi)阻上因充電電流而產(chǎn)生的附加電壓，當(dāng)電流小到0.01C，比如6mA，這個(gè)電流乘與電池內(nèi)阻（一般在200毫歐之內(nèi)）僅為1mV，可以認(rèn)為這時(shí)的電壓就是無(wú)電流狀態(tài)的電池電壓。
其次，手機(jī)的基準(zhǔn)電壓不一定等于座充的基準(zhǔn)電壓，手機(jī)認(rèn)為充飽的電池到了座充上，座充卻不認(rèn)為已經(jīng)充飽，卻繼續(xù)進(jìn)行充電。
4.充電電池有最佳狀態(tài)嗎？
有一種說(shuō)法就是，充電電池使用得當(dāng)，會(huì)在某一段循環(huán)范圍出現(xiàn)最佳的狀態(tài)，就是容量最大。這個(gè)要分情況，密封的鎳氫電池和鎳鎘電池，如果使用得當(dāng)（比如定期的維護(hù)，防止記憶效應(yīng)的產(chǎn)生和累計(jì)），一般會(huì)在100～200個(gè)循環(huán)處達(dá)到其容量的最大值，比如出廠容量為1000mAh的鎳氫電池用了120次循環(huán)后，其容量有可能達(dá)到1100mAh.幾乎所有的日本鎳氫電池生產(chǎn)商的技術(shù)規(guī)格書(shū)中描述鎳基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描述。
★鎳基電池有最佳狀態(tài)，一般在100~200循環(huán)次數(shù)之間達(dá)到其最大容量
對(duì)于液態(tài)鋰離子電池，卻根本不存在這樣一個(gè)循環(huán)容量的駝峰現(xiàn)象，從鋰離子電池出廠到最終電池報(bào)廢為止，其容量的表現(xiàn)就是用一次少一次。我在對(duì)鋰離子電池做循環(huán)性能的時(shí)候也從來(lái)沒(méi)有看到過(guò)有容量回升的跡象。
★鋰離子電池沒(méi)有最佳狀態(tài)。
值得一提的是，鋰離子電池更容易受環(huán)境溫度的變化而表現(xiàn)不同的性能，在25~40度的環(huán)境溫度會(huì)表現(xiàn)其最好性能，而低溫或高溫狀態(tài)，他的性能就大打折扣了。要使你的鋰離子電池充分展現(xiàn)它的容量，一定要細(xì)心的注意使用環(huán)境，防止高低溫現(xiàn)象，比如手機(jī)放在汽車的前臺(tái)上，中午的太陽(yáng)直射很容易就可以使其超過(guò)60度，北方的用戶的電池待機(jī)時(shí)間，同等網(wǎng)絡(luò)情況下，就沒(méi)有南方的用戶長(zhǎng)了。
5.真的是充電電流越大，充電越快嗎？
“論手機(jī)電池的充電時(shí)間”一文中已經(jīng)講了這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于恒流充電的鎳基電池，可以這么說(shuō)，而對(duì)應(yīng)鋰離子電池，這個(gè)是不完全正確的。
★★對(duì)于鋰離子電池的充電，在一定電流范圍內(nèi)（1.5C~0.5C），提高恒流恒壓充電方式的恒流電流值，并不能縮短充飽鋰離子電池的時(shí)間。
6.直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎？
這就要討論手機(jī)的充電方式了，對(duì)于充電管理在手機(jī)里面的，設(shè)定同樣一個(gè)直充（實(shí)際應(yīng)稱為電源適配器）的輸出如：5.3V 600mA
A.充電管理是開(kāi)關(guān)方式（高頻脈寬調(diào)整PWM方式），這個(gè)充電方式，手機(jī)并沒(méi)有完全利用直充的輸出能力，直充工作在恒壓段，輸出5.3V，此時(shí)真正的充電電流由手機(jī)的充電管理進(jìn)行調(diào)整，而且肯定要小于600mA，一般在300~400mA.這個(gè)時(shí)候，大家看到的直充的輸出電流就不是手機(jī)的充電電流。比如motorola的許多直充其輸出為5.0V 1A，真正對(duì)電池充電的也就用到了500mA足矣，因?yàn)槭謾C(jī)的電池容量也不過(guò)580mAh.
★這時(shí)直充上標(biāo)的輸出電流就不等于實(shí)際充電電流
B.充電管理為脈沖方式的，這個(gè)充電方式，手機(jī)完全利用了直充的限流電流，就是用了600mA在電池上，這個(gè)時(shí)候，直充的輸出電流就是充電電流了。
當(dāng)然以上的都是指在鋰離子電池的恒流階段或鎳氫電池的充電而言。
如果手機(jī)沒(méi)有充電管理，把充電的管理移到了直充上，比如許多的CDMA手機(jī)都是如此，這個(gè)就沒(méi)什么好說(shuō)的，它的輸出寫(xiě)的很明白，比如輸出：4.2V 500mA，這個(gè)就是鋰離子電池恒流恒壓兩個(gè)數(shù)據(jù)了
7.循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎？
循環(huán)就是使用，我們是在使用電池，關(guān)心的是使用的時(shí)間，為了衡量充電電池的到底可以使用多長(zhǎng)時(shí)間這樣一個(gè)性能，就規(guī)定了循環(huán)次數(shù)的定義。實(shí)際的用戶使用千變?nèi)f化，因?yàn)闂l件不同的試驗(yàn)是沒(méi)有可比性的，要有比較就必須規(guī)范循環(huán)壽命的定義。
