如何為新電池充電？鋰電池充電的四個(gè)階段
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2019-04-09 19:49
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趙本山：特斯拉貴嗎？范偉：貴。趙本山：特斯拉費(fèi)電嗎？范偉：費(fèi)電。趙本山：那你為什么還買(mǎi)？范偉：你忽悠滴。
這個(gè)段子說(shuō)特斯拉是個(gè)大忽悠可能有人不愛(ài)聽(tīng)，可是，換位思考一下，讓特斯拉“沒(méi)病走兩步”，的確能看出點(diǎn)問(wèn)題來(lái)。就說(shuō)它到中國(guó)開(kāi)店吧——其實(shí)，開(kāi)店這事沒(méi)錯(cuò)，問(wèn)題出在進(jìn)店訂車的人身上。前兩天，位于北京芳草地僑福購(gòu)物中心一層的特斯拉北京直營(yíng)店剛一開(kāi)門(mén)，就有一對(duì)父子直奔展車。年輕人只問(wèn)了問(wèn)到貨時(shí)間、可選顏色等簡(jiǎn)單問(wèn)題，對(duì)車子性能、安全等重要事項(xiàng)概不在意，而父親雖說(shuō)關(guān)注到充電樁怎么裝、續(xù)航里程與保養(yǎng)等實(shí)際問(wèn)題，但也只是問(wèn)一下而已，前后不到20分鐘，這對(duì)父子就直接交了25萬(wàn)元定金。有人形容，“整個(gè)過(guò)程比買(mǎi)菜還快。”
陸游曾經(jīng)指出：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。”在購(gòu)買(mǎi)特斯拉這件事上，讓這對(duì)父子做出像買(mǎi)菜一樣買(mǎi)車之舉的，顯然是“紙上”的東西，是那些“躬行”之后才能覺(jué)出“淺”的多具忽悠性的文字。事實(shí)上，從特斯拉去年11月份正式進(jìn)駐中國(guó)至今的幾個(gè)月來(lái)，吸引的顧客多為IT業(yè)精英和投資界富豪，這些客戶很多都像上述父子這樣，來(lái)店之前已有明確的購(gòu)車意向，看車之后一般都會(huì)直接交定金。如果特斯拉的目標(biāo)客戶就是這一人群，那么這在證實(shí)了特斯拉對(duì)忽悠策略過(guò)分倚重的同時(shí)，也幾乎宣布了其將走上一條狹窄而前景暗淡的不歸路。
有人分析稱，特斯拉的成功只在于所謂的“創(chuàng)新”——把電動(dòng)車技術(shù)嫁接在傳統(tǒng)高檔跑車上。但喜歡高檔跑車的人，心中還是那些名聲響亮的傳統(tǒng)品牌，像什么布加迪、蘭博基尼、法拉利，這些車才要性能有性能、要體面有體面，與之相比，特斯拉算什么！當(dāng)然，一般消費(fèi)者更不會(huì)買(mǎi)特斯拉，因?yàn)闆](méi)有這種購(gòu)買(mǎi)能力，但他們是市場(chǎng)絕對(duì)的主體。說(shuō)到底，特斯拉只是一個(gè)小眾車型，是一個(gè)比傳統(tǒng)超跑還要小眾的車型。
與客戶群多為非理性沖動(dòng)型購(gòu)買(mǎi)者相關(guān)聯(lián)，特斯拉“走兩步”之后暴露出的另一個(gè)問(wèn)題是，作為電動(dòng)車，它沒(méi)有解決電動(dòng)車一直面對(duì)的亟待解決的根本性難題。其續(xù)航能力僅僅是通過(guò)增加電池實(shí)現(xiàn)的，以至于電池重量達(dá)到0.5噸以上，使得整車自重被推高至2.1噸。價(jià)格推高也是自然而然的事了。批評(píng)者認(rèn)為，這樣一家還在用筆記本電池造電動(dòng)車的企業(yè)，在電動(dòng)車領(lǐng)域的技術(shù)難言領(lǐng)先，如果把車造小一點(diǎn)，它甚至還不如我們的比亞迪造的好，況且，它根本沒(méi)經(jīng)歷過(guò)大規(guī)模量產(chǎn)的挑戰(zhàn)，因此，撐過(guò)幾年之后，特斯拉很可能難逃創(chuàng)業(yè)公司的一般宿命：被收購(gòu)或倒閉。
特斯拉面臨的環(huán)保尷尬就更不用說(shuō)了。去年5月，一位名叫內(nèi)森·韋斯（NathanWeiss）的分析師發(fā)表文章，批評(píng)特斯拉根本不環(huán)保。他通過(guò)數(shù)據(jù)比較得出結(jié)論說(shuō)，特斯拉比大切諾基還要“臟”。一方面，特斯拉平均耗電量達(dá)到188Wh/km，以煤電換算，其碳排放相當(dāng)于175g/km，遠(yuǎn)高于歐洲排放法規(guī)（2015年新標(biāo)）130g/km的標(biāo)準(zhǔn)。即使是在煤電占總發(fā)電量40%的美國(guó)，特斯拉也算不得清潔。何況，煤電廠排放的不只是二氧化碳，還有氧化氮、二氧化硫等其他有害氣體，其排放量比汽油汽車高很多。另一方面，制造電動(dòng)汽車的過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞更大，特別是生產(chǎn)鋰電池。因此，在上路之前，特斯拉就已經(jīng)遠(yuǎn)比其他汽車污染嚴(yán)重了。只有開(kāi)得夠久，特斯拉的“綠色”才能顯現(xiàn)，但問(wèn)題是，電池壽命有限，不管車開(kāi)不開(kāi)，電池每天都在慢慢老去。
唱衰特斯拉，并非出于“羨慕忌妒恨”，只是想告誡大家，先別著急為特斯拉鼓掌，冷靜一下，看看那些先下手的人“躬行”之后的效果，再作決定不遲。好萊塢大牌明星喬治·克魯尼玩了幾個(gè)月后，抱怨該車“老是拋錨”，不是表示堅(jiān)決不再買(mǎi)特斯拉了么。隨著新能源科技的不斷發(fā)展，鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品，大到公交汽車、新能源汽車，電動(dòng)自行車，小到家用筆記本、手機(jī)數(shù)碼相機(jī)、ipad等，都離不開(kāi)鋰離子電池，由于其循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%，而且輸出功率大，使用壽命長(zhǎng)，不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。然而鋰離子電池在使用過(guò)程中的一個(gè)重要問(wèn)題就是安全問(wèn)題，一旦使用不當(dāng)，輕者影響電池性能和壽命，嚴(yán)重的可引起電池燃燒、爆炸，為此在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)電池增加防護(hù)措施時(shí)必不可少的。
鋰離子電池保護(hù)板就是防止鋰離電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)的一些違規(guī)操作而破壞電池正常功能的一種產(chǎn)品，其本質(zhì)是一塊帶有保護(hù)芯片的PCB板，板上一般設(shè)有B+、B1、B2…Bn、B-，P+、P-、CH-等基本功率輸入輸出端以及TH、ID等信息讀取端，B+、B1、B2…Bn、B-和電芯的輸出端直接相連，P+、P-、CH-和負(fù)載相連。在實(shí)際生產(chǎn)鋰離電池過(guò)程中，為了保證成品鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量，檢測(cè)部門(mén)必須對(duì)新進(jìn)的保護(hù)板進(jìn)行功能測(cè)試。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
電池的正確充電方法
鋰離子電池的使用我們分三點(diǎn)來(lái)談：
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此，從我自己的實(shí)踐來(lái)看，從一開(kāi)始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。對(duì)于鋰電池的“激活”問(wèn)題，眾多的說(shuō)法是：充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí)，反復(fù)做三次，以便激活電池。
這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過(guò)的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。通常，手機(jī)說(shuō)明書(shū)上介紹的充電方法，就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。
此外，鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō)，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。此外在對(duì)某些手機(jī)上，充電超過(guò)一定的時(shí)間后，如果不去取下充電器，這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開(kāi)始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對(duì)電池和手機(jī)/充電器的壽命而言是不利的。
同時(shí)，長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間，往往需要在夜間進(jìn)行，而以我國(guó)電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多，于是這又帶來(lái)附加的危險(xiǎn)。此外，不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰電池同樣也不適合過(guò)放電，過(guò)放電對(duì)鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問(wèn)題。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開(kāi)始充電
在我們的論壇上，經(jīng)?？梢砸?jiàn)到這種說(shuō)法，因?yàn)槌浞烹姷拇螖?shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個(gè)關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
循環(huán)壽命（10%DOD）：》1000次
循環(huán)壽命（100%DOD）：》200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫(xiě)。從表中可見(jiàn)，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時(shí)的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長(zhǎng)很多。當(dāng)然如果折合到實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘浚?0%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個(gè)說(shuō)法要做一些修正：在正常情況下，你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電，但假如你的電池在你預(yù)計(jì)第2天不可能堅(jiān)持整個(gè)白天的時(shí)候，就應(yīng)該及時(shí)開(kāi)始充電，當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。
而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計(jì)即將到來(lái)的會(huì)導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候，即使在電池尚有很多余電時(shí)，那么你也只管提前充電，因?yàn)槟悴](méi)有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個(gè)x會(huì)很小。電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長(zhǎng)充電一樣流傳甚廣的一個(gè)說(shuō)法，就是“盡量把手機(jī)電池的電量用完，最好用到自動(dòng)關(guān)機(jī)”。
這種做法其實(shí)只是鎳電池上的做法，目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因?yàn)槭謾C(jī)電池電量過(guò)低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個(gè)例子中的手機(jī)在后來(lái)的充電及開(kāi)機(jī)中均無(wú)反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過(guò)度放電而導(dǎo)致電壓過(guò)低，以至于不具備正常的充電和開(kāi)機(jī)條件造成的。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
3、對(duì)鋰電池手機(jī)的正確做法
歸結(jié)起來(lái)，我對(duì)鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問(wèn)題最重要的提示是：
1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行;
2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過(guò)低提示時(shí)，應(yīng)該盡量及時(shí)開(kāi)始充電;
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時(shí)長(zhǎng)充電激活”方法，實(shí)際上也不會(huì)有效果。因此，所有追求12小時(shí)超長(zhǎng)充電和把鋰電池手機(jī)用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的做法，都是錯(cuò)誤的。如果你以前是按照錯(cuò)誤的說(shuō)法做的，請(qǐng)你及時(shí)改正，也許為時(shí)還不晚。當(dāng)然，在手機(jī)及充電器自身保護(hù)和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對(duì)鋰電池的保護(hù)還是有相當(dāng)保證的。所以對(duì)充電規(guī)則的理解才是重點(diǎn)，在某些情況下也是可以做出某種讓步的。
比如你發(fā)現(xiàn)手機(jī)在你夜晚睡覺(jué)前必須充電的話，你也可以在睡前開(kāi)始充電。問(wèn)題的關(guān)鍵在于，你應(yīng)該知道正確的做法是什么，并且不要刻意按照錯(cuò)誤的說(shuō)法去做。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段
充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來(lái)表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電流，定義如下：
I=M&TImes;Cn
其中：
I=充電或放電電流，A
M=C的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)
C=額定容量的數(shù)值，Ah
N=小時(shí)數(shù)（對(duì)應(yīng)于C）。
以1倍C速率放電的電池將在一個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放標(biāo)稱的額定容量。例如，如果標(biāo)稱容量是1000mAhr，那么1C的放電速率對(duì)應(yīng)于1000mA的放電電流，C/10的速率對(duì)應(yīng)100mA的放電電流。
通常生產(chǎn)商標(biāo)定的電池容量都是指n=5時(shí)，即5小時(shí)放電的容量。例如，上述電池在200mA恒流放電時(shí)能夠提供5小時(shí)的工作時(shí)間。理論上該電池在1000mA恒流放電時(shí)能夠提供1小時(shí)的工作時(shí)間。然而實(shí)際上由于大電池放電時(shí)效能降低，此時(shí)的工作時(shí)間將小于1小時(shí)。
那么怎樣才能正確地為鋰離子電池充電呢？鋰離子電池最適合的充電過(guò)程可以分為四個(gè)階段：涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。
階段1：涓流充電——涓流充電用來(lái)先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充（恢復(fù)性充電）。在電池電壓低于3V左右時(shí)，先采用最大0.1C的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
階段2：恒流充電——當(dāng)電池電壓上升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。恒流充電時(shí)的電流并不要求十分精確，準(zhǔn)恒定電流也可以。在線性充電器設(shè)計(jì)中，電流經(jīng)常隨著電池電壓的上升而上升，以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問(wèn)題。
大于1C的恒流充電并不會(huì)縮短整個(gè)充電周期時(shí)間，因此這種做法不可取。當(dāng)以更高電流充電時(shí)，由于電極反應(yīng)的過(guò)壓以及電池內(nèi)部阻抗上的電壓上升，電池電壓會(huì)更快速地上升。恒流充電階段會(huì)變短，但由于下面恒壓充電階段的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加，因此總的充電周期時(shí)間并不會(huì)縮短。
階段3：恒壓充電——當(dāng)電池電壓上升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開(kāi)始恒壓充電階段。為使性能達(dá)到最佳，穩(wěn)壓容差應(yīng)當(dāng)優(yōu)于+1%。
階段4：充電終止——與鎳電池不同，并不建議對(duì)鋰離子電池連續(xù)涓流充電。連續(xù)涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰出現(xiàn)極板電鍍效應(yīng)。這會(huì)使電池不穩(wěn)定，并且有可能導(dǎo)致突然的自動(dòng)快速解體。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者兩者的結(jié)合）。最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開(kāi)始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止充電過(guò)程。
上述四階段的充電法完成對(duì)完全放電電池的充電約需要2.5至3小時(shí)。高級(jí)充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口（通常為0℃至45℃），那么充電會(huì)暫停。
這個(gè)段子說(shuō)特斯拉是個(gè)大忽悠可能有人不愛(ài)聽(tīng)，可是，換位思考一下，讓特斯拉“沒(méi)病走兩步”，的確能看出點(diǎn)問(wèn)題來(lái)。就說(shuō)它到中國(guó)開(kāi)店吧——其實(shí)，開(kāi)店這事沒(méi)錯(cuò)，問(wèn)題出在進(jìn)店訂車的人身上。前兩天，位于北京芳草地僑福購(gòu)物中心一層的特斯拉北京直營(yíng)店剛一開(kāi)門(mén)，就有一對(duì)父子直奔展車。年輕人只問(wèn)了問(wèn)到貨時(shí)間、可選顏色等簡(jiǎn)單問(wèn)題，對(duì)車子性能、安全等重要事項(xiàng)概不在意，而父親雖說(shuō)關(guān)注到充電樁怎么裝、續(xù)航里程與保養(yǎng)等實(shí)際問(wèn)題，但也只是問(wèn)一下而已，前后不到20分鐘，這對(duì)父子就直接交了25萬(wàn)元定金。有人形容，“整個(gè)過(guò)程比買(mǎi)菜還快。”
陸游曾經(jīng)指出：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。”在購(gòu)買(mǎi)特斯拉這件事上，讓這對(duì)父子做出像買(mǎi)菜一樣買(mǎi)車之舉的，顯然是“紙上”的東西，是那些“躬行”之后才能覺(jué)出“淺”的多具忽悠性的文字。事實(shí)上，從特斯拉去年11月份正式進(jìn)駐中國(guó)至今的幾個(gè)月來(lái)，吸引的顧客多為IT業(yè)精英和投資界富豪，這些客戶很多都像上述父子這樣，來(lái)店之前已有明確的購(gòu)車意向，看車之后一般都會(huì)直接交定金。如果特斯拉的目標(biāo)客戶就是這一人群，那么這在證實(shí)了特斯拉對(duì)忽悠策略過(guò)分倚重的同時(shí)，也幾乎宣布了其將走上一條狹窄而前景暗淡的不歸路。
有人分析稱，特斯拉的成功只在于所謂的“創(chuàng)新”——把電動(dòng)車技術(shù)嫁接在傳統(tǒng)高檔跑車上。但喜歡高檔跑車的人，心中還是那些名聲響亮的傳統(tǒng)品牌，像什么布加迪、蘭博基尼、法拉利，這些車才要性能有性能、要體面有體面，與之相比，特斯拉算什么！當(dāng)然，一般消費(fèi)者更不會(huì)買(mǎi)特斯拉，因?yàn)闆](méi)有這種購(gòu)買(mǎi)能力，但他們是市場(chǎng)絕對(duì)的主體。說(shuō)到底，特斯拉只是一個(gè)小眾車型，是一個(gè)比傳統(tǒng)超跑還要小眾的車型。
與客戶群多為非理性沖動(dòng)型購(gòu)買(mǎi)者相關(guān)聯(lián)，特斯拉“走兩步”之后暴露出的另一個(gè)問(wèn)題是，作為電動(dòng)車，它沒(méi)有解決電動(dòng)車一直面對(duì)的亟待解決的根本性難題。其續(xù)航能力僅僅是通過(guò)增加電池實(shí)現(xiàn)的，以至于電池重量達(dá)到0.5噸以上，使得整車自重被推高至2.1噸。價(jià)格推高也是自然而然的事了。批評(píng)者認(rèn)為，這樣一家還在用筆記本電池造電動(dòng)車的企業(yè)，在電動(dòng)車領(lǐng)域的技術(shù)難言領(lǐng)先，如果把車造小一點(diǎn)，它甚至還不如我們的比亞迪造的好，況且，它根本沒(méi)經(jīng)歷過(guò)大規(guī)模量產(chǎn)的挑戰(zhàn)，因此，撐過(guò)幾年之后，特斯拉很可能難逃創(chuàng)業(yè)公司的一般宿命：被收購(gòu)或倒閉。
特斯拉面臨的環(huán)保尷尬就更不用說(shuō)了。去年5月，一位名叫內(nèi)森·韋斯（NathanWeiss）的分析師發(fā)表文章，批評(píng)特斯拉根本不環(huán)保。他通過(guò)數(shù)據(jù)比較得出結(jié)論說(shuō)，特斯拉比大切諾基還要“臟”。一方面，特斯拉平均耗電量達(dá)到188Wh/km，以煤電換算，其碳排放相當(dāng)于175g/km，遠(yuǎn)高于歐洲排放法規(guī)（2015年新標(biāo)）130g/km的標(biāo)準(zhǔn)。即使是在煤電占總發(fā)電量40%的美國(guó)，特斯拉也算不得清潔。何況，煤電廠排放的不只是二氧化碳，還有氧化氮、二氧化硫等其他有害氣體，其排放量比汽油汽車高很多。另一方面，制造電動(dòng)汽車的過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞更大，特別是生產(chǎn)鋰電池。因此，在上路之前，特斯拉就已經(jīng)遠(yuǎn)比其他汽車污染嚴(yán)重了。只有開(kāi)得夠久，特斯拉的“綠色”才能顯現(xiàn)，但問(wèn)題是，電池壽命有限，不管車開(kāi)不開(kāi)，電池每天都在慢慢老去。
唱衰特斯拉，并非出于“羨慕忌妒恨”，只是想告誡大家，先別著急為特斯拉鼓掌，冷靜一下，看看那些先下手的人“躬行”之后的效果，再作決定不遲。好萊塢大牌明星喬治·克魯尼玩了幾個(gè)月后，抱怨該車“老是拋錨”，不是表示堅(jiān)決不再買(mǎi)特斯拉了么。隨著新能源科技的不斷發(fā)展，鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品，大到公交汽車、新能源汽車，電動(dòng)自行車，小到家用筆記本、手機(jī)數(shù)碼相機(jī)、ipad等，都離不開(kāi)鋰離子電池，由于其循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%，而且輸出功率大，使用壽命長(zhǎng)，不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。然而鋰離子電池在使用過(guò)程中的一個(gè)重要問(wèn)題就是安全問(wèn)題，一旦使用不當(dāng)，輕者影響電池性能和壽命，嚴(yán)重的可引起電池燃燒、爆炸，為此在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)電池增加防護(hù)措施時(shí)必不可少的。
鋰離子電池保護(hù)板就是防止鋰離電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)的一些違規(guī)操作而破壞電池正常功能的一種產(chǎn)品，其本質(zhì)是一塊帶有保護(hù)芯片的PCB板，板上一般設(shè)有B+、B1、B2…Bn、B-，P+、P-、CH-等基本功率輸入輸出端以及TH、ID等信息讀取端，B+、B1、B2…Bn、B-和電芯的輸出端直接相連，P+、P-、CH-和負(fù)載相連。在實(shí)際生產(chǎn)鋰離電池過(guò)程中，為了保證成品鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量，檢測(cè)部門(mén)必須對(duì)新進(jìn)的保護(hù)板進(jìn)行功能測(cè)試。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
電池的正確充電方法
鋰離子電池的使用我們分三點(diǎn)來(lái)談：
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此，從我自己的實(shí)踐來(lái)看，從一開(kāi)始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。對(duì)于鋰電池的“激活”問(wèn)題，眾多的說(shuō)法是：充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí)，反復(fù)做三次，以便激活電池。
這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過(guò)的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。通常，手機(jī)說(shuō)明書(shū)上介紹的充電方法，就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。
此外，鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō)，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。此外在對(duì)某些手機(jī)上，充電超過(guò)一定的時(shí)間后，如果不去取下充電器，這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開(kāi)始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對(duì)電池和手機(jī)/充電器的壽命而言是不利的。
同時(shí)，長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間，往往需要在夜間進(jìn)行，而以我國(guó)電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多，于是這又帶來(lái)附加的危險(xiǎn)。此外，不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰電池同樣也不適合過(guò)放電，過(guò)放電對(duì)鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問(wèn)題。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開(kāi)始充電
在我們的論壇上，經(jīng)?？梢砸?jiàn)到這種說(shuō)法，因?yàn)槌浞烹姷拇螖?shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個(gè)關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
循環(huán)壽命（10%DOD）：》1000次
循環(huán)壽命（100%DOD）：》200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫(xiě)。從表中可見(jiàn)，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時(shí)的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長(zhǎng)很多。當(dāng)然如果折合到實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘浚?0%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個(gè)說(shuō)法要做一些修正：在正常情況下，你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電，但假如你的電池在你預(yù)計(jì)第2天不可能堅(jiān)持整個(gè)白天的時(shí)候，就應(yīng)該及時(shí)開(kāi)始充電，當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。
而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計(jì)即將到來(lái)的會(huì)導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候，即使在電池尚有很多余電時(shí)，那么你也只管提前充電，因?yàn)槟悴](méi)有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個(gè)x會(huì)很小。電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長(zhǎng)充電一樣流傳甚廣的一個(gè)說(shuō)法，就是“盡量把手機(jī)電池的電量用完，最好用到自動(dòng)關(guān)機(jī)”。
這種做法其實(shí)只是鎳電池上的做法，目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因?yàn)槭謾C(jī)電池電量過(guò)低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個(gè)例子中的手機(jī)在后來(lái)的充電及開(kāi)機(jī)中均無(wú)反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過(guò)度放電而導(dǎo)致電壓過(guò)低，以至于不具備正常的充電和開(kāi)機(jī)條件造成的。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
3、對(duì)鋰電池手機(jī)的正確做法
歸結(jié)起來(lái)，我對(duì)鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問(wèn)題最重要的提示是：
1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行;
2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過(guò)低提示時(shí)，應(yīng)該盡量及時(shí)開(kāi)始充電;
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時(shí)長(zhǎng)充電激活”方法，實(shí)際上也不會(huì)有效果。因此，所有追求12小時(shí)超長(zhǎng)充電和把鋰電池手機(jī)用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的做法，都是錯(cuò)誤的。如果你以前是按照錯(cuò)誤的說(shuō)法做的，請(qǐng)你及時(shí)改正，也許為時(shí)還不晚。當(dāng)然，在手機(jī)及充電器自身保護(hù)和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對(duì)鋰電池的保護(hù)還是有相當(dāng)保證的。所以對(duì)充電規(guī)則的理解才是重點(diǎn)，在某些情況下也是可以做出某種讓步的。
比如你發(fā)現(xiàn)手機(jī)在你夜晚睡覺(jué)前必須充電的話，你也可以在睡前開(kāi)始充電。問(wèn)題的關(guān)鍵在于，你應(yīng)該知道正確的做法是什么，并且不要刻意按照錯(cuò)誤的說(shuō)法去做。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段
充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來(lái)表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電流，定義如下：
I=M&TImes;Cn
其中：
I=充電或放電電流，A
M=C的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)
C=額定容量的數(shù)值，Ah
N=小時(shí)數(shù)（對(duì)應(yīng)于C）。
以1倍C速率放電的電池將在一個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放標(biāo)稱的額定容量。例如，如果標(biāo)稱容量是1000mAhr，那么1C的放電速率對(duì)應(yīng)于1000mA的放電電流，C/10的速率對(duì)應(yīng)100mA的放電電流。
通常生產(chǎn)商標(biāo)定的電池容量都是指n=5時(shí)，即5小時(shí)放電的容量。例如，上述電池在200mA恒流放電時(shí)能夠提供5小時(shí)的工作時(shí)間。理論上該電池在1000mA恒流放電時(shí)能夠提供1小時(shí)的工作時(shí)間。然而實(shí)際上由于大電池放電時(shí)效能降低，此時(shí)的工作時(shí)間將小于1小時(shí)。
那么怎樣才能正確地為鋰離子電池充電呢？鋰離子電池最適合的充電過(guò)程可以分為四個(gè)階段：涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。
階段1：涓流充電——涓流充電用來(lái)先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充（恢復(fù)性充電）。在電池電壓低于3V左右時(shí)，先采用最大0.1C的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
階段2：恒流充電——當(dāng)電池電壓上升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。恒流充電時(shí)的電流并不要求十分精確，準(zhǔn)恒定電流也可以。在線性充電器設(shè)計(jì)中，電流經(jīng)常隨著電池電壓的上升而上升，以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問(wèn)題。
大于1C的恒流充電并不會(huì)縮短整個(gè)充電周期時(shí)間，因此這種做法不可取。當(dāng)以更高電流充電時(shí)，由于電極反應(yīng)的過(guò)壓以及電池內(nèi)部阻抗上的電壓上升，電池電壓會(huì)更快速地上升。恒流充電階段會(huì)變短，但由于下面恒壓充電階段的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加，因此總的充電周期時(shí)間并不會(huì)縮短。
階段3：恒壓充電——當(dāng)電池電壓上升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開(kāi)始恒壓充電階段。為使性能達(dá)到最佳，穩(wěn)壓容差應(yīng)當(dāng)優(yōu)于+1%。
階段4：充電終止——與鎳電池不同，并不建議對(duì)鋰離子電池連續(xù)涓流充電。連續(xù)涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰出現(xiàn)極板電鍍效應(yīng)。這會(huì)使電池不穩(wěn)定，并且有可能導(dǎo)致突然的自動(dòng)快速解體。
鋰電池充電過(guò)程的四個(gè)階段淺談
有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者兩者的結(jié)合）。最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開(kāi)始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止充電過(guò)程。
上述四階段的充電法完成對(duì)完全放電電池的充電約需要2.5至3小時(shí)。高級(jí)充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口（通常為0℃至45℃），那么充電會(huì)暫停。
