過(guò)高和過(guò)低的電量狀態(tài)對(duì)鋰電池的壽命最不利嗎?淺談鋰電池充放電誤區(qū)
“鋰電池放電放得越盡,電池的損耗就會(huì)越大,”艾克郎大學(xué),幫助美國(guó)太空總署NASA研究延長(zhǎng)電池壽命的電子工程教授Tom Hartley,說(shuō)到,“給電池充電充得越滿,電池的損耗也會(huì)越大。鋰電池最好是處于電量的中間狀態(tài),那樣的話電池壽命最長(zhǎng)。”
首先,過(guò)高和過(guò)低的電量狀態(tài)對(duì)鋰電池的壽命有最不利的影響,而充放電循環(huán)次數(shù)反而是次要 的。其實(shí),大多數(shù)售賣電器或電池上標(biāo)識(shí)的可反復(fù)充電次數(shù),都是以放電百分之80為基準(zhǔn)測(cè)試得出的。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于一些筆記本電腦的鋰電池,經(jīng)常讓電池電壓 超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電壓0.1伏特,即從4.1伏上升到4.2伏,那么電池的壽命會(huì)減半,再提高0.1伏,則壽命減為原來(lái)的3分之一;長(zhǎng)期低電量或者無(wú)電量的狀態(tài)則 會(huì)使電池內(nèi)部對(duì)電子移動(dòng)的阻力越來(lái)越大,于是導(dǎo)致電池容量變小。美國(guó)宇航局NASA讓其哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上電池的消耗電量設(shè)定在總?cè)萘康陌俜种?0,以確保 電池可以反復(fù)充放電10萬(wàn)次而不必更新。
其次,溫度對(duì)鋰電池壽命也有較大的影響(手機(jī)和其他小型電子設(shè)備對(duì)此點(diǎn)可忽略)。冰點(diǎn)以下的環(huán)境有可能使鋰電池在電子產(chǎn)品打開(kāi)的瞬間燒毀,而過(guò)熱的 環(huán)境則會(huì)縮減電池的容量。因此,如果筆電長(zhǎng)期使用外接電源也不將電池取下來(lái),電池就長(zhǎng)期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中,更主要的是,電池長(zhǎng)期處于百分之100 的電量狀態(tài),很快就會(huì)報(bào)廢。
由以上,我們可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)確保鋰電池容量和壽命的注意事項(xiàng):
目前大多數(shù)電子產(chǎn)品的電池都采用鋰電池,鋰離子電池自1990年問(wèn)世以來(lái),因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于社會(huì),鋰電池生產(chǎn)商也因此得到了最大規(guī)模的發(fā)展。不需要將鋰電池充到百分之100滿電,更不要將電量使用殆盡。在情況允許的情況下,盡量使電池的電量維持在半滿狀態(tài)附近,充電與放電的幅度越小越好;通用Chevy Volt電動(dòng)車的出廠設(shè)計(jì)就是強(qiáng)制將電池電量維持在20%至80%,而蘋(píng)果筆電的內(nèi)置電池可能也是運(yùn)用了這一方法(包括其他一些筆電和電子產(chǎn)品),讓電池的可充放電周期數(shù)增加。
不要將鋰電池(尤其是筆記本鋰電池)長(zhǎng)期在設(shè)備使用外接電源的情況下工作。就算您的筆記本散熱良好,長(zhǎng)期百分之100的電量就等于對(duì)鋰電池的謀殺。
1. 如果你長(zhǎng)期用外接電源為筆記本電腦供電,或者電池電量已經(jīng)超過(guò)80%,馬上取下你筆記本的電池、平時(shí)充電不需將電池充滿,充至80%左右即可;調(diào)整操作系統(tǒng)的電源選項(xiàng),將電量警報(bào)調(diào)至20%以上,平時(shí)電池電量最低不要低于20%,在下降到20%以前即要進(jìn)行充電;
2. 手機(jī)等小型電子設(shè)備,充好電了就應(yīng)立刻斷開(kāi)電源線(包括充電功能的USB接口),一直接著會(huì)損害電池;要經(jīng)常充電,記起來(lái)就充,但不必非得把電池充滿;
3. 無(wú)論是對(duì)筆記本還是手機(jī)等,都一定不要讓電池耗盡;
4. 如果要外出旅行,把電池充滿吧,但請(qǐng)記得在條件允許的情況下隨時(shí)為電器充電,為了電池壽命,一定不要等到電池放干。
電荷平衡
1 傳統(tǒng)的被動(dòng)平衡方式
在常規(guī)電池管理系統(tǒng)中,每個(gè)電池均通過(guò)開(kāi)關(guān)與一個(gè)負(fù)載電阻相連。被動(dòng)式平衡電路可以對(duì)指定電池單獨(dú)放電,但這種方式只能在充電模式下抑制電壓最高的電池的電壓上升。為了限制功耗,一般采用100mA內(nèi)的小電流,這可能導(dǎo)致需要數(shù)小時(shí)才能完成電荷平衡。
2 主動(dòng)平衡
現(xiàn)有文獻(xiàn)資料中介紹了幾種主動(dòng)電荷平衡方法,這些方法利用蓄能元件轉(zhuǎn)移能量。如果采用電容器作為蓄能元件,則需要許多開(kāi)關(guān)元件將蓄能電容與所有電池連接。相對(duì)而言,采用磁場(chǎng)來(lái)存儲(chǔ)能量的效率更高,這種電路的核心器件是變壓器。英飛凌項(xiàng)目組通過(guò)與VOGT電子器件有限公司(VOGT electronic Components GmbH)合作開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的原型,它可以用于:在電池之間轉(zhuǎn)移能量; 將多個(gè)電池電壓復(fù)用,作為基于地電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入其構(gòu)造原理是使用反激轉(zhuǎn)換器(flyback converter)。這種變壓器以磁場(chǎng)存儲(chǔ)能量,在磁芯中有一個(gè)空隙,以提高磁阻,避免磁芯材料磁飽和。變壓器有兩個(gè)不同的繞組:主繞組與電池組相連;次繞組與電池相連。
可行的變壓器模型可支持12個(gè)電池。其限制因素是可能連接數(shù)量。 本文所述的變壓器原型有28個(gè)引腳。開(kāi)關(guān)采用OptiMOS 3系列中的MOSFET,它們具有極低的導(dǎo)通電阻,所產(chǎn)生的傳導(dǎo)損耗可以忽略不計(jì)。
每個(gè)電池塊由英飛凌的8位微控制器XC886CLM控制,該控制器具有閃存和32KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;兩個(gè)硬件CAN接口支持采用普通汽車控制器局域網(wǎng)(CAN)總線協(xié)議進(jìn)行通信,降低了處理器的負(fù)荷;硬件乘除算法單元(MDU)提高了運(yùn)算速度。














