鋰電池正常使用中應(yīng)該何時(shí)開始充電?手機(jī)鋰電池正確使用方法介紹
一 手機(jī)鋰電池的構(gòu)成
手機(jī)鋰電池主要由塑膠殼上下蓋、鋰電芯、保護(hù)線路板(PCB)和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲(polyswitch)組成。有的廠家還配置了NTC、識(shí)別電阻、震動(dòng)馬達(dá)或充電電路等元件。各部分功能如下:
(1) 鋰電芯:提供可充放電源。
(2) 保護(hù)線路板(PCB):防止電池過(guò)充過(guò)放短路。
(3) 可恢復(fù)保險(xiǎn)絲(PTC): 正熱敏電阻起到高溫保護(hù)作用同時(shí)又是保護(hù)線路板失效后的二重保護(hù)。
(4) 可恢復(fù)保險(xiǎn)絲(NTC): 負(fù)熱敏電阻,感應(yīng)電池內(nèi)部溫度起到低溫保護(hù)作用。
(5) 識(shí)別電阻:識(shí)別原裝電池非原裝電池不能使用其中電芯是非常重要的,而機(jī)芯也有幾個(gè)級(jí)別,有A級(jí)電芯,B級(jí)電芯。
二。手機(jī)鋰電池的充放電正確方法
手機(jī)鋰電池充電正確方法現(xiàn)在手機(jī)用的是鋰離子電池,所以,不存在記憶效應(yīng)問題,也不需要激活,第一次充電不需要像鎳電那樣沖12小時(shí)以上,只需要充4小時(shí)左右,離子電池的壽命只與充電次數(shù)有關(guān)系,鋰離子電池可以充電1000次左右。待機(jī)時(shí)間與使用情況有關(guān)系。但是,賣手機(jī)的卻說(shuō)前面三次充電時(shí)間要達(dá)到12小時(shí)。到底怎么回事?
關(guān)于如何充電的方法:
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,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。
對(duì)于鋰電池的“激活”問題,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。這就引出下面的問題。
2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開始充電,經(jīng)??梢砸姷竭@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
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題最重要的提示是:a 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;b 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)開始充電;c 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)在你夜晚睡覺前必須充電的話,你也可以在睡前開始充電。問題的關(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。手機(jī)鋰電池的充放電是有講究的,同時(shí)一些品牌電池能做到手機(jī)電池充放電次數(shù)較多。
4、使用鋰電池注意防火有許多人或許是從手機(jī)才開始熟悉鋰電池的。其實(shí),它在許多家電中都有使用。毋庸置疑,鋰電池高效、體輕等等優(yōu)點(diǎn)正使其迅速地推廣應(yīng)用開來(lái)??墒?,你是否知道,使用不慎,它也會(huì)使你惹“火”上身?
鋰電池具有體輕、高效、耐低溫(-40℃)等優(yōu)點(diǎn),0.3mm厚、郵票大小的鋰電池可連續(xù)使用5年以上,近年來(lái)正逐步淘汰現(xiàn)用的堿性干電池和錳電池,廣泛應(yīng)用于許多高檔家電和手機(jī)中。
鋰電池不同于現(xiàn)用的錳電池和堿性干電池的氯化鋅和氫氧化鉀水溶電解液,它使用的是有機(jī)溶媒。鋰電池正極采用二氧化錳、氟化鉛、氯化亞硫等材料。負(fù)極采用的鋰金屬箔同一般電池負(fù)極使用的氯化鋅相比,離子化傾向強(qiáng)、正負(fù)極電壓差大,這樣提高了鋰電池的工作效能。
但是,鋰電池在使用過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、燃燒現(xiàn)象,輕者影響主機(jī)使用,重者還會(huì)燒毀主機(jī)引起火災(zāi)。據(jù)報(bào)道,日本近年來(lái)已發(fā)生多起因鋰電池發(fā)熱燃燒引起的家庭火災(zāi)事故。
那么鋰電池為什么會(huì)發(fā)熱、燃燒呢?原來(lái)鋰電池中的許多材料與水接觸后,可發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)并釋放出大量熱能導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒現(xiàn)象。鋰電池正極的二氧化錳,只沾一小滴水便可出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。鋰電池中的氯化亞硫與水接觸后,在生成鹽酸和二氧化硫的同時(shí)釋放熱能,幾種因素使鋰電池成為生活中的“火種”,因此人們?cè)谑褂娩囯姵貢r(shí)一定要注意防水、防潮濕。各種主機(jī)停用后,應(yīng)取下鋰電池置于干燥、低溫處妥善保管,以預(yù)防和避免因鋰電池使用不當(dāng)而引起家庭火災(zāi)事故的發(fā)生。
關(guān)于鋰電池及手機(jī)電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)膨脹的原因及分析
電池用久了正常情況下是不會(huì)膨脹,電池膨脹的原因是充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的。它不會(huì)影響使用,只是待機(jī)時(shí)間會(huì)越來(lái)越短。電池發(fā)熱膨脹的原因:
a 手機(jī)在待機(jī)時(shí)的功耗是很小的,也就是說(shuō)它的電池的等效負(fù)荷電阻大,所以放電電流很小所以電池不會(huì)發(fā)熱,電池電能的內(nèi)耗很小。
b 手機(jī)在待通話或游戲時(shí)的功耗是很大的,也就是說(shuō)它的電池的等效負(fù)荷電阻小,工作時(shí)是大電流放電。電池在放掉一部分電以后,內(nèi)阻增大,但是,手機(jī)的工作需要的電流不能減小,那么,相當(dāng)大的一部分能量就消耗在電池的內(nèi)阻上,導(dǎo)致電池發(fā)熱,放電加速,電池的使用時(shí)間也就很快的縮短。
以上就是手機(jī)電池在長(zhǎng)時(shí)間使用是會(huì)發(fā)熱的原因。
5 手機(jī)電池發(fā)熱的危害及解決辦法a 手機(jī)電池長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致手機(jī)內(nèi)部機(jī)件發(fā)熱,從而使手機(jī)重新啟動(dòng)或 掛斷通話中的電話。
b 手機(jī)電池長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱會(huì)使電池本身的熱量增加,如果是密封的(NOKIA之類的是不密封的,是直接將電池裝入的)電池會(huì)使其內(nèi)部空氣劇烈膨脹,導(dǎo)致電池象外突起,嚴(yán)重的會(huì)使電池爆炸。
c 手機(jī)電池長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱會(huì)加速手機(jī)本身的老化進(jìn)程,縮短其壽命。
以上就是手機(jī)電池長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱對(duì)手機(jī)的危害。
解決辦法:1.如果手機(jī)電池已經(jīng)被充的鼓起來(lái)的話,也有辦法解決。就是用手指先找到電池的空隙(手機(jī)電池背面靠近手機(jī)充電電極一方,按下去有點(diǎn)軟的地方),用針對(duì)將戳一個(gè)小洞,讓里面的空氣跑出來(lái)就行了。
2.另外買一塊電池。
一、 電極的組成:
1、 正極組成:
a、 鈷酸鋰:正極活性物質(zhì),鋰離子源,為電池提供鋰源。
b、 導(dǎo)電劑:提高正極片的導(dǎo)電性,補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。
提高正極片的電解液的吸液量,增加反應(yīng)界面,減少極化。
c、 PVDF粘合劑:將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。
d、 正極引線:由鋁箔或鋁帶制成。
2、 負(fù)極組成:
a、 石墨:負(fù)極活性物質(zhì),構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì);主要分為天然石墨和人造石墨兩大類。
b、 導(dǎo)電劑:提高負(fù)極片的導(dǎo)電性,補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。
提高反應(yīng)深度及利用率。防止枝晶的產(chǎn)生。利用導(dǎo)電材料的吸液能力,提高反應(yīng)界面,減少極化。(可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加)。
c、 添加劑:降低不可逆反應(yīng),提高粘附力,提高漿料黏度,防止?jié){料沉淀。
d、 水性粘合劑:將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。
e、 負(fù)極引線:由銅箔或鎳帶制成。
二、 配料目的:
配料過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起,調(diào)制成漿料,以利于均勻涂布,保證極片的一致性。配料大致包括五個(gè)過(guò)程,即:原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。
配(一) 、正極配料原理1、 原料的理化性能。
(1) 鈷酸鋰:非極性物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為6-8 μm,含水量≤0.2%,通常為堿性,PH值為10-11左右。
錳酸鋰:非極性物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為5-7 μm,含水量≤0.2%,通常為弱堿性,PH值為8左右。
(2) 導(dǎo)電劑:非極性物質(zhì),葡萄鏈狀物,含水量3-6%,吸油值~300,粒徑一般為 2-5 μm;主要有普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等,在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配;通常為中性。
(3) PVDF(聚偏二氟乙烯)粘合劑:非極性物質(zhì),鏈狀物,分子量從300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性變差。
(4) NMP(N-甲基吡洛烷酮):弱極性液體,用來(lái)溶解/溶脹PVDF,同時(shí)用來(lái)稀釋漿料。
2、 原料的預(yù)處理
(1) 鈷酸鋰:脫水。一般用120 ℃常壓烘烤2小時(shí)左右。
(2) 導(dǎo)電劑:脫水。一般用200 ℃常壓烘烤2小時(shí)左右。
(3) 粘合劑:脫水。一般用120-140 ℃常壓烘烤2小時(shí)左右,烘烤溫度視分子量的大小決定。
(4) NMP:脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施,直接使用。
3、 原料的摻和:
料原理:
(1) 粘合劑的溶解(按標(biāo)準(zhǔn)濃度)及熱處理。
(2) 鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨:使粉料初步混合,鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起,提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中,球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右;為避免混入雜質(zhì),通常使用瑪瑙球作為球磨介子。
4、 干粉的分散、浸濕:
(1) 原理:固體粉末放置在空氣中,隨著時(shí)間的推移,將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上,液體粘合劑加入后,液體與氣體開始爭(zhēng)奪固體表面;如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng),液體不能浸濕固體;如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng),液體可以浸濕固體,將氣體擠出。
當(dāng)潤(rùn)濕角≤90度,固體浸濕。
當(dāng)潤(rùn)濕角>90度,固體不浸濕。正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕,所以正極粉料分散相對(duì)容易。
(2) 分散方法對(duì)分散的影響:
A、 靜置法(時(shí)間長(zhǎng),效果差,但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu));
B、 攪拌法;自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)(時(shí)間短,效果佳,但有可能損傷個(gè)別 材料的自身結(jié)構(gòu))。
1、攪拌槳對(duì)分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來(lái)對(duì)付分散難度大的材料或配料的初始階段;球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài),效果佳。
2、攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高,分散速度越快,但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。
3、濃度對(duì)分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小,分散速度越快,但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。
4、濃度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大,柔制強(qiáng)度越大,粘接強(qiáng)度越大;濃度越低,粘接強(qiáng)度越小。
5、真空度對(duì)分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出,降低液體吸附難度;材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。
6、溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下,漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮,太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。
5、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布。
(二)、負(fù)極配料原理(大致與正極配料原理相同)1、 原料的理化性能。
(1) 石墨:非極性物質(zhì),易被非極性物質(zhì)污染,易在非極性物質(zhì)中分散;不易吸水,也不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則,主要有球形、片狀、纖維狀等。
(2) 水性粘合劑(SBR:丁苯橡膠):小分子線性鏈狀乳液,極易溶于水和極性溶劑。
(3) 防沉淀劑(CMC:羧甲基纖維素):高分子化合物,易溶于水和極性溶劑。
(4) 異丙醇:弱極性物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈,提高粘結(jié)強(qiáng)度。乙醇:弱極性物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑線性交鏈,提高粘結(jié)強(qiáng)度(異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的,大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種)。
(5)去離子水(或蒸餾水):稀釋劑,酌量添加,改變漿料的流動(dòng)性。
2、 原料的預(yù)處理:
(1) 石墨:A、混合,使原料均勻化,提高一致性。B、300~400℃常壓烘烤,除去表面油性物質(zhì),提高與水性粘合劑的相容能力,修圓石墨表面棱角(有些材料為保持表面特性,不允許烘烤,否則效能降低)。
(2) 水性粘合劑:適當(dāng)稀釋,提高分散能力。
3、 摻和、浸濕和分散:
(1) 石墨與粘合劑溶液極性不同,不易分散。
(2) 可先用醇水溶液將石墨初步潤(rùn)濕,再與粘合劑溶液混合。
(3) 應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度,提高分散性。
(4) 分散過(guò)程為減少極性物與非極性物距離,提高勢(shì)能或表面能,所以為吸熱反應(yīng),攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度,使吸熱變得容易,同時(shí)提高流動(dòng)性,降低分散難度。
(5) 攪拌過(guò)程如加入真空脫氣過(guò)程,排除氣體,促進(jìn)固-液吸附,效果更佳。
(6) 分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容,在三、(一)、4中有詳細(xì)論述,在此不予詳細(xì)解釋。
4、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布。
四、 配料注意事項(xiàng):
1、 防止混入其它雜質(zhì);
2、 防止?jié){料飛濺;
3、 漿料的濃度(固含量)應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整,以免增加麻煩;
4、 在攪拌的間歇過(guò)程中要注意刮邊和刮底,確保分散均勻;
5、 漿料不宜長(zhǎng)時(shí)間擱置,以免沉淀或均勻性降低;6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入,以免組分材料性質(zhì)變化;
7、 攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短以設(shè)備性能、材料加入量為主;攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換,無(wú)法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整,以免損傷設(shè)備;
8、 出料前對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)篩,除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶;
9、 對(duì)配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn),確保其掌握專業(yè)知識(shí),以免釀成大禍;
10、 配料的關(guān)鍵在于分散均勻,掌握該中心,其它方式可自行調(diào)整。
五、 總論:隨著電池制程的日益透明,鋰離子電池生產(chǎn)廠家越來(lái)越將配料列為核心機(jī)密,因?yàn)閺牟牧系奶暨x、處理到合理搭配包含了太多技術(shù)人員的心血,同樣的材料,有的廠家用起來(lái)特別順利,有的廠家就麻煩百出;有的廠家用中檔的材料可以做出高端的電池,而有的廠家卻使用最好的材料做成的電池慘不忍睹;配料的基礎(chǔ)知識(shí)可以讓大家對(duì)配料的了解多一些,少走一些彎路;但水平有限,難免有疏漏之處,希望大家多多批評(píng)指正。也期望大家在工作中認(rèn)真研究,真誠(chéng)交流,大膽創(chuàng)新,團(tuán)結(jié)起來(lái),共同促進(jìn)中國(guó)鋰離子電池生產(chǎn)水平的提高。
















