鋰電池究竟要如何保養(yǎng)才算正確?介紹鋰離子電池充電知識(shí)
最后我對電池的保養(yǎng)的看法是:
1. 不必刻意保證每一次都放完電了再充;
2. 一段時(shí)間可做一次保護(hù)電路控制下的深充放以修正電池的電量統(tǒng)計(jì),但這不會(huì)提高
你電池的實(shí)際容量。
3. 長期不用的電池,應(yīng)放在陰涼的地方以減弱其內(nèi)部自身鈍化反應(yīng)的速度。
4. 保護(hù)電路也無力監(jiān)控電池的自放電,長期不用的電池,應(yīng)充入一定的電量以防電池
在存貯中自放電過量導(dǎo)致過度放電的損壞。
其實(shí)電池沒有太多要顧及的使用注意,換句話說是顧及也沒有太大用。一個(gè)電池能使用
多少次,也許差別更多的來自電池本身制造中的個(gè)體差異,而不是使用方法。選擇具有良好
口碑的手機(jī)品牌,無疑是日后電池使用長壽命的保障之一。
由于現(xiàn)在絕大多數(shù)電子產(chǎn)品,如數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、手提電腦等都采用的是鋰電池,所以筆者作重講解一下此類電池的原理。目前筆記本的主流電池都是采用的,而最普遍采用的是是鋰離子(Li-ion)電池。原因是鋰電(Li)在使用的同時(shí)比較危險(xiǎn),我們都知道鋰是比較活躍的金屬元素,使用時(shí)不太安全,經(jīng)常會(huì)有在充電時(shí)出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況出現(xiàn)。而鋰離子電池(Li-ion)加入了能抑制鋰元素活躍的成份,它是鋰電池的替代產(chǎn)品,它的陽極采用能吸藏鋰離子的碳極,放電時(shí),鋰變成鋰離子,脫離電池陽極,到達(dá)鋰離子電池陰極。充電時(shí),陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子,并且鋰離子向陽極運(yùn)動(dòng)與電子合成鋰原子。放電時(shí),鋰原子從石墨晶體內(nèi)陽極表面電離成鋰離子和電子,并在陰極處合成鋰原子。所以,在該電池中鋰永遠(yuǎn)以鋰離子的形態(tài)出現(xiàn),不會(huì)以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn),當(dāng)然也就不會(huì)出現(xiàn)燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。鋰離子在陽極和陰極之間移動(dòng),電極本身不發(fā)生變化。這是鋰離子電池與鋰電池本質(zhì)上的差別。從而使鋰電真正達(dá)到了安全、高效、方便,而老的鋰電也隨之淘汰了。區(qū)分它們的方法也相當(dāng)簡單:從電池的標(biāo)識(shí)上就能識(shí)別,鋰電的標(biāo)識(shí)為Li,而鋰離子電池為Li-ion?,F(xiàn)在,筆記本和手機(jī)使用的所謂鋰電,其實(shí)就是鋰離子電池。
鋰離子電池有著其他電池所不能比擬的優(yōu)點(diǎn):工作電壓高;體積小、重量輕、能量高;安全快速充電;允許溫度范圍寬;放電電流小、無記憶效應(yīng)、無環(huán)境污染等等,這些決定了它在筆記本電池中的主流地位。
當(dāng)然鋰離子電池也有自身的不足,那便是價(jià)格高、充電次數(shù)少也不能快速充電、與干電池?zé)o互換性、工作電壓變化大、放電速率大,容量下降快,無法大電流放電。
所以對于目前的電池來說,并不能找到一類十全十美的解決方法,就算鋰離子電池只能是相對來說它的固有一些優(yōu)點(diǎn)更有利于移動(dòng)罷了。
關(guān)于鋰電池的使用,簡單的講三方面:
首先,鋰電池不需要超常時(shí)間充電來激活,你也做不到,充電電路本來就有保護(hù),插上也沒用的
其次,對鋰電池的激活(其實(shí)是校正充電曲線)一般出現(xiàn)在首次使用,長時(shí)間放置未用,或者頻繁即充即用一段時(shí)間后,方法就是一次完全的充放電,之后電池就可以即用即充,只有在長時(shí)間使用后才需要再次進(jìn)行再次完全充放電重新校正
最后,鋰電池的壽命主要體現(xiàn)在充放電周期上,這個(gè)周期是一個(gè)絕對概念,舉例如果你上次使用了30%電力,充滿電,下次又使用了70%的電力,又充滿電,這個(gè)剛好是一個(gè)充電周期,而不是兩個(gè),所以那些喜歡把電池使用盡再充電的玩家自己合計(jì)吧,這樣做實(shí)際上加速了電池壽命的終結(jié)
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解釋充電周期:
一些誤解的來源
每次用盡電池再充電這個(gè)是從古老的NICD電池而來的,這種鎳鎘電池有記憶效應(yīng),如果不放盡電量,電池會(huì)隨使用次數(shù)的增加而呈現(xiàn)出電量愈來愈少的狀態(tài)
后來的NIMH電池,其實(shí)已經(jīng)沒有明顯的記憶效應(yīng),但是仍然需要經(jīng)常的徹底充放電來保持其正常的電量顯示,這就是某些日本鎳氫充電器提供refresh功能的原理
而鋰電池則基本上沒有記憶效應(yīng),當(dāng)然長時(shí)間使用后充電曲線還是會(huì)有略微失準(zhǔn),蘋果提供了一個(gè)簡單的ical提示你定時(shí)為電池進(jìn)行充放電校正,但是頻率不需要很高。
關(guān)于激活,剛出廠的鋰電池需要在若干次使用后才能達(dá)到最佳狀態(tài),這個(gè)沒錯(cuò),但是使用10幾個(gè)小時(shí)的激活是絕對沒有必要的(也是沒有意義的)現(xiàn)在的充電電路都考慮的用戶使用的方便,電池充滿后會(huì)自動(dòng)切斷充電電路,這樣你才能安心睡覺不是,這個(gè)時(shí)候插不插上電源其實(shí)已經(jīng)沒有區(qū)別了
談到充電10幾個(gè)小時(shí)的習(xí)慣,這個(gè)還是要從古老的nicd或者nimh等電池的慢充模式說起,由于原先電池充電電路設(shè)計(jì)上的落后,一般為了保持電池溫度的正常和防止電池受損,都使用的小電流緩慢充電的方式,而且這種電路一般情況下都沒有準(zhǔn)確的電量判斷功能,所以都是建議用戶充電14-16個(gè)小時(shí)這樣,看看,其誤差一般都在2,3個(gè)小時(shí),如果充電流過大,過充后將對電池造成嚴(yán)重的傷害
而后來的針對nimh和現(xiàn)在鋰電池的快速充電電路,已經(jīng)有了很好的電量檢測功能,就可以使用脈沖式的大電流快速充電,且還能維持電池在正常的溫度范圍內(nèi),而到接近電量快滿的時(shí)候,為了防止過充,電路會(huì)從高電流脈沖轉(zhuǎn)換為一種逐漸縮小的涓流充電,這樣即使?jié)M電檢測有部分偏差,由于越接近滿電電流越小,在最后時(shí)刻的充電電流已經(jīng)接近0,對電池沒有什么損害了,這就是為什么看到鋰電池前80%充電1個(gè)小時(shí)就可以完成,而充滿最后20%的電卻要4個(gè)小時(shí)的原因
目前的手機(jī)基本上所配電池都是鋰離子電池,所以我下面所講的是針對鋰離子電池的充電知識(shí)。
一、基本概念:
1、鋰離子電池標(biāo)稱電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V(4.1V,根據(jù)電芯的廠牌有不同的設(shè)計(jì))。(鋰離子電芯規(guī)范的說法是:鋰離子二次電池)
2、對鋰離子電池充電要求(GB/T18287 2000規(guī)范):首先恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小,當(dāng)減小到0.01C時(shí),認(rèn)為充電終止。
?。–是以電池標(biāo)稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是1000mAh的容量,1C就是充電電流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)當(dāng)然,規(guī)范的表示方式是0.01C5A,我這里簡化了。
3、為什么認(rèn)為0.01C為充電結(jié)束:這是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18287-2000所規(guī)定的,也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結(jié)束,郵電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的,即不管電池容量多大,停止電流都是20mA。國標(biāo)規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿,對廠家一方通過鑒定有利。另外,國標(biāo)規(guī)定了充電時(shí)間不超過8小時(shí),就是說即使還沒有達(dá)到0.01C,8小時(shí)到了,也認(rèn)為充電結(jié)束。(質(zhì)量沒問題的電池,都應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)達(dá)到 0.01C,質(zhì)量不好的電池,等下去也無意義),
4、怎樣區(qū)別電池是4.1V還是4.2V:消費(fèi)者是無法區(qū)分的,這要看電芯生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)格書。有些牌子的電芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(東芝),國內(nèi)廠家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。
5、把4.1V的電芯充電到4.2V會(huì)怎么樣:會(huì)使電池容量提高,感覺很好用,待機(jī)時(shí)間增加,但會(huì)減短電池的使用壽命。比如原來500次,減少到300次。同樣道理,把4.2V的電芯過充,也會(huì)減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。
6、既然電池內(nèi)有保護(hù)板,我們是否就可以放心了呢:不是,因?yàn)楸Wo(hù)板的截止參數(shù)是4.35V(這還是好的,差的要4.4到4.5V),保護(hù)板是應(yīng)付萬一的,假如每次都過充,電池也會(huì)很快衰減的。
7、多大的充電電流算是合適的:理論上越小對電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。國標(biāo)規(guī)定的低倍率充電是0.2C(仲裁充電制式),還以上面的1000mAh容量的電池為例,就是200mA,那么我們可以估計(jì)出這只電池5個(gè)多小時(shí)可以充飽。(容量mAh=電流mA×時(shí)間h)
國家技術(shù)監(jiān)督部門鑒定鋰電容量,是以1C的高倍率充電,以0.2C的低倍率放電,以時(shí)間計(jì)算出容量值,試驗(yàn)次數(shù)5次,有1次容量達(dá)到試驗(yàn)結(jié)束。(就是有 5次機(jī)會(huì),如果第一次試驗(yàn)就合格了,后面的4次不做)檢測之前允許有一次預(yù)循環(huán),就是以1C恒流充電至4.2V即停止,而沒有后面的恒壓到0.01C的過程,更沒有14小時(shí)。
8、鋰離子電池能承受多大的充電電流:廠家試驗(yàn)時(shí)可以很高,但國標(biāo)高倍率規(guī)定為1C,還以上面的電池為例,1個(gè)多小時(shí)即可充滿。這么大的充電電流,電池能承受嗎?對于目前的鋰離子電芯,是小意思而已。
目前沒有對充電器的國家標(biāo)準(zhǔn),所執(zhí)行的是郵電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T998 1999/2,里面規(guī)定了充電器的電流不得大于1C。
9、壽命是怎樣規(guī)定的:簡單說是指電池經(jīng)過N次1C充、1C放電后,容量下降到70%,此時(shí)的N就是壽命。并不是說300次還可以用,301次就不能用了。國標(biāo)規(guī)定壽命不得小于300次。我們平時(shí)使用的條件沒有檢測時(shí)這么嚴(yán)酷,壽命會(huì)更長。
說了這么多概念(不要煩,還有很多沒說),終于可以說充電器了。那么目前市場長的充電器情況是怎樣的呢?
battery (北京) 2001-12-19 21:48
二、充電器的種類和質(zhì)量狀況,使用建議
1、直充,直接插在手機(jī)上的那種,有人喜歡叫旅充,我們習(xí)慣叫“火牛”。這種充電器隨手機(jī)有配,原裝的質(zhì)量都不錯(cuò),突出的是即充即用,所以充電電流設(shè)計(jì)都較大(嚴(yán)格地說是手機(jī)所控制的充電電流),充電時(shí)間短。有些手機(jī)充滿后有涓流補(bǔ)電,有些手機(jī)充滿后即截止,等下去也徒勞??戳松厦娴母拍钅銘?yīng)該知道,是正常的,而且不用再傻乎乎地等14小時(shí)了。
對于直充的充電效果,還要看手機(jī),因?yàn)槌潆娍刂齐娐吩谑謾C(jī)上,其截止電壓有一定的離散性,我實(shí)際測量同一批次同一型號(hào)的手機(jī)基本在4.09V至4.21V之間。就是說如果4.09V截止了,還沒充滿,不是最理想的容量,再繼續(xù)充一段時(shí)間可能會(huì)更飽些。但不要忘了,即使有涓流補(bǔ)電的手機(jī),就像4.09和4.21的充電電壓的差別一樣,手機(jī)的涓流補(bǔ)電電流也有一定的離散性,如果補(bǔ)電電流大了,就變成充電了,10幾個(gè)小時(shí),對電池也是有損害的,我曾遇到許多電池在手機(jī)上充壞的現(xiàn)象,原裝電也有,品牌電也有。假如充壞了電池,造成漏液等,還有可能損壞手機(jī),所以建議大家如果真想補(bǔ)電,應(yīng)控制在2小時(shí)以內(nèi),并不要超過8小時(shí)。
我的看法是,鋰電很嬌氣,充飽夠用即可。每次少用幾小時(shí)但多用半年,和每次多用幾小時(shí)但少用半年,自己衡量吧。
但原裝直充也有有問題的時(shí)候,我們就遇到過一批手機(jī)中所配的直充故障率高的現(xiàn)象。還好,故障是無電壓,如果是高電壓,好看了。
市面上還有大量非原裝的火牛,質(zhì)量好的沒問題,質(zhì)量差的你自己可以想象,因?yàn)槟闶且欢瞬逶?20V的交流電上,另一端在手機(jī)上……所以以我個(gè)人觀點(diǎn),不建議用非原裝的火牛。(至少原裝的出了事有給你背鍋的)
2、座充,是有兩個(gè)槽位,前面可放手機(jī),后面放電池的,需要和火牛配合使用。原裝的座充質(zhì)量較好,許多具有“智能”,有些牌子的基本上能做到恒流恒壓的充電過程,并在充電結(jié)束后有一個(gè)涓流補(bǔ)電的過程。有些牌子的雖然沒有做到恒流恒壓的過程,但電流電壓等參數(shù)控制準(zhǔn)確,也是不錯(cuò)的。
所謂智能,其實(shí)很簡單,例如MOTOROLA的電池,內(nèi)部有一個(gè)芯片(只讀存儲(chǔ)器ROM),固化了一些編碼,電池插入充電器后,充電器讀出編碼,就知道是何種電池,執(zhí)行相應(yīng)的充電過程,一切都是事先安排好的。(不同型號(hào),不同容量,供應(yīng)不同地區(qū),甚至于配不同牌子電芯的,編碼都不同),
打個(gè)簡單的比喻,我喊1,你們就按第一方案執(zhí)行,我喊2,你們就按第二方案執(zhí)行,我什么都不喊,或我喊3但事先沒和你們約定好,就拒絕執(zhí)行,現(xiàn)象就是充電器紅燈閃爍,不能充電(在手機(jī)上就顯示非認(rèn)可電池)。并不是大家想象的,有單片機(jī)CPU控制。
“智能”還體現(xiàn)在另外一些方面,就是電池的NTC(熱敏電阻)和標(biāo)準(zhǔn)電阻,不同的電池由不同的標(biāo)準(zhǔn)電阻與充電器構(gòu)成回路,來決定充電電流的大小,而在充電電流決定后,又根據(jù)不同的環(huán)境溫度,由熱敏電阻和充電器構(gòu)成另外的回路來調(diào)整充電電流的大小。(有些電池只有熱阻,有些電池只有標(biāo)阻,而有些電池兩個(gè)都有。)
例如某型號(hào)的電池,薄電和厚電的容量不同,最佳的充電電流也應(yīng)該不同,因此這兩只電池的標(biāo)準(zhǔn)電阻是不同的,這樣充電器就“知道”為薄電給多大的充電電流,為厚電給多大的充電電流。其實(shí)主動(dòng)權(quán)還在電池一方,充電器只不過和電池構(gòu)成了個(gè)回路而已。
同樣道理,當(dāng)充電溫度變化時(shí),熱敏電阻的阻值發(fā)生變化,與充電器構(gòu)成回路來調(diào)整充電電流大小,保護(hù)電池,避免過熱。
現(xiàn)在你知道為什么電池上和座充的電池槽位有一排五金接觸片了吧。
智能“不過如此”。
當(dāng)然,同時(shí)你也知道一個(gè)合格的電池應(yīng)該做到什么了吧?有時(shí)候不能全靠充電器,電池做的不好,充電器也發(fā)揮不了作用。目前許多國產(chǎn)電池將NTC用普通電阻代替以降低成本,失去了電流調(diào)整的作用,還有設(shè)計(jì)選材不合理等等,這是題外話,先按下不表。(也有道理,看下去就清楚了)
原裝座充的涓流補(bǔ)電電流一般控制的比較準(zhǔn),但在充電器轉(zhuǎn)為綠燈后補(bǔ)電2小時(shí)即足夠了。還是這個(gè)原則,對于鋰電,達(dá)到電芯應(yīng)該達(dá)到的容量夠用即可,多充無益。壓榨鋰電就要付出壽命,偶爾幾次14小時(shí)可能不會(huì)損壞電池,但習(xí)慣這樣就不好了。
說完了原裝座充,該說市場上的品牌座充了。
可以肯定地說,市場上的品牌座充的充電過程沒有一個(gè)是嚴(yán)格遵循:恒流、恒壓的充電過程的(有的話請告訴我,我去買)。它們大概可分為幾類:
A、恒壓,不涓流補(bǔ)電:電池充到4.2V即截止,遇到這種座充,你等14小時(shí)是騙自己。因雖然到了4.2V,但已經(jīng)截止了,沒有一個(gè)涓流的過程,沒有充飽。
為了充飽,有些設(shè)計(jì)就來損的,把截止電壓改到4.25V以上,更有人設(shè)計(jì)干脆等電池的保護(hù)板截止。如此電池充的很飽,你也一定會(huì)對此座充滿意,但你的電池壽命已經(jīng)減少了。用此充電器是過充,不用等14小時(shí)也很好用。
B、恒壓,用固定涓流補(bǔ)電:算有良心的設(shè)計(jì),比上面有改進(jìn)了,充到4.2V截止,用一個(gè)固定的電阻“漏”些電流出來,這個(gè)涓流因是固定的,插上電池就有,永遠(yuǎn)不會(huì)停止。據(jù)我測量一般在30至50mA左右。用這種充電器,剛轉(zhuǎn)綠燈時(shí)沒充飽,繼續(xù)補(bǔ)電2小時(shí)左右比較理想,但涓流偏大了,繼續(xù)充14小時(shí)對電池沒好處。
C、恒壓,所謂的智能脈沖型:電池充到4.2V截止,然后用脈沖電流涓流補(bǔ)電。這種是所謂的高檔型,設(shè)計(jì)思路很好,但可惜的是產(chǎn)品不爭氣,一致性不好,就是說你買到手的也許好也許壞。我測量有缺點(diǎn)的是:脈沖電流太大50至100mA,脈沖過密,相當(dāng)于充電了。又貴,如此還不如用 B。
值得注意的是,有些座充為追求火牛直充的快速效果,設(shè)計(jì)的充電電流偏高,接近1C,對于這種座充,雖然沒有違反行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但也不能一概以“座充是小電流慢充”一個(gè)概念來認(rèn)識(shí)。不過我不建議使用這種座充。
上面只是概括,還有為了追求“充電效果”,搞“過充加涓流補(bǔ)電”、“過充加脈沖”、“快速加過充加補(bǔ)電”的。他們需要的是給使用者留一個(gè)很好的印象,等用戶的電池不行了,基本不會(huì)怪罪充電器,頂多罵一句:破電池,才用半年!
選座充的簡單方法:
物理外觀等方面不說了,只說電方面。
選座充,最好有一個(gè)數(shù)字萬用表,把空電池插入充電,串入萬用表量充電電流,在250至350mA范圍內(nèi)比較合適,等充電器轉(zhuǎn)綠燈后,馬上拿下電池量電壓,在4.15至4.20之間比較正常,轉(zhuǎn)綠燈后再串入萬用表觀察電流,在30至50mA范圍內(nèi)比較合適。如能選出這樣的國產(chǎn)座充,包你使用沒問題,何必花冤枉錢買原裝的呢?當(dāng)然我是說國產(chǎn)中符合標(biāo)準(zhǔn)的,合格的產(chǎn)品。
需要說明的是:
品牌座充基本沒有智能,那一排五金接觸片,除正負(fù)極外,其余的都是擺著讓你看的(個(gè)別有一個(gè)熱敏電阻的接觸端有用)。但了解了原裝座充智能的實(shí)現(xiàn)方法,對智能也不用太神秘太追求了。
(現(xiàn)在知道上面說的有些電池為什么要簡化材料了吧?)
產(chǎn)品參數(shù)都有一定的離散性,有些品牌座充截止電壓超過4.2V,但只要不超過4.25V,是允許有一定誤差的,對電池有影響,但影響不大。(我測量過MOTOROLA原裝的,最高的有4.23V)
三、旅行充
我說的旅行充指的是放上一只電池,直接插入交流電源充電的那種,不要和直接插手機(jī)充電的火?;煜?。
旅行充的特點(diǎn)是使用方便,不必象座充那樣準(zhǔn)備兩樣?xùn)|西。即使出問題也不會(huì)殃及手機(jī)。
旅行充簡單地說就是把火牛和座充的電池充電部份合為一體。早期的旅行充電源部份只是簡單的電容降壓電路,容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是開關(guān)電源了,穩(wěn)定性不錯(cuò)(當(dāng)然也要看牌子)。我隨機(jī)抽查測試過5只GD93旅行充,三天三夜一直插在交流電源上,電池充滿了就再換上空的,連續(xù)長時(shí)間工作沒一只出問題。當(dāng)然,我這里沒問題不代表你不會(huì)出問題,用戶使用時(shí)應(yīng)在充電完畢后把旅充從交流電拔下。
有些旅充上標(biāo)有智能、CPU控制,那是廠家的事,不要相信。
按照選擇座充的幾點(diǎn)選擇旅充,沒有智能又有什么關(guān)系呢?國產(chǎn)的也很好用。當(dāng)然我是說國產(chǎn)中符合標(biāo)準(zhǔn)的,合格的產(chǎn)品。
不想再多說了。充電器真是五花八門,我還沒將仿原裝的、不合格的包括進(jìn)去。不同的產(chǎn)品,不同的牌子,不同的時(shí)期,情況不同,大家的概念不可一成不變。
特別是,市場上每月成百萬只的不合格充電器實(shí)際上都到了消費(fèi)者手中,這些充電器使用不當(dāng)極易損壞電池,比如說充電14小時(shí)等等。
我的建議是:對于原裝直充,充滿加2小時(shí);對于國產(chǎn)直充,不用;對于原裝座充,隨便(但也不能太隨便);對于國產(chǎn)座充,充滿加2小時(shí),對于國產(chǎn)旅行充,充滿加1小時(shí)。國產(chǎn)指符合標(biāo)準(zhǔn)的合格品。以上只是建議,可能并不十分準(zhǔn)確,但總之沒必要充電14小時(shí),即使新電池,只要是鋰電,也沒有所謂的“激活”的概念,這另外說。
我是怎樣充電的?
我是:找能過充的充電器,把電池充到4.25V以上,很好用,延長很多時(shí)間。但我的電芯壞了馬上換,我追求的是待機(jī)時(shí)間,不是電池壽命。你們呢?
















