手機鋰電池的工作原理和充電要求詳解
現(xiàn)在的手機大多采用的是鋰電池或鋰聚化合物電池,它是由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池來自于偉大的發(fā)明家愛迪生。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著二十世紀微電子技術的發(fā)展,小型化的設備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段,特別是手機電池應用方面,而目前常用的手機鋰離子電芯規(guī)范的說法是:鋰離子二次電池。目前常用的手機鋰離子電池標稱電壓為3.7V(或3.6V),充電截止電壓4.2V(或4.1V,根據(jù)電芯的廠牌有不同的設計)。
對鋰離子電池充電要求(GB/T18287 2000規(guī)范)首先是恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當電池端電壓達到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,當減小到0.01C時,認為充電終止。大家注意,其中C是以電池標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。當然,規(guī)范的表示方式是0.01C5A。
那為什么認為0.01C為充電結束了,其實這是國家標準GB/T18287-2000所規(guī)定的。以前大家普遍以20mA為結束,郵電部行業(yè)標準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,國標規(guī)定了充電時間不超過8小時,就是說即使還沒有達到0.01C,8小時到了,也認為充電結束。因為質量沒問題的電池,都應在8小時內達到0.01C,質量不好的電池,等下去也無意義。所以,提醒大家,充電時不地超過8小時,這樣有利于電池的使用壽命。
對于鋰電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。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,我所查閱過的所有嚴肅的正式技術資料都強調過充和過放電會對鋰電池、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準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。通常,手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標準充電方法。
此外,鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說,如果你的鋰電池在充滿后,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外在對某些手機上,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電器,這時系統(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,但顯然對電池和手機/充電器的壽命而言是不利的。同時,長充電需要很長的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動較大。前面已經(jīng)說過,鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多,于是這又帶來附加的危險。
此外,不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。
2、正常使用中應該何時開始充電
在我們的論壇上,經(jīng)??梢砸姷竭@種說法,因為充放電的次數(shù)是有限的,所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表,關于循環(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。從表中可見,可充電次數(shù)和放電深度有關,10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當然如果折合到實際充電的相對總容量:10%*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)友的那個說法要做一些修正:在正常情況下,你應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計第2天不可能堅持整個白天的時候,就應該及時開始充電,當然你如果愿意背著充電器到辦公室又當別論。
而你需要充電以應付預計即將到來的會導致通訊繁忙的重要事件的時候,即使在電池尚有很多余電時,那么你也只管提前充電,因為你并沒有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命,也就是“0.x”次而已,而且往往這個x會很小。
電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法,就是“盡量把手機電池的電量用完,最好用到自動關機”。這種做法其實只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應發(fā)生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過低的警告出現(xiàn)后,仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關機的例子。結果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應,不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導致電壓過低,以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。
3、對鋰電池手機的正確做法
歸結起來,我對鋰電池手機在使用中的充放電問題最重要的提示是:
1、按照標準的時間和程序充電,即使是前三次也要如此進行;
2、當出現(xiàn)手機電量過低提示時,應該盡量及時開始充電;
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法,在手機正常使用中鋰電池會自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時長充電激活”方法,實際上也不會有效果。
因此,所有追求12小時超長充電和把鋰電池手機用到自動關機的做法,都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法做的,請你及時改正,也許為時還不晚。
當然,在手機及充電器自身保護和控制電路質量良好的情況下,對鋰電池的保護還是有相當保證的。所以對充電規(guī)則的理解才是重點,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。問題的關鍵在于,你應該知道正確的做法是什么,并且不要刻意按照錯誤的說法去做。
電池的分類有不同的方法其分類方法大體上可分為三大類
第一類:按電解液種類劃分包括:堿性電池,電解質主要以氫氧化鉀水溶液為主的電池,如:堿性鋅錳電池(俗稱堿錳電池或堿性電池)、鎘鎳電池、氫鎳電池等;酸性電池,主要以硫酸水溶液為介質,如鉛酸蓄電池;中性電池,以鹽溶液為介質,如鋅錳干電池(有的消費者也稱之為酸性電池)、海水激活電池等;有機電解液電池,主要以有機溶液為介質的電池,如鋰電池、鋰離子電池待。
第二類:按工作性質和貯存方式劃分包括:一次電池,又稱原電池,即不能再充電的電池,如鋅錳干電池、鋰原電池等;二次電池,即可充電電池,如氫鎳電池、鋰離子電池、鎘鎳電池等;蓄電池習慣上指鉛酸蓄電池,也是二次電池;燃料電池,即活性材料在電池工作時才連續(xù)不斷地 從外部加入電池,如氫氧燃料電池等;貯備電池,即電池貯存時不直接接觸電解液,直到電池使用時,才加入電解液,如鎂-氯化銀電池又稱海水激活電池等。
第三類:按電池所用正、負有為材料劃分包括:鋅系列電池,如鋅錳電池、鋅銀電池等;鎳系列電池,如鎘鎳電池、氫鎳電池等;鉛系列電池,如鉛酸電池等;鋰系列電池、鋰鎂電池;二氧化錳系列電池,如鋅錳電池、堿錳電池等;空氣(氧氣)系列電池,如鋅空電池等
充電電池定義
充電電池又稱:蓄電池、二次電池,是可以反復充電使用的電池。常見的有:鉛酸電池(用于汽車時,俗稱“電瓶”)、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池。
電池的額定容量
電池的額定容量指在一定放電條件下,電池放電至截止電壓時放出的電量。IEC標準規(guī)定鎳鎘和鎳氫電池在20±5℃環(huán)境下,以0.1C充電16小時后以0.2C放電至1.0V時所放出的電量為電池的額定容量。單位有Ah, mAh (1Ah=1000mAh)
如何正確使用鋰離子電池?
正確使用鋰離子電池應注意以下幾點:
避免在嚴酷條件下使用,如:高溫、高濕度、夏日陽光下長時間暴曬等,避免將電池投入火中;
裝、拆電池時,應確保用電器具處于電源關閉狀態(tài);使用溫度應保持在-20~55℃之間;
避免將電池長時間“存放”在停止使用的用電器具中;
















