鋰離子電池的正極資料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特別分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極資料主要成分為 LiCoO2 ，充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子擺放呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，從頭和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動產(chǎn)生了電流。 

 

　　化學(xué)反響原理雖然很簡單，可是在實踐的工業(yè)生產(chǎn)中，需求考慮的實踐問題要多得多：正極的資料需求添加劑來堅持屢次充放的活性，負(fù)極的資料需求在分子結(jié)構(gòu)級去設(shè)計以包容更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了堅持安穩(wěn)，還需求具有杰出導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。 

 

　　雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的回憶效應(yīng)，回憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中簡直不會產(chǎn)生這種反響?？墒牵囯x子電池在屢次充放后容量仍然會下降，其原因是雜亂而多樣的。主要是正負(fù)極資料本身的改動，從分子層面來看，正負(fù)極上包容鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會逐漸陷落、堵塞；從化學(xué)視點來看，是正負(fù)極資料活性鈍化，呈現(xiàn)副反響生成安穩(wěn)的其他化合物。物理上還會呈現(xiàn)正極資料逐漸脫落等狀況，總之終究降低了電池中能夠自在在充放電進(jìn)程中移動的鋰離子數(shù)目。 

 

　　過度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負(fù)極構(gòu)成永久的損壞，從分子層面看，能夠直觀的理解，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)陷落，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其間一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的操控電路的原因。 

 

　　不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反響生成咱們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有維護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到必定的狀況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常。 

 

　　而深充放能進(jìn)步鋰離子電池的實踐容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒有意義的。他們乃至說，所謂運用前三次全充放的“激活”，在他們兩位博士的知識里，也想不通這有什么必要?？墒菫槭裁丛S多人深充放今后 Battery Information 里標(biāo)明容量會發(fā)作改動呢 ? 后面將會提到。 

 

　　鋰離子電池一般都帶有辦理芯片和充電操控芯片。其間辦理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、 ID 、充電狀況、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在運用中會逐漸改動。我個人以為，運用說明中的“運用一個月左右應(yīng)該全充放一次”的做法主要的效果應(yīng)該便是修正這些寄存器里不妥的值，使得電池的充電操控和標(biāo)稱容量符合電池的實踐狀況。 

 

　　充電操控芯片主要操控電池的充電進(jìn)程。鋰離子電池的充電進(jìn)程分為兩個階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時）和恒壓電流遞減階段 ( 電池指示燈呈綠色閃耀。恒流快充階段，電池電壓逐漸升高到電池的規(guī)范電壓，隨后在操控芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會過充，電流則跟著電池電量的上升逐漸減弱到 0 ，而終究完結(jié)充電。 

 

電量核算芯片通過記錄放電曲線（電壓，電流，時刻）能夠抽樣核算出電池的電量，這便是咱們在 Battery Information 里讀到的 wh. 值。而鋰離子電池在屢次運用后，放電曲線是會改動的，假如芯片一向沒有機(jī)會再次讀出完好的一個放電曲線，其核算出來的電量也便是不準(zhǔn)確的。所以咱們需求深充放來校準(zhǔn)電池的芯片。 

 

　?。保J(rèn)識回憶效應(yīng)電池回憶效應(yīng)是指電池的可逆失效,即電池失效后可從頭回復(fù)的功用.回憶效應(yīng)是指電池長時刻飽嘗特定的作業(yè)循環(huán)后,自動堅持這一特定的傾向.這個最早界說在鎳鎘電池,鎳鎘的袋式電池不存在回憶效應(yīng),燒結(jié)式電池有回憶效應(yīng).而現(xiàn)在的鎳金屬氫(俗稱鎳氫)電池不受這個回憶效應(yīng)界說的約束. 由于現(xiàn)代鎳鎘電池工藝的改進(jìn),上述的回憶效應(yīng)現(xiàn)已大幅度的降低,而另外一種現(xiàn)象替換了這個界說,便是鎳基電池的"晶格化",通常狀況,鎳鎘電池受這兩種效應(yīng)的綜合影響,而鎳氫電池則只受"晶格化"回憶效應(yīng)的影響,并且影響較鎳鎘電池的為小.在實踐應(yīng)用中,消除回憶效應(yīng)的辦法有嚴(yán)格的規(guī)范和一個操作流程.操作不妥會適得其反。 

 

　　關(guān)于鎳鎘電池,正常的維護(hù)是定期深放電:平均每運用一個月(或30次循環(huán))進(jìn)行一次深放電(放電到1.0v/每節(jié),老外稱之為exercise),平常運用是盡量用光電池或用到關(guān)機(jī)等手法能夠緩解回憶效應(yīng)的構(gòu)成,但這個不是exercise,由于儀器(如手機(jī))是不會用到1.0v/每節(jié)才關(guān)機(jī)的,必須要專門的設(shè)備或線路來完結(jié)這項作業(yè),幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個功用. 關(guān)于長時間沒有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池,會由于回憶效應(yīng)的累計,無法用exercise 進(jìn)行容量回復(fù),這時則需求更深的放電(老外稱recondition),這是一種用很小的電流長時刻對電池放電到0.4v每節(jié)的一個進(jìn)程,需求專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行. 關(guān)于鎳氫電池,exercise進(jìn)行的頻率大概每三個月一次即可有用的緩解回憶效應(yīng). 由于鎳氫電池的循環(huán)壽數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鎘電池,簡直用不到recondition這個辦法. 

 

　?。玻姵匦枨蠹せ顔?？ 

 

　　答復(fù)是電池需求激活,但這不是用戶的要做的事.我觀賞過鋰離子電池的生產(chǎn)廠, 鋰離子電池在出廠曾經(jīng)要經(jīng)過如下進(jìn)程:鋰離子電池殼灌輸電解液---封口----化成,便是恒壓充電,然后放電,如此進(jìn)行幾個循環(huán),使電極充沛浸潤電解液,充沛活化,以容量到達(dá)要求停止,這個便是激活進(jìn)程---分容,便是測驗電池的容量選取不同功用(容量)的電池進(jìn)行歸類,區(qū)分電池的等級,進(jìn)行容量匹配等.這樣出來的鋰離子電池到用戶手上現(xiàn)已是激活過的了.咱們我們常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活今后才出廠的.其間有些電池的激活進(jìn)程需求電池處于開口狀況,激活今后再封口,這個工序也只或許有電芯生產(chǎn)廠家來完結(jié)了.這里存在一個問題,便是電池廠出廠的電池到用戶手上,這個時刻有時會很長,短則1個月,長則半年,這個時分,由于電池電極資料會鈍化,所以廠家建議初度運用的電池最好進(jìn)行3~5次徹底充放進(jìn)程,以便消除電極資料的鈍化,到達(dá)最大容量.在2001年公布的三個關(guān)于鎳氫.鎳鎘和鋰離子電池的國標(biāo)中,其初始容量的檢測均有明確規(guī)定,對電池能夠進(jìn)行5次深充深放,當(dāng)有一次符合規(guī)定時,實驗即可停止.這很好的解說了我說的這個現(xiàn)象. 

 

　　那么稱之為"第2次激活"也是能夠的,用戶初度運用的"新"電池盡量進(jìn)行幾回深充放循環(huán). 

 

　　可是據(jù)我的測驗(針對鋰離子電池),存儲期在1~3個月之內(nèi)的鋰離子電池, 對它進(jìn)行深充深放的循環(huán)處理,其容量進(jìn)步現(xiàn)象簡直不存在.(我在專題評論區(qū)有關(guān)于電池激活的測驗報告)。 

 

　　３．前三次要充１２小時嗎？ 

 

　　這個問題是緊扣上面的電池激活問題的,權(quán)且設(shè)出廠的電池到用戶手上有電極鈍化現(xiàn)象,為了激活電池進(jìn)行深充深放電循環(huán)3次.其實這個問題轉(zhuǎn)化為深充是不是便是要充12個小時的問題.那么我的另一片文章"論手機(jī)電池的充電時刻" 現(xiàn)已答復(fù)了這個問題。 

 

答案是不需求充１２小時.早期的手機(jī)鎳氫電池由于需求彌補和涓流充電進(jìn)程,要到達(dá)最完美的充飽狀況,或許需求5個小時左右,可是也是不需求12個小時的.而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決議了它的深充電時刻無需12個小時.關(guān)于鋰離子電池有人會問,既然恒壓階段鋰離子電池的電流逐漸減小,是不是當(dāng)電流小到無窮小的時分才是真實的深充.我曾經(jīng)畫出恒壓階段電流減小對時刻的曲線,對它進(jìn)行屢次曲線擬合,發(fā)現(xiàn)這個曲線能夠用1/x的函數(shù)辦法接近與零電流,實踐測驗時由于鋰離子電池本身存在的自放電現(xiàn)象,這個零電流是永遠(yuǎn)不或許到達(dá)的. 以600mah的電池為例,設(shè)置到電流為0.01c(即6ma),它的1c充電時刻不超越150 分鐘,那么設(shè)置到電流為0.001c(即0.6ma),它的充電時刻或許為10小時---這個由于儀器精度的問題,現(xiàn)已無法準(zhǔn)確取得,可是從0.01c到0.001c獲的容量經(jīng)核算僅為1.7mah,以多用的7個多小時來換取這僅僅的千分之三不到的容量是沒有任何實踐意義的.何況,還有其它的充電辦法,比方脈沖充電辦法使鋰離子電池來到達(dá)4.2v的限制電壓,它底子沒有截止最小電流判別階段,一般150分鐘后它便是100%充飽了.許多手機(jī)都是用脈沖充電辦法的．有人曾經(jīng)用手機(jī)顯現(xiàn)充飽后,再用座充進(jìn)行充電來確認(rèn)手機(jī)的充飽程度,這個測驗辦法欠謹(jǐn)慎.首要座充顯現(xiàn)綠燈不是檢測真實充飽與否的一個依據(jù)。 

 

　　檢測鋰離子電池充飽與否的唯一終究的辦法便是測驗在不充電(也不放電)狀況時的鋰離子電池的電壓.所謂恒壓階段電流減小其真實的意圖便是逐漸減小在電池內(nèi)阻上因充電電流而產(chǎn)生的附加電壓,當(dāng)電流小到0.01c,比方6ma,這個電流乘與電池內(nèi)阻(一般在200毫歐之內(nèi))僅為1mv,能夠以為這時的電壓便是無電流狀況的電池電壓.其次,手機(jī)的基準(zhǔn)電壓不必定等于座充的基準(zhǔn)電壓,手機(jī)以為充飽的電池到了座充上,座充卻不以為現(xiàn)已充飽,卻繼續(xù)進(jìn)行充電。 

 

　?。矗潆婋姵赜凶罴褷顩r嗎？ 

 

　　有一種說法便是，充電電池運用妥當(dāng)，會在某一段循環(huán)規(guī)模呈現(xiàn)最佳的狀況，便是容量最大．這個要分狀況，密封的鎳氫電池和鎳鎘電池，假如運用妥當(dāng)（比方定期的維護(hù)，避免回憶效應(yīng)的產(chǎn)生和累計），一般會在１００～２００個循環(huán)處到達(dá)其容量的最大值，比方出廠容量為1000mah的鎳氫電池用了120次循環(huán)后,其容量有或許到達(dá)1100mah．簡直所有的日本鎳氫電池生產(chǎn)商的技能規(guī)格書中描繪鎳基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描繪． 

 

　　鎳基電池有最佳狀況,一般在100~200循環(huán)次數(shù)之間到達(dá)其最大容量關(guān)于液態(tài)鋰離子電池，卻底子不存在這樣一個循環(huán)容量的駝峰現(xiàn)象，從鋰離子電池出廠到終究電池報廢停止，其容量的體現(xiàn)便是用一次少一次．我在對鋰離子電池做循環(huán)功用的時分也從來沒有看到過有容量回升的跡象． 

 

　　鋰離子電池沒有最佳狀況.值得一提的是,鋰離子電池更簡單受環(huán)境溫度的改動而體現(xiàn)不同的功用,在25~40 度的環(huán)境溫度會體現(xiàn)其最好功用,而低溫或高溫狀況,他的功用就大打折扣了.要使你的鋰離子電池充沛展示它的容量,必定要仔細(xì)的留意運用環(huán)境,避免高低溫現(xiàn)象,比方手機(jī)放在轎車的前臺上,正午的太陽直射很簡單就能夠使其超越60度,北方的用戶的電池待機(jī)時刻,平等網(wǎng)絡(luò)狀況下,就沒有南方的用戶長了. 

 

　　５．真的是充電電流越大，充電越快嗎？ 

 

　　"論手機(jī)電池的充電時刻\"一文中現(xiàn)已講了這個問題,關(guān)于恒流充電的鎳基電池, 能夠這么說,而對應(yīng)鋰離子電池,這個是不徹底正確的。 

 

　　關(guān)于鋰離子電池的充電，在必定電流規(guī)模內(nèi)(1.5c~0.5c),進(jìn)步恒流恒壓充電辦法的恒流電流值,并不能縮短充飽鋰離子電池的時刻. 

 

６．直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎？ 

 

　　這就要評論手機(jī)的充電辦法了,關(guān)于充電辦理在手機(jī)里面的,設(shè)定相同一個直充( 實踐應(yīng)稱為電源適配器)的輸出如:5.3v 600maa.充電辦理是開關(guān)辦法(高頻脈寬調(diào)整pwm辦法),這個充電辦法,手機(jī)并沒有徹底利用直充的輸出能力,直充作業(yè)在恒壓段,輸出5.3v,此時真實的充電電流由手機(jī)的充電辦理進(jìn)行調(diào)整,并且肯定要小于600ma,一般在300~400ma.這個時分,我們看到的直充的輸出電流就不是手機(jī)的充電電流.比方motorola的許多直充其輸出為 5.0v 1a,真實對電池充電的也就用到了500ma足矣,由于手機(jī)的電池容量也不過 580mah. 

 

　　這時直充上標(biāo)的輸出電流就不等于實踐充電電流。 

 

　　7. 正常運用中應(yīng)該何時開端充電? 

 

　　由于充放電的次數(shù)是有限的，所以應(yīng)該將鋰電池的電盡或許用光再充電?？墒俏艺业揭粋€關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關(guān)于循環(huán)壽數(shù)的數(shù)據(jù)列出如下：   循環(huán)壽數(shù) (10%DOD):>1000次   循環(huán)壽數(shù) (100%DOD):>200次   其間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(guān)，10%DOD時的循環(huán)壽數(shù)要比100%DOD的要長許多。當(dāng)然假如折合到實踐充電的相對總?cè)萘浚?0%*1000=100，100%*200=200，后者的徹底充放電仍是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個說法要做一些修正：在正常狀況下，你應(yīng)該有保留地依照電池剩下電量用完再充的準(zhǔn)則充電，但假如你的電池在你估計第2天不或許堅持整個白日的時分，就應(yīng)該及時開端充電，當(dāng)然你假如愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。   而你需求充電以敷衍估計即將到來的會導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時分，即便在電池尚有許多余電時，那么你也只管提前充電，由于你并沒有真實丟失“1”次充電循環(huán)壽數(shù)，也便是“0.x”次而已，并且往往這個x會很小。