鋰離子電池的使用與維護(hù)解析
來源:寶鄂實業(yè)
2022-01-07 13:32
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鋰離子電池充電
在使用鋰離子電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰離子電池很容易激活,只要經(jīng)過35次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰離子電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰離子電池在激活過程中,是不要特別的方法和設(shè)備的。對鋰離子電池充電,應(yīng)使用專用的鋰離子電池充電器。鋰離子電池充電采用恒流/恒壓方式,先恒流充電,到接近終止電壓時改為恒壓充電。如一種800mA.h容量的電池,其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA(充電率為1C)恒流充電,開始時電池電壓以較大的斜率上升,當(dāng)電池電壓接近4.2V時,改成4.2V恒壓充電,鋰離子電池電流漸降,電壓變化不大,到充電電流降為1/10C(約80mA)時,認(rèn)為接近充滿,可以終止充電(有的充電器到10C后啟動按時器,過一按時間后結(jié)束充電)。不能用充鎳鎘電池的充電器(充三節(jié)鎳鎘電池的)來充鋰離子電池(雖然額定電壓相同,都是3.6V),由于充電方式不同,容易造成過充。
(1)充電電壓:充滿電時的終止充電電壓與電池負(fù)極材料有關(guān),焦炭為4.1V,而石墨為4.2V,一般稱為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池。在充電時應(yīng)注意4.1V的電池不能用4.2V的充電器充電,否則會有過充危險(4.1V與4.2V的充電器所用的充電器IC不同)。鋰離子電池對充電的要求是很高的,它要求精密的充電電路以保證充電的安全。終止充電電壓精度允差為額定值的1%(例如,充4.2V的鋰離子電池,其允差為0.042V),過壓充電會造成鋰離子電池永久性損壞。
(2)充電電流:鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議,并要求有限流電路以免發(fā)生過流(過熱)。一般常用的充電率為0.25~1C,推薦的充電電流為0.5C(C是電池的容量,如標(biāo)稱容量1500mA.h的電池,充電電流0.5*1500=750mA)。在大電流充電時往往要檢測電池溫度,以防止因過熱而損壞電池或出現(xiàn)爆炸。
(3)充電溫度:對電池充電時,其環(huán)境溫度不能超過產(chǎn)品特性表中所列的溫度范圍。電池應(yīng)在0~45℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行充電,遠(yuǎn)離高溫(高于60℃)和低溫(-20℃)環(huán)境。
鋰離子電池在充電或放電過程中若發(fā)生過充、過放或過流時,會造成電池的損壞或降低使用壽命。為此開發(fā)出各種保護(hù)元件及由保護(hù)IC組成的保護(hù)電路,它安裝在電池或電池組中,使電池獲得完善的保護(hù)。但是在使用中應(yīng)盡可能防止過充電及過放電。例如,手機(jī)電池在充電過程中,快充滿時應(yīng)及時與充電器進(jìn)行分離。放電深度淺時,循環(huán)壽命會明顯提高。因此在使用時,不要等到手機(jī)上出現(xiàn)電池不足的信號時才去充電,更不要在出現(xiàn)此信號時繼續(xù)使用,盡管出現(xiàn)此信號時還有一部分殘余容量可供使用。
鋰離子電池放電
放電終止電壓:鋰離子電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V),終止放電電壓為2.5-2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同)。電池的放電終止電壓不應(yīng)小于2.5(n是串聯(lián)的電池數(shù)),低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱為過放,過放會使電池壽命縮短,嚴(yán)重時會導(dǎo)致電池失效。電池不用時,應(yīng)將電池充電到保有20%的電容量,再進(jìn)行防潮包裝保存,3~6個月檢測電壓1次,并進(jìn)行充電,保證電池電壓在安全電壓值(3V以上)范圍內(nèi)。
放電電流:鋰離子電池不適合用作大電流放電,過大電流放電時內(nèi)部會出現(xiàn)較高的溫度而損耗能量,減少放電時間,若電池中無保護(hù)元件還會出現(xiàn)過熱而損壞電池。因此電池生產(chǎn)廠給出最大放電電流,在使用中不能超過產(chǎn)品特性表中給出的最大放電電流。
放電溫度:不同溫度下的放電曲線是不同的。在不同溫度下,鋰離子電池的放電電壓及放電時間也不同,電池應(yīng)在-20℃到+60℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行放電(工作)。
貯存和運輸
鋰離子電池可貯存在溫度為-5~35℃,相對濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的環(huán)境中,應(yīng)防止與腐蝕性物質(zhì)接觸,遠(yuǎn)離火源及熱源,不要置于陽光直射的地方,不能隨意拆卸電池。電池若長期貯存,電池電量應(yīng)保持標(biāo)稱容量的30%~50%,推薦貯存的電池每6個月充電一次。
電池應(yīng)包裝成箱進(jìn)行運輸,在運輸過程中應(yīng)防止劇烈振動、撞擊或擠壓,防止日曬雨淋,可使用汽車、火車、輪船、飛機(jī)等交通工具進(jìn)行運輸。
短路
有關(guān)鋰離子電池的安全問題,請各位朋友重視。鋰離子電池在充電過程中很容易發(fā)生短路情況。雖然大多數(shù)鋰離子電池都帶有防短路的保護(hù)電路,還有防爆線。但很多情況下,這個電路在各種情況下,不一定會起用途。防爆線能起的用途也很有限。
過充
所有的鋰離子電池,包括聚合物鋰離子電池、鋰鐵電池等等,都非常害怕過充。鋰離子電池假如充電時間過長,發(fā)生的爆炸的可能性就會加大。鋰的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,很容易燃燒,當(dāng)電池充放電時,電池內(nèi)部持續(xù)升溫,活化過程中所出現(xiàn)的氣體膨脹,使電池內(nèi)壓加大。壓力達(dá)到一定程度,如外殼有傷痕,即會破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。所以,大家在使用鋰離子電池的時候要非常注意安全。
充電注意事項
鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。充電量等于充電電流乘以充電時間,在充電控制電壓一定的情況下,充電電流越大(充電速度越快),充電電量越小。電池充電速度過快和終止電壓控制點不當(dāng),同樣會造成電池容量不足,實際是電池的部分電極活性物質(zhì)沒有得到充分反應(yīng)就停止充電,這種充電不足的現(xiàn)象隨著循環(huán)次數(shù)的新增而加劇。
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