1.什么是電池記憶效應(yīng)?

 

電池記憶效應(yīng)是指電池的可逆失效,即電池失效后可重新回復(fù)的性能.記憶效應(yīng)是指電池長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受特定的工作循環(huán)后,自動(dòng)保持這一特定的傾向.這個(gè)最早定義在鎳鎘電池,鎳鎘的袋式電池不存在記憶效應(yīng),燒結(jié)式電池有記憶效應(yīng).而現(xiàn)在的鎳金屬氫(俗稱(chēng)鎳氫)電池不受這個(gè)記憶效應(yīng)定義的約束. 因?yàn)楝F(xiàn)代鎳鎘電池工藝的改進(jìn),上述的記憶效應(yīng)已經(jīng)大幅度的降低,而另外一種現(xiàn)象替換了這個(gè)定義,就是鎳基電池的"晶格化",通常情況,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"記憶效應(yīng)的影響,而且影響較鎳鎘電池的為小。

 

在實(shí)際應(yīng)用中,消除記憶效應(yīng)的方法有嚴(yán)格的規(guī)范和一個(gè)操作流程.操作不當(dāng)會(huì)適得其反。

 

對(duì)于鎳鎘電池,正常的維護(hù)是定期深放電:平均每使用一個(gè)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(chēng)之為exercise),平常使用是盡量用光電池或用到關(guān)機(jī)等手段可以緩解記憶效應(yīng)的形成,但這個(gè)不是exercise,因?yàn)閮x器(如手機(jī))是不會(huì)用到1.0v/每節(jié)才關(guān)機(jī)的,必須要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備或線(xiàn)路來(lái)完成這項(xiàng)工作,幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個(gè)功能. 對(duì)于長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池,會(huì)因?yàn)橛洃浶?yīng)的累計(jì),無(wú)法用exercise 進(jìn)行容量回復(fù),這時(shí)則需要更深的放電(老外稱(chēng)recondition),這是一種用很小的電流長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池放電到0.4v每節(jié)的一個(gè)過(guò)程,需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備進(jìn)行. 對(duì)于鎳氫電池,exercise進(jìn)行的頻率大概每三個(gè)月一次即可有效的緩解記憶效應(yīng). 因?yàn)殒嚉潆姵氐难h(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鎘電池,幾乎用不到recondition這個(gè)方法。

 

建議1:每次充電以前對(duì)電池放電是沒(méi)有必要,而且是有害的,因?yàn)殡姵氐氖褂脡勖鼰o(wú)謂的減短了。

 

建議2:用一個(gè)電阻接電池的正負(fù)極進(jìn)行放電是不可取的,電流沒(méi)法控制,容易過(guò)放到0v,甚至導(dǎo)致串聯(lián)電池組的電池極性反轉(zhuǎn)。

 

 

2.電池需要激活嗎?

 

回答是電池需要激活,但這不是用戶(hù)的要做的事.我參觀(guān)過(guò)鋰離子電池的生產(chǎn)廠(chǎng), 鋰離子電池在出廠(chǎng)以前要經(jīng)過(guò)如下過(guò)程:

 

鋰離子電池殼灌輸電解液---封口----化成,就是恒壓充電,然后放電,如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán),使電極充分浸潤(rùn)電解液,充分活化,以容量達(dá)到要求為止,這個(gè)就是激活過(guò)程---分容,就是測(cè)試電池的容量選取不同性能(容量)的電池進(jìn)行歸類(lèi),劃分電池的等級(jí),進(jìn)行容量匹配等.這樣出來(lái)的鋰離子電池到用戶(hù)手上已經(jīng)是激活過(guò)的了.

 

常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活以后才出廠(chǎng)的.其中有些電池的激活過(guò)程需要電池處于開(kāi)口狀態(tài),激活以后再封口,這個(gè)工序也只可能有電芯生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)完成了。

 

這里存在一個(gè)問(wèn)題,就是電池廠(chǎng)出廠(chǎng)的電池到用戶(hù)手上,這個(gè)時(shí)間有時(shí)會(huì)很長(zhǎng),短則1個(gè)月,長(zhǎng)則半年,這個(gè)時(shí)候,因?yàn)殡姵仉姌O材料會(huì)鈍化,所以廠(chǎng)家建議初次使用的電池最好進(jìn)行3~5次完全充放過(guò)程,以便消除電極材料的鈍化,達(dá)到最大容量.

 

在2001年頒布的三個(gè)關(guān)于鎳氫.鎳鎘和鋰離子電池的國(guó)標(biāo)中,其初始容量的檢測(cè)均有明確規(guī)定,對(duì)電池可以進(jìn)行5次深充深放,當(dāng)有一次符合規(guī)定時(shí),試驗(yàn)即可停止。

 

這很好的解釋了我說(shuō)的這個(gè)現(xiàn)象.

 

那么稱(chēng)之為"第二次激活"也是可以的,用戶(hù)初次使用的"新"電池盡量進(jìn)行幾次深充放循環(huán). 然而據(jù)我的測(cè)試(針對(duì)鋰離子電池),存儲(chǔ)期在1~3個(gè)月之內(nèi)的鋰離子電池, 對(duì)它進(jìn)行深充深放的循環(huán)處理,其容量提高現(xiàn)象幾乎不存在.

 

 

3.前三次要充12小時(shí)嗎?

 

這個(gè)問(wèn)題是緊扣上面的電池激活問(wèn)題的,姑且設(shè)出廠(chǎng)的電池到用戶(hù)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(shí)這個(gè)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為深充是不是就是要充12個(gè)小時(shí)的問(wèn)題. 那么我的另一片文章"論手機(jī)電池的充電時(shí)間" 已經(jīng)回答了這個(gè)問(wèn)題.

 

答案是不需要充12小時(shí).

 

早期的手機(jī)鎳氫電池因?yàn)樾枰a(bǔ)充和涓流充電過(guò)程,要達(dá)到最完美的充飽狀態(tài),可能需要5個(gè)小時(shí)左右,但是也是不需要12個(gè)小時(shí)的.而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決定了它的深充電時(shí)間無(wú)需12個(gè)小時(shí).

 

對(duì)于鋰離子電池有人會(huì)問(wèn),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(wú)窮小的時(shí)候才是真正的深充.我曾經(jīng)畫(huà)出恒壓階段電流減小對(duì)時(shí)間的曲線(xiàn),對(duì)它進(jìn)行多次曲線(xiàn)擬合,發(fā)現(xiàn)這個(gè)曲線(xiàn)可以用1/x的函數(shù)方式接近與零電流,實(shí)際測(cè)試時(shí)因?yàn)殇囯x子電池本身存在的自放電現(xiàn)象,這個(gè)零電流是永遠(yuǎn)不可能到達(dá)的. 以600mah的電池為例,設(shè)置截至電流為0.01c(即6ma),它的1c充電時(shí)間不超過(guò)150 分鐘,那么設(shè)置截至電流為0.001c(即0.6ma),它的充電時(shí)間可能為10小時(shí)---這個(gè)因?yàn)閮x器精度的問(wèn)題,已經(jīng)無(wú)法精確獲得,但是從0.01c到0.001c獲的容量經(jīng)計(jì)算僅為1.7mah,以多用的7個(gè)多小時(shí)來(lái)?yè)Q取這僅僅的千分之三不到的容量是沒(méi)有任何實(shí)際意義的.

 

何況,還有其它的充電方式,比如脈沖充電方式使鋰離子電池來(lái)達(dá)到4.2v的限制電壓,它根本沒(méi)有截止最小電流判斷階段,一般150分鐘后它就是100%充飽了.許多手機(jī)都是用脈沖充電方式的。

 

有人曾經(jīng)用手機(jī)顯示充飽后,再用座充進(jìn)行充電來(lái)確認(rèn)手機(jī)的充飽程度,這個(gè)測(cè)試方法欠嚴(yán)謹(jǐn)。

 

首先座充顯示綠燈不是檢測(cè)真正充飽與否的一個(gè)依據(jù).

 

檢測(cè)鋰離子電池充飽與否的唯一最終的方法就是測(cè)試在不充電(也不放電)狀態(tài)時(shí)的鋰離子電池的電壓。

 

所謂恒壓階段電流減小其真正的目的就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,比如6ma,這個(gè)電流乘與電池內(nèi)阻(一般在200毫歐之內(nèi))僅為1mv,可以認(rèn)為這時(shí)的電壓就是無(wú)電流狀態(tài)的電池電壓.

其次,手機(jī)的基準(zhǔn)電壓不一定等于座充的基準(zhǔn)電壓,手機(jī)認(rèn)為充飽的電池到了座充上,座充卻不認(rèn)為已經(jīng)充飽,卻繼續(xù)進(jìn)行充電。

 

 

4.充電電池有最佳狀態(tài)嗎?

 

有一種說(shuō)法就是，充電電池使用得當(dāng)，會(huì)在某一段循環(huán)范圍出現(xiàn)最佳的狀態(tài)，就是容量最大.這個(gè)要分情況，密封的鎳氫電池和鎳鎘電池，如果使用得當(dāng)(比如定期的維護(hù)，防止記憶效應(yīng)的產(chǎn)生和累計(jì))，一般會(huì)在100～200個(gè)循環(huán)處達(dá)到其容量的最大值，比如出廠(chǎng)容量為1000mah的鎳氫電池用了120次循環(huán)后,其容量有可能達(dá)到1100mah.幾乎所有的日本鎳氫電池生產(chǎn)商的技術(shù)規(guī)格書(shū)中描述鎳基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描述.

 

鎳基電池有最佳狀態(tài),一般在100~200循環(huán)次數(shù)之間達(dá)到其最大容量對(duì)于液態(tài)鋰離子電池，卻根本不存在這樣一個(gè)循環(huán)容量的駝峰現(xiàn)象，從鋰離子電池出廠(chǎng)到最終電池報(bào)廢為止，其容量的表現(xiàn)就是用一次少一次.我在對(duì)鋰離子電池做循環(huán)性能的時(shí)候也從來(lái)沒(méi)有看到過(guò)有容量回升的跡象.

 

鋰離子電池沒(méi)有最佳狀態(tài). 值得一提的是,鋰離子電池更容易受環(huán)境溫度的變化而表現(xiàn)不同的性能,在25~40 度的環(huán)境溫度會(huì)表現(xiàn)其最好性能,而低溫或高溫狀態(tài),他的性能就大打折扣了.要使你的鋰離子電池充分展現(xiàn)它的容量,一定要細(xì)心的注意使用環(huán)境,防止高低溫現(xiàn)象,比如手機(jī)放在汽車(chē)的前臺(tái)上,中午的太陽(yáng)直射很容易就可以使其超過(guò)60度,北方的用戶(hù)的電池待機(jī)時(shí)間,同等網(wǎng)絡(luò)情況下,就沒(méi)有南方的用戶(hù)長(zhǎng)了.

 

 

5.真的是充電電流越大，充電越快嗎?

 

對(duì)于恒流充電的鎳基電池, 可以這么說(shuō),而對(duì)應(yīng)鋰離子電池,這個(gè)是不完全正確的。

 

對(duì)于鋰離子電池的充電，在一定電流范圍內(nèi)(1.5c~0.5c),提高恒流恒壓充電方式的恒流電流值,并不能縮短充飽鋰離子電池的時(shí)間。