詳解鋰電池的保養(yǎng)及誤區(qū)
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-25 14:40
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一、鎳氫電池
比較鋰電池,鎳氫電池?cái)[脫不了與生俱來的下風(fēng)。一是 回憶效應(yīng):鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有回憶效應(yīng),只是要細(xì)微得多,但仍然必須電量耗盡后才可充電。而鋰電池徹底沒有回憶效應(yīng),能夠不用理睬剩下電量是多少,直接充電。下風(fēng)二是 自放電率高:鎳氫電池一個(gè)月為25~35%,而鋰電池一個(gè)月只有2~5%,這樣鎳氫電池的電量丟失很快,需求常常充電。現(xiàn)在安裝鎳氫電池的機(jī)型現(xiàn)已根本不會(huì)見到,普遍應(yīng)用的是鋰離子電池。
二、鋰電池
鋰電池在一個(gè)壽數(shù)周期內(nèi)一般能夠進(jìn)行300至500次的充、放電。因而許多人以為,只需少用電池,這樣就能夠在必定程度上起到了延長電池壽數(shù)的作用??墒撬麄儏s疏忽了鋰電池易老化的賦性。
電池作為一個(gè)化學(xué)元件,受作業(yè)環(huán)境影響很大,由于氧化反響所引起的電池內(nèi)阻的添加是導(dǎo)致電池?fù)p耗的首要原因。當(dāng)電解槽電阻到達(dá)某個(gè)點(diǎn)時(shí),盡管這時(shí)分電池依舊能夠充滿電,但電池卻現(xiàn)已不能向外開釋貯存的電量了。這也是為什么許多用戶會(huì)抱怨他們充滿電的電池,在運(yùn)用中一下子就沒電了。因而無妨這樣了解此問題,那便是當(dāng)鋰電池安裝結(jié)束走下生產(chǎn)線后,它的生命時(shí)鐘就隨即開始走動(dòng),它的剩下壽數(shù)目前是用充電次數(shù)來評估的。
防止頻頻地運(yùn)用電池能夠說是最根本的一個(gè)辦法,但即便你平常大多運(yùn)用外接電源,如同沒有運(yùn)用電池,可是實(shí)踐上,電池的老化進(jìn)程隨著時(shí)刻的推移,一直在進(jìn)行。將電池放置不用,也只能是在必定程度上延緩電池的損耗速度罷了,卻無法使之停止,一般在兩到三年今后就與世長辭了,因而,沒必要購買備用的鋰電池進(jìn)行存儲(chǔ),這樣實(shí)踐是在浪費(fèi)這塊電池。別的,假如總是把電池?cái)R一邊不用,筆記本電腦的移動(dòng)意義又從何談起呢? 所以還是要在運(yùn)用的情況下談保養(yǎng)問題。
知己知彼,百戰(zhàn)不殆。鋰離子電池的正極資料一般由鋰的活性化合物組成,負(fù)極是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極資料首要成分為LiCoO2,充電時(shí),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)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí),鋰離子從片層結(jié)構(gòu)的碳中分出,重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)發(fā)生了電流。
化學(xué)反響原理盡管很簡單,然而在實(shí)踐的工業(yè)生產(chǎn)中,需求考慮的實(shí)踐問題要多得多:正極的資料需求添加劑來堅(jiān)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(jì)以容納更多的鋰離子;填充在正、負(fù)極之間的電解液,除了堅(jiān)持安穩(wěn),還需求具有良好導(dǎo)電性,減小電池內(nèi)阻。
鋰離子電池很少有鎳鎘電池的回憶效應(yīng)。構(gòu)成回憶效應(yīng)的原因是結(jié)晶化,而在鋰電池中幾乎不會(huì)發(fā)生這種反響??墒牵囯x子電池在屢次充、放后容量仍然會(huì)下降,其原因是雜亂而多樣的。首要是正、負(fù)極資料本身的改變,從分子層面來看,正、負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸陷落、堵塞;從化學(xué)視點(diǎn)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(huì)呈現(xiàn)正極資料逐漸剝落等情況,總之終究降低了電池在充、放電進(jìn)程中能夠自由移動(dòng)的鋰離子數(shù)目。
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,生成咱們不期望看到的化合物。所以在不少的鋰離子電池正、負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔閡或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到必定的情況下,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,保證電池充電溫度正常。
所以說,鋰離子電池也具有先天性的缺點(diǎn)。鋰離子電池自從出廠后其電量就開始不斷衰減,即使是不進(jìn)行循環(huán)運(yùn)用,其部分電量也會(huì)永久性的喪失,這一現(xiàn)象咱們將之稱為電池的“老化效應(yīng)”。它和鎳氫電池的“回憶效應(yīng)”相同,會(huì)構(gòu)成電池電量的削減。但原理不同,處置辦法也不同。鎳氫電池防止“回憶效應(yīng)”的辦法是進(jìn)行深度的充電、放電,但鋰電池絕對不能這樣做。這在后面將具體闡明。
三、鋰電池的保存
構(gòu)成鋰電池的老化的速度是由溫度和放置保存時(shí)的充電狀況而決議的。測驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)明,鋰離子電池老化的幅度和溫度以及充電飽和度成正比。這就意味著溫度越高、電池充得越滿,容量的丟失就越大。我將給出一個(gè)表格來闡明這兩種要素的不同情況對電池容量的影響。
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存儲(chǔ)溫度 充電40%后放置保存 充電100%后放置保存
一年后剩下容量 一年后剩下容量
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0度 98% 94%
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25度 96% 80%
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40度 85% 65%
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60度 75% 60%(三個(gè)月后)
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由表格可見,高充電狀況和過高的溫度加快了電池容量的下降。因而關(guān)于鋰離子電池,若要長時(shí)刻保存,用戶應(yīng)當(dāng)將其電量操控在40%,并存儲(chǔ)在15℃乃至更低的溫度下,這樣就能夠在使電池自身的保護(hù)電路處于作業(yè)狀況。而假如充滿電后將電池置于高溫下,反而會(huì)對電池構(gòu)成極大的危害。表中也現(xiàn)已看出,充電100%在 60°C環(huán)境保存,3個(gè)月后電池容量居然下降了40%。
四、鋰電池的運(yùn)用
在處理了終究怎么保存電池這個(gè)問題之后,一起也引出了大家一直爭辯的另一個(gè)焦點(diǎn),那便是當(dāng)咱們運(yùn)用固定電源的時(shí)分,是否需求將電池取下?這的確是讓人很頭痛的一個(gè)問題。原則上電池的壽數(shù)首要是由充電次數(shù)來計(jì)算的,在有外部電源的情況下取出電池的確能夠削減電池被充電的機(jī)會(huì)。別的,咱們能夠來分析一下運(yùn)用固定電源時(shí)電池放置于電腦中所在的環(huán)境:由于筆記本電腦的充電保護(hù)電路作用,使電池保持在95%~100%的滿電量狀況,而此時(shí)電池所在的環(huán)境溫度至少在 25°C~30°C之間,假如酷熱天氣,這個(gè)溫度還會(huì)有所更高,那么從上表中你應(yīng)該很天然的就得出了一個(gè)結(jié)論,那便是這么做實(shí)踐上對電池構(gòu)成的危害最大,會(huì)引起其容量的明顯下降。
但取掉電池后,僅僅運(yùn)用外接電源也會(huì)存在一些危險(xiǎn)。忽然斷電、溝通電壓不穩(wěn),都對筆記本電腦構(gòu)成硬件損害,所以制造商一般都會(huì)正告用戶不要取下電池。當(dāng)然這樣的結(jié)果便是使你的電池常常處在這樣相對惡劣的環(huán)境下,不用多久就會(huì)over了,到時(shí)你就需求到維修中心去更換新的電池,這樣一來,受益的天然是制造廠商了。這也是讓人頭疼的當(dāng)?shù)亍?nbsp;
現(xiàn)在只能說,在AC供電安穩(wěn)的前提下,能夠考慮取下電池,前提是養(yǎng)成數(shù)據(jù)隨時(shí)備份的習(xí)慣。假如打算長時(shí)刻不運(yùn)用電池,應(yīng)將電池充到40%后放置于小于25°C的蔭涼、干燥當(dāng)?shù)乇4?,但切記不要放到冰箱里?nbsp;
由于塵埃和濕氣也在充當(dāng)著電池殺手的角色,它們會(huì)破壞電池板電路并加速電池內(nèi)部的氧化,所以關(guān)于那些長時(shí)刻保存的電池,需求套上一層薄膜來低檔塵埃和濕氣的侵害。保存期間由于電池本身的鈍化電壓會(huì)下降,所以每隔一個(gè)月要將電池裝上去進(jìn)行一次充、放電回環(huán),再繼續(xù)保存,以保持電池的容量和離子活性,比方給電池鍛煉一下身體而不僅僅是再次充電。
下面特別強(qiáng)調(diào):禁止過度充電與放電
最后一個(gè)大家注目的焦點(diǎn)便是鋰電池終究該怎么合理充電和放電這個(gè)問題。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。這與鎳氫、鎳鎘電池的做法天壤之別。從分子層面看,能夠直觀的了解為: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開釋出來。因而鋰離子電池一般配有充、放電操控電路。關(guān)于鋰電池來說最好是進(jìn)行部分放電,而不是徹底放電。實(shí)踐測驗(yàn)標(biāo)明,假如電池放到每單元2.5伏特以下,盡管電池內(nèi)部的安全電路會(huì)發(fā)動(dòng),但這個(gè)時(shí)分電池就會(huì)變得有些欠好用了。結(jié)果只能使電池報(bào)廢期提早。正確的做法是不要在貯存電池之前將它的電量放得一塵不染,而是應(yīng)該在貯存之前充一些電,并且在再次運(yùn)用之前首要充滿電。
深度的充、放電對電池有害無益,但為什么有的人會(huì)發(fā)生誤解呢?
首要有人以為,深度充、放能能夠激發(fā)電池活性,提高鋰離子電池的實(shí)踐容量。據(jù)專家的答復(fù),這只是不了解鋰電池的機(jī)理而構(gòu)成的有趣幻想,深度的充、放電只會(huì)額外構(gòu)成鋰離子電池正、負(fù)的永久損壞。
其次,新電池的電量顯現(xiàn)有時(shí)會(huì)不正確,比方電池已充滿電,仍顯現(xiàn)96%。幾回充、放電全循環(huán)后,會(huì)漸漸到達(dá)99%-100%。其實(shí),這是電池內(nèi)的檢測電路還沒有采樣到足夠多的數(shù)據(jù),還未來得及批改寄存器中的數(shù)值構(gòu)成的。電池電量仍由電池的化學(xué)特性決議,顯現(xiàn)的數(shù)值只是一個(gè)參閱。所謂新電池在運(yùn)用前進(jìn)行三次全充、放的“激活”,在專家們的眼里,也是以訛傳訛。許多人在深充、放今后發(fā)現(xiàn)Battery Information里標(biāo)示的容量發(fā)生了改變,為什么呢?由于筆記本電腦用鋰離子電池一般都帶有辦理芯片和充電操控芯片。其間
(1) 辦理芯片中有一系列的寄存器,存有電池容量、溫度、ID、充電狀況、放電次數(shù)等數(shù)值。而這些數(shù)值在運(yùn)用中會(huì)逐漸改變。
(2) 充電操控芯片首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(gè)階段,恒流快充階段(電池指示燈呈黃色時(shí))和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃爍)。恒流快充階段,電池電壓逐漸升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓,隨后在操控芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以保證不會(huì)過充,電流則隨著電池電量的上升逐漸減弱到0,而終究完成充電。這有效地防止了過度充電。
?。?) 電量統(tǒng)計(jì)芯片經(jīng)過記載放電曲線(電壓,電流,時(shí)刻)能夠抽樣計(jì)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(yùn)用后,放電曲線是會(huì)改變的,假如芯片一直沒有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線,其計(jì)算出來的電量也便是不精確的。所以需求深充、放來校準(zhǔn)電池的芯片。
所以個(gè)人以為,在筆記本電腦的運(yùn)用闡明中的“運(yùn)用一個(gè)月后應(yīng)該全充、放一次”的做法首要的作用應(yīng)該便是批改這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹?,使得電池的充電操控和?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)踐情況。
別的,平常鋰電池終究該怎么合理充電和放電呢?由于鋰離子電池的電回憶效應(yīng)小得能夠疏忽不計(jì),所以半途充電對它的損害并不是很大,而它最怕的是過度放電(徹底放電)。常常對鋰離子電池過度低放電的結(jié)果只能是讓電池提早報(bào)廢,那些比如BIOS放電、程序放電、乃至是接上小燈泡放電的方式不到無可奈何是最好不要測驗(yàn)。因而關(guān)于鋰離子電池大可不用比及0%再充電。
綜上,對電池的保養(yǎng)有幾點(diǎn)主張:
1. 在AC Adapter(外接電源適配器) 模式下,電池運(yùn)用時(shí)若沒有閱歷充/放電進(jìn)程,壽數(shù)會(huì)比正常運(yùn)用電池長。
2. 電池內(nèi)部電阻的添加是導(dǎo)致電池?fù)p耗的首要原因,半途充電與用到挨近告警線再充電差別不大,僅僅是辦理芯片的計(jì)數(shù)會(huì)呈現(xiàn)差別;
3. 要防止徹底放電;
4. 一段時(shí)刻可做一次保護(hù)電路操控下的深充,放以批改電池的電量統(tǒng)計(jì),但這不會(huì)提高電池的實(shí)踐容量;
5. 在攝氏40度的高溫下,電池?fù)p耗速度會(huì)比正常溫度下快許多,在類似新加坡、華南等溫度較高的地區(qū)的車內(nèi)運(yùn)用時(shí),電池溫度很容易到達(dá)65攝氏度,這會(huì)導(dǎo)致電池的快速損耗。要防止將筆記本放在高溫的汽車內(nèi);
6. 假如你大都時(shí)刻是在運(yùn)用固定電源,溝通電源又很安穩(wěn),則能夠取下電池,將電池的剩下電量充放到40%后放在陰涼的當(dāng)?shù)乇4?,但切記不要放到冰箱里?nbsp;
7. 電池內(nèi)的保護(hù)電路也無力監(jiān)控電池的自放電,關(guān)于處于保存狀況下的電池,應(yīng)定時(shí)充入必定的電量,以防止電池自放電過度而損壞電池。
















