鋰電池充電方法及使用誤區(qū)

鋰電池充電方法及使用誤區(qū)一、鋰電池的使用鋰誤區(qū)誤區(qū)1:鋰電池也會記憶效應(yīng)不少朋友認為，鋰電池必須將電量用光，否則也有可能出現(xiàn)記憶效應(yīng)，其實這個概念最早來自竦鎘電池，竦鎘電池有記憶效應(yīng)，如果不放盡電量，電池會隨使用次數(shù)的增加而呈現(xiàn)出電量愈來愈少的狀態(tài)，后來的竦氫電池已經(jīng)得到了改進，已經(jīng)沒有明顯的記憶效應(yīng)，因為竦氫電池還是會出現(xiàn)一定程度的晶格化導(dǎo)致容量降低，仍然需要經(jīng)常的徹底充放電來保持其正常的電量。而鋰電池則基本上沒有記憶效應(yīng)，可以隨時充放電而不會影響電池的容量。從另一個角度來講，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。而鋰電池是不可逆的，性能及容量只會隨著使用而不斷地減少，也就是說鋰電池不存在記憶效應(yīng)，另外，消除電池記憶需要進行深充深放，也就是電池電壓要到達1.0V，手機不可能堅持到電池電壓到1V時關(guān)機，之前竦鎘電池也需要一些專門的設(shè)備進行這樣的深度放電。綜上，鋰電池不存在記憶效應(yīng)，用戶也不必擔(dān)心，我們可以這么想，鋰電池的誕生就是為了消除記憶效應(yīng)帶來的麻煩，讓我們可以隨時對電池充電，而沒有任何顧慮。誤區(qū)2：新鋰電池需要進行激活這又是一個老話題，很大一部分消費者認為電池是需要激活的，幾乎所有的銷售人員這么說，電池前三次充電是要充滿12小時的，要激活電池。大部分消費者都這么做了，而且有些人將電池效能不佳歸咎于電池沒有很好的激活。那么電池需要激活嗎？答案是肯定的，需要激活！但是，這個過程是由生產(chǎn)廠家完成的，與用戶無關(guān)，用戶也沒有能力完成。鋰電池真正的激活過程是這樣的：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，如此進行幾個循環(huán)，使電極充分浸潤電解液充分活化，直至容量達到要求為止，這個就是激活過程--分容，也就是說出廠后鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。另外，其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài)，激活以后再封口，除非您擁有了電芯生產(chǎn)設(shè)備，否則如何完成？可是為什么有些產(chǎn)品的說明書上寫著，簡易用戶前三次使用，要對手機進行完全的充放電呢？難道這不是激活嗎？其實事實是這樣的，在電池出廠，然后銷售，再到用戶的手中，會經(jīng)歷一段時間，一個月或者幾個月，這樣一來，電池的電極材料就會“鈍化”說明書里建議初次使用的電池最好進行三次完全充放過程，是為了快速消除電極材料的鈍化，達到最高效能。但是這個過程完全不需要12個小時，應(yīng)該是充滿為止。其實我們不理會這點，正常使用一段時間也同樣可以消除鈍化。誤區(qū)3：鋰電池只能充放電500次相信絕大部分消費者都聽說過，鋰電池的壽命是“500次”500次充放電，超過這個次數(shù)，電池就“壽終正寢”了，許多朋友為了能夠延長電池的壽命，每次都在電池電量完全耗盡時才進行充電，這樣對電池的壽命真的有延長作用嗎？答案是否定的。其實這里有一個概念錯誤，鋰電池的壽命是“500次"，指的不是充電的次數(shù)，而是一個充放電的周期，比如，先充40%，用了一段時間以后又充了20%，下次用過以后又充了30%，再下次20%……在該20%的中途，即剛補充了10%的電力之時，總共累計完成一個充電周期。之后是下一個周期。一塊鋰電在第一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來，這只能算作一個充電周期，而不是兩個。因此，通?？赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期，電量就會減少一點。不過，減少幅度非常小，高品質(zhì)的電池充過多次周期后，仍然會保留原始電量的80%。假設(shè)一次完全放電的電量是Q，一塊電池的周期為500次，那么它在壽命中提供的總電量是500Q，如果我們將電量用到一半時充電，設(shè)充電次數(shù)為A，簡單地求解，1/2Q*A=500Q，A應(yīng)該是1000次。因此對于電池壽命，我們可以用周期來衡量，但是絕不要用次數(shù)來衡量。誤區(qū)4：追求最高性能，過充過放還有一些朋友，為了追求電池的性能，喜歡對電池過度充電和放電。這將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過度放電將導(dǎo)致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中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控制電路的原因。另外，現(xiàn)在大多數(shù)手機采用了脈沖式的大電流快速充電，到接近電量快滿的時候，為了防止過充，電路會從高電流脈沖轉(zhuǎn)換為一種逐漸縮小的涓流充電，這樣即使?jié)M電檢測有部分偏差，由于越接近滿電電流越小，在最后時刻的充電電流已經(jīng)接近0。因此對于這類充電設(shè)備，過充也是白費功夫。對于鋰電池性能在100次使用之后，達到一個峰值的說法也是錯誤的，對于液態(tài)鋰離子電池，卻根本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最終報廢，其容量的表現(xiàn)就是用一次少一次，循環(huán)時不會出現(xiàn)性能回升的現(xiàn)象。二、充電電池的種類1.竦鎘電池（Ni-Cd）電壓：1.2V使用壽命為：500次放電溫度為：-20度?60度充電溫度為：0度?45度備注：耐過充能力較強。竦氫電池（Ni-MH）電壓：1.2V使用壽命為：1000次放電溫度為：-10度?45度充電溫度為：10度?45度備注：目前最高容量是2100mAh左右。鋰離子電池（Li-lon）電壓：3.6V使用壽命為：500次放電溫度為：-20度?60度充電溫度為：0度?45度備注：重量比竦氫電池輕30%?40%，容量高出竦氫電池60%以上。但是不耐過充，如果過充會造成溫度過高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。鋰聚合物電池（Li-polymer）電壓：3.7V使用壽命為：500次放電溫度為：-20度?60度充電溫度為：0度?45度備注：鋰電的改良型，沒有電池液，而改用聚合物電解質(zhì)，可以做成各種形狀，比鋰電池穩(wěn)定。5.鉛酸電池(Sealed)電壓：2V使用壽命為：200?300次放電溫度為：0度?45度充電溫度為：0度?45度備注：就是一般車用電瓶(它是以6個2V串聯(lián)成12V的)，免加水的電池使用壽命長達10年，但體積和最量是最大的。電池充電的名詞解釋充電率(C-rate)C是Capacity的第一個字母，用來表示電池充放電時電流的大小數(shù)值。例如：充電電池的額定容量為1100mAh時，即表示以1100mAh(1C)放電時間可持續(xù)1小時，如以200mA(0.2C)放電時間可持續(xù)5小時，充電也可按此對照計算。終止電壓(Cut-offdischargevoltage)指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。根據(jù)不同的電池類型及不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。開路電壓(OpencircuitvoltageOCV)電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。電池的開路電壓，會依電池正、負極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那么不管電池的體積有多大，幾何結(jié)構(gòu)如何變化，起開路電壓都一樣的。放電深度(DepthofdischargeDOD)在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比，稱為放電深度。放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關(guān)系，當(dāng)二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時應(yīng)盡量避免深度放電。過放電(Overdischarge)電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續(xù)放電時就可能會造成電池內(nèi)壓升高，正、負極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。過充電(Overcharge)電池在充電時，在達到充滿狀態(tài)后，若還繼續(xù)充電，可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏夜等情況發(fā)生，電池的性能也會顯著降低和損壞。能量密度(Energydensity)電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。一般在相同體積下，鋰離子電池的能量密度是竦鎘電池的2.5倍，是竦氫電池的1.8倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會比竦鎘、竦氫電池的體積更小，重量更輕。自我放電(Selfdischarge)電池不管在有無被使用的狀態(tài)下，由于各種原因，都會引起其電量損失的現(xiàn)象。若是以一個月為單位來計算的話，鋰離子電池自我放電約是1%-2%、竦氫電池自我放電約3%-5%。充電循環(huán)壽命(Cyclelife)充電電池在反復(fù)充放電使用下，電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。記憶效應(yīng)(Memoryeffect)在電池充放電過程中，會在電池極板上產(chǎn)生許多小氣泡，時間一久，這些氣泡會減少電池極板的面積，也間接影響電池的容量。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(fù)做三次，以便激活池。這種"前三次充電要充12小時以上"的說法，明顯是從竦電池(如竦鎘和竦氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法，可以說一開始就是誤傳。鋰電池和竦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，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(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進行超過12個小時的超長充電。很多手機說明書上介紹的新電池充電一定要超過十二小時的說法都是錯誤的！此外，鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在竦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。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。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。三、正常使用中應(yīng)該何時開始充電我們經(jīng)常可以見到這種說法:因為充放電的次數(shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是，這種說法顯然是錯誤的！在正常情況下，你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電（但絕對不是用到關(guān)機再充電），假如你的電池在你預(yù)計第2天不可能堅持整個白天的時候，就應(yīng)該及時開始充電！而當(dāng)你需要充電以應(yīng)付預(yù)計即將到來的會導(dǎo)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一次充電循環(huán)壽命!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(guān)機"。這種做法其實只是竦電池上的做法，目的是避免記憶效應(yīng)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(guān)機的例子。結(jié)果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應(yīng)，不得不送來檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導(dǎo)致電壓過低，以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。實際經(jīng)驗證明:放電深度達到100%的鋰電池報廢率為50%（多年的事實證明放電深度達99%以上的鋰電用維修電源能激活的也只有半數(shù)，其余半數(shù)報廢!）對鋰電池手機的正確做法歸結(jié)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(biāo)準(zhǔn)的時間和程序充電，即使是前三次也要如此進行.先將充電器（線充）插上電源然后再將充電器的輸出端插上手機充電端口.有人要問:是開機充電好，還是關(guān)機充電好呢?答:都行!少數(shù)牌子的手機在關(guān)機充電時是不能為手機里的后備電池（在主板上的小鋰電，為32.768時鐘品體供電）充電的，只有在待機狀態(tài)下用直充才能為后備電池充電！2、當(dāng)出現(xiàn)手機電量過低提示時，應(yīng)該盡量及時開始充電；鋰電池在過放電的情況下最易損壞!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。一般來講，根據(jù)電池容量大小的不同，充電時間在2--4小時之間.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(guān)機的做法，都是錯誤的！四、電池的保養(yǎng)不必刻意保證每一次都放完電了再充；一段時間可做一次保護電路控制下的深充放以修正電池的電量統(tǒng)計，但這不會提高你電池的實際容量。長期不用的電池，應(yīng)放在陰涼的地方以減弱其內(nèi)部自身鈍化反應(yīng)的速度。保護電路也無力監(jiān)控電池的自放電，長期不用的電池，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過量導(dǎo)致過度放電的損壞。其實電池沒有太多要顧及的使用注意，換句話說是顧及也沒有太大用。一個電池能使用多少次，也許差別更多的來自電池本身制造中的個體差異，而不是使用方法。選擇具有良好口碑的手機品牌，無疑是日后電池使用長壽命的保障之一。認識記憶效應(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)是指電池長時間經(jīng)受特定的工作循環(huán)后，自動保持這一特定的傾向.這個最早定義在竦鎘電池，竦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)在的竦金屬氫（俗稱竦氫）電池不受這個記憶效應(yīng)定義的約束.因為現(xiàn)代竦鎘電池工藝的改進,上述的記憶效應(yīng)已經(jīng)大幅度的降低，而另外一種現(xiàn)象替換了這個定義，就是竦基電池的"品格化"，通常情況，竦鎘電池受這兩種效應(yīng)的綜合影響，而竦氫電池則只受"品格化"記憶效應(yīng)的影響,而且影響較竦鎘電池的為小.在實際應(yīng)用中,消除記憶效應(yīng)的方法有嚴(yán)格的規(guī)范和一個操作流程.操作不當(dāng)會適得其反。對于竦鎘電池，正常的維護是定期深放電:平均每使用一個月（或30次循環(huán)）進行一次深放電（放電到1.0v/每節(jié)，老外稱之為exercise），平常使用是盡量用光電池或用到關(guān)機等手段可以緩解記憶效應(yīng)的形成，但這個不是exercise，因為儀器（如手機）是不會用到1.0v/每節(jié)才關(guān)機的，必須要專門的設(shè)備或線路來完成這項工作，幸好許多竦氫電池的充電器都帶有這個功能.對于長期沒有進行exercise的竦鎘電池，會因為記憶效應(yīng)的累計,無法用exercise進行容量回復(fù)，這時則需要更深的放電（老外稱recondition），這是一種用很小的電流長時間對電池放電到0.4v每節(jié)的一個過程，需要專業(yè)的設(shè)備進行.對于竦氫電池,exercise進行的頻率大概每三個月一次即可有效的緩解記憶效應(yīng).因為竦氫電池的循環(huán)壽命遠遠低于竦鎘電池,幾乎用不到recondition這個方法.▲建議1:每次充電以前對電池放電是沒有必要,而且是有害的，因為電池的使用壽命無謂的減短了。▲建議2:用一個電阻接電池的正負極進行放電是不可取的,電流沒法控制，容易過放到0v,甚至導(dǎo)致串聯(lián)電池組的電池極性反轉(zhuǎn)。電池需要激活嗎？回答是電池需要激活，但這不是用戶的要做的事.我參觀過鋰離子電池的生產(chǎn)廠，鋰離子電池在出廠以前要經(jīng)過如下過程: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，如此進行幾個循環(huán)，使電極充分浸潤電解液，充分活化,以容量達到要求為止，這個就是激活過程---分容，就是測試電池的容量選取不同性能（容量）的電池進行歸類，劃分電池的等級，進行容量匹配等.這樣出來的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了.我們大家常用的竦鎘電池和竦氫電池也是如此化成激活以后才出廠的.其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài)，激活以后再封口,這個工序也只可能有電芯生產(chǎn)廠家來完成了.這里存在一個問題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，這個時間有時會很長，短則1個月，長則半年，這個時候，因為電池電極材料會鈍化，所以廠家建議初次使用的電池最好進行3?5次完全充放過程，以便消除電極材料的鈍化,達到最大容量.在2001年頒布的三個關(guān)于竦氫.竦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，對電池可以進行5次深充深放,當(dāng)有一次符合規(guī)定時，試驗即可停止.這很好的解釋了我說的這個現(xiàn)象.那么稱之為"第二次激活"也是可以的，用戶初次使用的"新"電池盡量進行幾次深充放循環(huán).然而據(jù)我的測試（針對鋰離子電池），存儲期在1~3個月之內(nèi)的鋰離子電池，對它進行深充深放的循環(huán)處理,其容量提高現(xiàn)象幾乎不存在.（我在專題討論區(qū)有關(guān)于電池激活的測試報告）。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，姑且設(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)化為深充是不是就是要充12個小時的問題.答案是不需要充12小時.早期的手機竦氫電池因為需要補充和涓流充電過程，要達到最完美的充飽狀態(tài)，可能需要5個小時左右,但是也是不需要12個小時的.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間無需12個小時.對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候才是真正的深充.我曾經(jīng)畫出恒壓階段電流減小對時間的曲線，對它進行多次曲線擬合,發(fā)現(xiàn)這個曲線可以用1/x的函數(shù)方式接近與零電流，實際測試時因為鋰離子電池本身存在的自放電現(xiàn)象，這個零電流是永遠不可能到達的.以600mah的電池為例，設(shè)置截至電流為0.01c（即6ma）,它的1c充電時間不超過150分鐘,那么設(shè)置截至電流為0.001c（即0.6ma）,它的充電時間可能為10小時---這個因為儀器精度的問題,已經(jīng)無法精確獲得,但是從0.01c到0.001c獲的容量經(jīng)計算僅為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達到4.2v的限制電壓，它根本沒有截止最小電流判斷階段,一般150分鐘后它就是100%充飽了.許多手機都是用脈沖充電方式的.有人曾經(jīng)用手機顯示充飽后，再用座充進行充電來確認手機的充飽程度,這個測試方法欠嚴(yán)謹(jǐn).首先座充顯示綠燈不是檢測真正充飽與否的一個依據(jù)。檢測鋰離子電池充飽與否的唯一最終的方法就是測試在不充電（也不放電）狀態(tài)時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,這個電流乘與電池內(nèi)阻（一般在200毫歐之內(nèi)）僅為1mv,W以認為這時的電壓就是無電流狀態(tài)的電池電壓.其次，手機的基準(zhǔn)電壓不一定等于座充的基準(zhǔn)電壓,手機認為充飽的電池到了座充上，座充卻不認為已經(jīng)充飽，卻繼續(xù)進行充電。充電電池有最佳狀態(tài)嗎？有一種說法就是，充電電池使用得當(dāng)，會在某一段循環(huán)范圍出現(xiàn)最佳的狀態(tài)，就是容量最大.這個要分情況，密封的竦氫電池和竦鎘電池，如果使用得當(dāng)（比如定期的維護，防止記憶效應(yīng)的產(chǎn)生和累計），一般會在100?200個循環(huán)處達到其容量的最大值，比如出廠容量為1000mah的竦氫電池用了120次循環(huán)后，其容量有可能達到1100mah.幾乎所有的日*本竦氫電池生產(chǎn)商的技術(shù)規(guī)格書中描述竦基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描述.竦基電池有最佳狀態(tài)，一般在100?200循環(huán)次數(shù)之間達到其最大容量對于液態(tài)鋰離子電池，卻根本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最終電池報廢為止，其容量的表現(xiàn)就是用一次少一次.我在對鋰離子電池做循環(huán)性能的時候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，一定要細心的注意使用環(huán)境，防止高低溫現(xiàn)象，比如手機放在汽車的前臺上，中午的太陽直射很容易就可以使其超過60度，北方的用戶的電池待機時間，同等網(wǎng)絡(luò)情況下,就沒有南方的用戶長了.真的是充電電流越大，充電越快嗎？對于恒流充電的竦基電池，可以這么說，而對應(yīng)鋰離子電池，這個是不完全正確的。對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間.直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎?這就要討論手機的充電方式了，對于充電管理在手機里面的，設(shè)定同樣一個直充（實際應(yīng)稱為電源適配器）的輸出如：5.3v600maa.充電管理是開關(guān)方式（高頻脈寬調(diào)整pwm方式），這個充電方式，手機并沒有完全利用直充的輸