筆記本電腦電池完全解析

讓動(dòng)力源源不斷

一一筆記本電腦電池完全解析

文/徑山茶

有人把電池比作是筆記本電腦流動(dòng)的血液，這雖然不是很貼切，但電池在筆記本電腦中的重要地位由此可見(jiàn)一

斑。筆記本電腦非常注重移動(dòng)性，因而筆記本電池工作時(shí)間的長(zhǎng)短也就成了衡量其移動(dòng)性能是否優(yōu)良的重要因

素之一。如果失去電池或電池性能不佳，不僅筆記本電腦的移動(dòng)性將大打折扣，其應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之受到一定

的限制。本文將帶領(lǐng)大家去了解一下筆記本電池的種類(lèi)、領(lǐng)略其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還將充分發(fā)揚(yáng)DIY精神對(duì)電池進(jìn)行

改制，以達(dá)到讓筆記本電腦更好地為我們服務(wù)的目的。

電池的種類(lèi)及特性

筆記本電腦所用的電池基本上可以分為三種：鍥鎘電池（Ni-Cd）、鏢氫電池（Ni-MH）

和鋰離子電池（Li-Ion）,它們各自的特性見(jiàn)表。

能量/自放

成

標(biāo)稱(chēng)能量/充放電循環(huán)

電池重量功率/重功率/體電率

本

電壓體積比環(huán)次數(shù)保

類(lèi)型比量W/kg積W/L

（V）Wh/L（次）

Wh/kg%/月

銀鎘不

1.240~6060^100140^220220~36010~20300^700低利

電池

鍥氫有

1.26022013047530400^1000低

電池利

鋰離

有

子電3.6115260200^250400^5005~10500^800高

利

池

鍥鎘電池：鍥鎘電池是最早應(yīng)用于筆記本電腦的電池種類(lèi)，但由于當(dāng)時(shí)電池的生產(chǎn)技術(shù)、

制作工藝不夠先進(jìn)，因此鍥鎘電池有很多不足之處，如容量小、體積大等。銀鎘電池在充放

電過(guò)程中如果處理不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”

就是電池在充電前，電池的電量沒(méi)有被完全放盡，久而久之將會(huì)引起電池額定容量的減少。

當(dāng)然，我們可以通過(guò)掌握合理的充放電方法來(lái)減輕“記憶效應(yīng)”。此外，鎘是有毒的，因而

鍥鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。眾多的缺點(diǎn)使得銀鎘電池已被淘汰出筆記本電腦電池的應(yīng)

用范圍。

銀氫電池：筆記本電腦采用的第二代電池類(lèi)型是銀氫電池，鍥氫電池是以氫氧化銀為正

極，以高能貯氫合金為負(fù)極，這使銀氫電池具有更大的能量密度比，也意味著可以在不為筆

記本電腦增加額外重量的情況下，使用鍥氫電池能有效地延長(zhǎng)筆記本電腦的工作時(shí)間。同時(shí)

銀氫電池在電學(xué)特性方面與銀鎘電池亦基本相似，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以完全替代銀鎘電池，而

不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。銀氫電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：大大減小了銀鎘電池中存在的“記憶

效應(yīng)”問(wèn)題，這使銀氫電池可以更方便地使用。

鍥氫電池是目前最環(huán)保的電池，它不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來(lái)

的污染問(wèn)題。一些注重環(huán)保的國(guó)家都大力提倡使用鍥氫電池，因?yàn)樗子诨厥赵倮?。鍥?/p>

電池因?yàn)榫哂休^高的性?xún)r(jià)比，又有利于環(huán)保，所以至今仍有一些廠商把它用于筆記本電腦中。

鋰離子電池：鋰離子電池具有重量輕、容量大、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了普遍應(yīng)

用一一現(xiàn)在的筆記本電腦中絕大多數(shù)采用了鋰離子電池，盡管其價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較昂貴。鋰

離子電池具有三層卷繞結(jié)構(gòu)，這三層結(jié)構(gòu)分別是：以鉆酸鋰為主要活性物質(zhì)的正極、以碳材

料為主要活性物質(zhì)的負(fù)極和正負(fù)極之間的隔膜層。鋰離子電池在目前筆記本電腦的電池中能

量密度最高，它的容量是同重量的鍥氫電池的1.5~2倍，而且具有很低的自放電率。鋰離子

電池完全沒(méi)有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)也是它廣泛應(yīng)用于筆記本電腦的重要原

因。

電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析

筆記本電池的內(nèi)部一般包括電芯和充放電控制、保護(hù)電路（具有保護(hù)電池過(guò)充電、過(guò)放

電等功能）兩部分。

電芯：不管是鍥鎘電池、銀氫電池還是鋰離子電池，由于它們的單節(jié)電芯（即每塊電池

內(nèi)部的電池個(gè)體）的電壓和容量都是有限的（鍥鎘電池和銀氫電池每只電芯的額定電壓為

1.2V,鋰離子電池每只電芯的額定電壓為3.6V；而容量要看電芯規(guī)格和體積大小而定），所

以在筆記本電腦電池中，均采用電芯并聯(lián)和串聯(lián)的方法組成電池組，以滿(mǎn)足筆記本電腦實(shí)際

工作的需要。例如：9只容量為1500mAh的鋰離子電芯，三只三只并聯(lián)，然后串聯(lián)，再加上

電池充放電控制、保護(hù)電路就可以組成一塊電壓為10.8V、容量是4500mAh的筆記本電腦電

池。一般來(lái)說(shuō)，容量較大的筆記本電池的持續(xù)供電時(shí)間也較長(zhǎng)（當(dāng)然，這還要考慮筆記本電

腦的實(shí)際功率），但采用多個(gè)電芯以增加電池容量的同時(shí)，也使電池的重量增加了，這就對(duì)

筆記本電腦的移動(dòng)作業(yè)產(chǎn)生了負(fù)面影響，因而在設(shè)計(jì)筆記本電池時(shí)，一般會(huì)做到兩者兼顧。

應(yīng)用于筆記本電腦的鋰離子電池，其內(nèi)部的單個(gè)電芯大致可以分為圓柱形和方塊形兩大

類(lèi)，其中又以圓柱形的居多。最常見(jiàn)的圓柱形電芯編號(hào)為“18650"，其含義是該類(lèi)電芯的直

徑是18（毫米），高度是65（毫米）。雖然這些電芯的外形是一致的，但仍有多種容量之分

（電池或電芯的容量大小可以從外殼所標(biāo)注的“mAh”數(shù)值來(lái)判斷，其中文名稱(chēng)是“毫安時(shí)”，

是反映電池存儲(chǔ)電量大小的一個(gè)指標(biāo)），例如日本松下公司生產(chǎn)的這類(lèi)電芯中，編號(hào)為

“CGR18650”的電芯容量為1400mAh,“CGR18650H''為1500mAh,“CGR18650HM”為1630mAh,

'七6U8650禮”為18001^11等等。要注意的是，不同電芯的生產(chǎn)廠商，用以區(qū)分電芯容量的

標(biāo)注方法可能會(huì)有所不同。

充放電控制、保護(hù)電路：鋰離子電池的工作機(jī)理決定了與它配套的充放電控制、保護(hù)電

路的控制精度相當(dāng)高，既不能使電池過(guò)充電，也不能過(guò)放電，否則都將影響電池的壽命。所

以鋰離子電池內(nèi)都有微處理器、溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)、熱保險(xiǎn)絲等組成保護(hù)模塊電路。保護(hù)模塊電

路一般還有SMBUS（系統(tǒng)監(jiān)測(cè)總線）接口輸出，用來(lái)與筆記本電腦主板上的相關(guān)電路連接，

從而給系統(tǒng)提供電池的現(xiàn)有容量、是否處于充電狀態(tài)等信息。一般說(shuō)來(lái)，銀氫電池的充電要

求不如鋰離子電池那樣高，控制精度也不如鋰離子電池嚴(yán)。因而，鍥氫電池內(nèi)部的控制、保

護(hù)電路（圖10紅圈內(nèi)部分）不如鋰離子電池那樣復(fù)雜。銀氫電池內(nèi)部通常有一些熱保護(hù)器

件，如熱敏電阻、溫控開(kāi)關(guān)、熱熔保險(xiǎn)絲和PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻等，用于快速充電時(shí)保

護(hù)電池。

有些電池的保護(hù)電路中還附帶有電池電量指示功能（圖10）,在不開(kāi)機(jī)的情況下從筆記

本上取下電池，按下電量指示按鈕，從閃亮的LED指示燈中可以大致判斷出電池剩余電量的

多少。

給電池?fù)Q電芯

電池屬于易耗品，一般使用2~3年后性能會(huì)有較大幅度的下降（使用不當(dāng)者更會(huì)出現(xiàn)電

池提前衰老甚至完全報(bào)廢的情況），具體表現(xiàn)為電池內(nèi)阻變大，容量降低，筆記本的實(shí)際工

作時(shí)間大大減少，這時(shí)使用完全充放電等方法已經(jīng)不能從根本上解決問(wèn)題，收到的效果將是

微乎其微的。如果電池已經(jīng)出現(xiàn)了這種情況，那么解決的辦法有兩個(gè)：條件允許的用戶(hù)可以

購(gòu)買(mǎi)一塊新電池，而更經(jīng)濟(jì)的做法是給電池更換電芯（這為廣大DIYer提供了一展伸手的好

機(jī)會(huì)，又節(jié)省了一筆可觀的Money,是一件一舉多得的好事情）。下文將結(jié)合實(shí)例（以IBM

ThinkPad600E的鋰離子電池為例—600系列的筆記本電腦曾是IBM的經(jīng)典機(jī)型，為IBM贏

得過(guò)許多獎(jiǎng)項(xiàng)），介紹更換電芯的方法、步驟。

電池的拆解：拆解電池可借助于電工刀、刀片和小型螺絲刀等工具。

筆記本電腦的電池一般采用強(qiáng)力膠使上下蓋粘合，拆解時(shí)可用電工刀或刀片沿電池上下

蓋結(jié)合處的細(xì)縫切入，并環(huán)繞細(xì)縫一周，然后用一字型螺絲刀插入細(xì)縫一側(cè)撬開(kāi)電池盒，注

意用力不能過(guò)猛，否則可能會(huì)損傷電池盒或內(nèi)部的電路板。

確定失效電芯：掀起電池上蓋，即可見(jiàn)到6只鋰電芯,

rjiKsnsnw

是Panasonic（松下）公司的產(chǎn)品，具體型號(hào)為CGRI8650HM。電芯的組合方式是兩兩并

聯(lián)成一組，然后三組串聯(lián)，構(gòu)成一塊電壓為10.8V、容量是3200mAh的鋰離子電池。用鉗子

或剪刀把電芯從電池盒內(nèi)拆除后，可以看到緊貼電池盒底部的電路板。要注意的是，剪除電

芯上的焊片時(shí)，不要剪至電路板基部，而應(yīng)留下幾個(gè)焊接柱（下圖紅圈內(nèi)部分），以方便新

電芯與電路板的連接。

在正式動(dòng)手給電池?fù)Q電芯前，應(yīng)搞清楚電池內(nèi)的電芯是全部損壞還是部分失效。如果電

池的使用間已達(dá)到或接近設(shè)計(jì)壽命，其內(nèi)部的電芯都已衰老，那就需要全部更換；另一種情

況是電池內(nèi)的某節(jié)或某組電芯失效導(dǎo)致整塊電池工作異常。有時(shí)候，系統(tǒng)顯示的剩余電量會(huì)

一下子從30~50%突然降到2~5版這說(shuō)明筆記本電腦電池中的某節(jié)或某組電芯已性能不良。因

為電池內(nèi)每節(jié)電芯的性能不可能完全一致，使用時(shí)間長(zhǎng)了，某些質(zhì)量稍差的先失效，從而影

響整塊電池的放電。我們可以把該節(jié)或該組電芯找出來(lái)并更換，即可使電池正常工作。方法

是：在系統(tǒng)顯示剩余電量突降后把電池從筆記本上取下，然后拆開(kāi)，在電池的正負(fù)兩極接上

一個(gè)假負(fù)載（可以用電爐絲或大功率電阻），使放電電流接近筆記本電腦實(shí)際工作的電流（一

般在筆記本電腦的底部的銘牌上均已標(biāo)出整機(jī)的工作電壓、電流和消耗功率）。然后用萬(wàn)用

表測(cè)量每組電芯的電壓，如果有一組或兩組電芯的電壓明顯比其它電芯組要低，那每它們就

是應(yīng)該進(jìn)行更換的電芯。

電芯的來(lái)源：電芯可以到當(dāng)?shù)氐碾娮与娔X市場(chǎng)或?qū)I(yè)電池商店購(gòu)買(mǎi)，選購(gòu)時(shí)要注意新電

芯的形狀、體積要與原電芯一致，否則就有可能放不進(jìn)電池盒內(nèi)。本例中原電芯型號(hào)為

CGR18650HM,容量為1600mAh,用來(lái)替換的應(yīng)是“18650”系列的電芯（電芯直徑是18毫米,

高度為65毫米），筆者找到的電芯為全新的LGR18650P,

容量是1600mAh。為了能使電池工作更長(zhǎng)的時(shí)間，可能的話最好選擇容量比原電芯大的

“18650”系列電芯來(lái)更換（如本例中可以選擇容量為1800mAh或2000mAh的電芯）,因?yàn)檫@

樣改制后筆記本電腦的工作時(shí)間將會(huì)更長(zhǎng)。如果買(mǎi)不到全新的鋰電芯（其實(shí)市場(chǎng)上單節(jié)新鋰

電芯很少有賣(mài)），也可以考慮購(gòu)買(mǎi)二手的，如購(gòu)回二手筆記本電腦的電池解剖后取得。

據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，市場(chǎng)上的許多二手鋰電芯還是很好用的，如筆者從二手富士通筆記本電腦

電池中拆得的單節(jié)容量為1200mAh的SONYUS18650s鋰電芯，經(jīng)試用發(fā)現(xiàn)效果很好。只是在

選購(gòu)時(shí)，條件允許的話，應(yīng)當(dāng)場(chǎng)測(cè)試一下整地塊電池的實(shí)際使用時(shí)間，以確保電芯質(zhì)量。

如果在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)上找不到合適的電芯，也可以通過(guò)郵購(gòu)的方式來(lái)得到。如青島華光電池

有限公司、天津力神電池股份公司等均提供鋰電芯的郵購(gòu)零售，“18650”系列容量為

1800mAh^2000mAh的單節(jié)鋰電芯的價(jià)格在30~40元左右，有的廠家還進(jìn)行了電芯性能的一致

性測(cè)試，使用起來(lái)比較有保障。另外，也可以向廣東等地的二手經(jīng)銷(xiāo)商郵購(gòu)，這類(lèi)郵購(gòu)信息

在電子類(lèi)報(bào)刊雜志上刊登得比較多（如《電子報(bào)》中縫就經(jīng)?？沁@類(lèi)郵購(gòu)信息）。

電芯的焊接：電池內(nèi)電芯與電芯之間都是采用點(diǎn)焊的方法進(jìn)行連接的，比較可靠，但一

定要借助專(zhuān)業(yè)的點(diǎn)焊機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。如果在當(dāng)?shù)氐碾娮邮袌?chǎng)找不到提供電芯點(diǎn)焊服務(wù)的場(chǎng)所，

業(yè)余條件下也可以用烙鐵來(lái)焊接。由于電芯外殼是鍍銘的，不容易吃錫，所以焊接方法一點(diǎn)

要合理：先用電工刀的刀尖在電芯的兩極按“十”字的兩個(gè)方向進(jìn)行刻劃，即把沒(méi)有封皮裹

住的電芯兩極刮花，然后用烙鐵在刮花處搪上一層松香，再用沾上焊錫的烙鐵對(duì)電芯進(jìn)行焊

接（下圖為已上錫的電芯）。

要注意的是，烙鐵的溫度較高，焊接時(shí)烙鐵與電芯接觸的時(shí)間不要超過(guò)3秒，以免由于電芯

過(guò)熱而導(dǎo)致性能降低。電芯與電芯之間應(yīng)該用專(zhuān)用的鍥質(zhì)焊條（可取現(xiàn)存的一一從舊電芯上

拆）來(lái)連接，焊起來(lái)不僅方便而且可靠。最后按原來(lái)電芯的組合方式連接起來(lái)，放入電池盒。

實(shí)際使用效果：本例中的電池經(jīng)改制后，在上網(wǎng)或邊打字邊聽(tīng)MP3的狀態(tài)下（顯示屏亮

度打到四分之三，音量開(kāi)到一半），可以使筆記本持續(xù)工作2小時(shí)左右（用BatteryMark4.0

進(jìn)行“LifeTest”一項(xiàng)測(cè)試，所得時(shí)間為2小時(shí)13分鐘，見(jiàn)下圖）。筆者也嘗試了用上文

提到的容量為1200mAh的SONYUS18650S二手鋰電芯來(lái)替換原電芯，由于容量只有原電芯的

四分之三（現(xiàn)有容量為2400mAh,而原容量為3200mAh）,而且又是二手的，因此在瀏覽網(wǎng)

頁(yè)狀態(tài)下筆記本只能工作1小時(shí)28分鐘，不過(guò)對(duì)要求不高的朋友來(lái)說(shuō)這仍是一種廉價(jià)而實(shí)用

的改制方案。

應(yīng)注意的問(wèn)題：1、選購(gòu)電芯時(shí)，應(yīng)讓廠家或經(jīng)銷(xiāo)商對(duì)電芯進(jìn)行一致性測(cè)試（考慮容量、

內(nèi)阻、電壓等因素），以確保改制質(zhì)量。如果打算買(mǎi)二手電芯，最好多買(mǎi)幾只，這樣就有了

挑選的余地。

2、用新電芯改制后的電池，可以直接使用（因?yàn)殇囯娦緸榱藴p輕自放電、防止性能的降

低，在出廠時(shí)處于半充電狀態(tài)），等到系統(tǒng)提示電量為1Q3%時(shí)關(guān)機(jī)，接上電源適配器充電

至100機(jī)不管是使用新電芯還是二手電芯，改制后都應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行夕5次的完全充放電（即

一次性充電到10096,然后用電池給筆記本供電，放電至設(shè)~3%,再次充電至100幅如此循環(huán)

3~5次）以發(fā)揮出電芯的最佳性能。

3、用二手電芯改制電池后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：插上電源適配器給電池充電幾分鐘后,

電池充電指示燈就開(kāi)始閃爍不停，如果這時(shí)開(kāi)機(jī)的話，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)顯示的電池電量為0%,

機(jī)器用交流電供電，而電池不處于充電狀態(tài)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，一般是由于電芯的一致

性不夠好或改制前各電芯放電情況不一致造成的（即有的電芯已經(jīng)放出的電量較少，因而電

壓較高；而有的電芯放出的電量較多，電壓就較低），可以采用更換其它電芯或采用同樣的

電流把所有電芯都單節(jié)放電至3.0V的方法（用電爐絲或大功率電阻當(dāng)負(fù)載）來(lái)解決。

4、如果你用的電池是銀氫電芯的，那么是無(wú)法直接用鋰電芯來(lái)替換的，因?yàn)閮烧叩墓ぷ?/p>

機(jī)理、充放電要求及電池內(nèi)的保護(hù)電路是完全不同的。

最后，預(yù)祝各位改制成功，讓您的電池?fù)碛懈渑娴碾娏?。如果在改制過(guò)程中有問(wèn)題，

歡迎與我交流:lzysyy2@163.com。

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