手機鋰離子電池
 
目前我國市場上的手機所使用的電池已經從鎳氫鎳鎘電池向鋰電池完成了過渡,但大部分人使用鋰電池的方法還停留在使用鎳氫鎳鎘電池的舊的錯誤的方法上。 本文詳細說明了目前使用最廣泛的電池鋰電池的正確使用方法,對使用誤區的人數進行了抽樣統計,重點說明的手機鋰電池前三次充電正確方法。
 

   
鋰離子電池自1990年問世以來,因其卓越的性能得到了迅猛的發展,並廣泛地應用於社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優勢迅速佔領了許多領域,象大 家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等,且越來越多的國家將該電池應用於軍事用途。應用表明,鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。 

我們經常說的鋰離子電池的優越性是針對於傳統的鎳鎘電池(Ni/Cd)和鎳氫電池(Ni/MH)來講的。 具有工作電壓高比能量大循環壽命長自放電率低無記憶效應等優點。 目前鋰電池公認的基本原理是所謂的「搖椅理論」。鋰電池的沖放電 不是通過傳統的方式實現電子的轉移,而是通過鋰離子在層壯物質的晶體中的出入,發生能量變化。在正常沖放電情況下,鋰離子的出入一般只引起層間距的變化, 而不會引起晶體結構的破壞,因此從沖放電反映來講,鋰離子電池是一種理想的可逆電池。在充放電時鋰離子在電池正負極往返出入,正像搖椅一樣在正負極間搖來 搖去,故有人將鋰離子電池形象稱為搖椅電池


鋰電池日常使用過程中的誤區。對於鋰電池的「激活」問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反覆做三次,以便激活電池。這種「前三次充電要充 12小時以上」的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。經過抽樣調查,可以看出有相當一部分人混淆了兩種電池的充電方法。 

鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區別,所查閱過的所有嚴肅的正式技術資料都強調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準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。通常手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標準充電方法。此外, 鋰電池的手機或充電器在電池充滿後都會自動停充,並不存在鎳電充電器所謂的持續10幾小時的「涓流」充電。也就是說 ,如果你的鋰電池在充滿後,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。 



關於鋰離子電池充放電循環的實驗表,關於循環壽命的數據列出如下:

  • 循環壽命 (10%DOD):>1000次
  • 循環壽命 (100%DOD):>200次


其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見,可充電次數和放電深度有關,10%DOD時的循環壽命要比100%DOD的要長很多。
當然如果折合到實際充電 的相對總容量:10%*1000=100,100%*200=200,後者的完全充放電還是要比較好一些。但是鋰電池的壽命主要體現在充放電週期上,這個 週期是一個絕對概念,上次使用了30%電力,充滿電,下次又使用了70%的電力,又充滿電,這個剛好是一個充電週期。所以還是遵循鋰電池發明者的口號「即用即充,即充即用」的方法使用鋰電池。 

超常時間充電和完全用空電量會造成過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞, 從分子層面看,過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構裡去,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麼通常配有充放電的 控制電路的原因。鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片.其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、溫度、ID 、充電狀態、放電次數等數值.這些數值在使用中會逐漸變化.使用說明中的「使用一個月左右應該全充放一次」的做法主要的作用應該就是修正這些寄存器裡不當 的值,使得電池的充電控制和標稱容量吻合電池的實際情況.電量統計芯片通過記錄放電曲線(電壓,電流,時間)可以抽樣計算出電池的電量,這就是我們在 Battery Information 裡讀到的 wh. 值.而鋰離子電池在多次使用後,放電曲線是會改變的,如果芯片一直沒有機會再次讀出完整的一個放電曲線,其計算出來的電量也就是不準確的.所以我們需要深 充放來校準電池的芯片

鋰電池的前三次充電正確方法和日常使用的注意事項: 

  1. 前三次充電的時候完全沒有必要進行超常時間充電如12小時來激活電池,充電電路本來就有保護,插上也沒用的。
  2. 常使用過程中應避免完全放電(使用到黑屏斷電)。
  3.  如果要長之間一塊電池不用,建議充電到40%再進行放置,以便保護電池。
  4. 長時間放置未用,或者頻繁即充即用一段時間後,方法就是一次完全的充放電,之後電池就可以即用即充,只有在長時間使用後才需要再次進行再次完全充放電重新校正。
  5. 最後,鋰電池的壽命主要體現在充放電週期上,這個週期是一個絕對概念,上次使用了30%電力,充滿電,下次又使用了70%的電力,又充滿電,這個剛好是一個充電週期。


參考文獻:


吳宇平,戴曉軍,等。鋰離子電池—應用與實踐[M].北京化工出版社
施思齊,歐陽楚英,王兆祥。鋰離子電池中的物理問題及其研究進展[J].物理,2004
LIU ye-xiang(劉業翔) HU guo-rong(胡國容)
YU xiao-yuan(禹筱元)鋰離子電池研究和開發新進展[J]。Battery Bimonthly(電池),2002.32(5):269-273。

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