鋰電池的正確使用方法

電池的正確使用方法

近日發(fā)現(xiàn)一篇與電池有關(guān)的文章，特摘下來與朋友們分享。雖然文章中所說的主要是手機(jī)電池，但現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)所使用的也多是鋰離子電池，與手機(jī)電池原理一樣。所以，看看這篇文章還是有很大的現(xiàn)實意義的。

本文共分11個疑問和相應(yīng)的解答。

1.認(rèn)識記憶效應(yīng)

2.電池需要激活嗎

3.前三次要充12小時嗎

4.充電電池有最佳狀態(tài)嗎

5.真的是充電電流越大，充電越快嗎

6.直充標(biāo)的輸出電流就等于充電電流嗎

7.循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎

8.電池容量越高越好嗎

9.充飽的電池進(jìn)行存儲好嗎

10.座充的綠燈亮了以后在多充一個小時有用嗎

11.座充充電比直充飽嗎

1.認(rèn)識記憶效應(yīng)(主要談的是鎳鎘和鎳氫電池，不感興趣可略過直接看第2)

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(俗稱鎳氫)電池不受這個記憶效應(yīng)定義的約束.

因為現(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.

對于鎳鎘電池,正常的維護(hù)是定期深放電:平均每使用一個月(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,但這個不是exercise,因為儀器(如手機(jī))是不會用到1.0V/每節(jié)才關(guān)機(jī)的,必須要專門的設(shè)備或線路來完成這項工作,幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個功能.

對于長期沒有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池,會因為記憶效應(yīng)的累計,無法用exercise進(jìn)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(jìn)行.

對于鎳氫電池,exercise進(jìn)行的頻率大概每三個月一次即可有效的緩解記憶效應(yīng).因為鎳氫電池的循環(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鎘電池,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(fù)極進(jìn)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).

2.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(jìn)行幾個循環(huán),使電極充分浸潤電解液,充分活化,以容量達(dá)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(jìn)行歸類,劃分電池的等級,進(jìn)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.我們大家常用的鎳鎘電池和鎳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(jìn)行3~5次完全充放過程,以便消除電極材料的鈍化,達(dá)到最大容量.

在2001年頒布的三個關(guān)于鎳氫.鎳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(jìn)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(jìn)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(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.(我在專題討論區(qū)有關(guān)于電池激活的測試報告)

3.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(jìn)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.那么我的另一片文章論手機(jī)電池的充電時間已經(jīng)回答了這個問題.

★★★答案是不需要充12小時.

早期的手機(jī)鎳氫電池因為需要補(bǔ)充和涓流充電過程,要達(dá)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(jìn)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(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(dá)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(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)行充電來確認(rèn)手機(jī)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).