鋰離子電池的基本知識(shí)

上圖就是日本產(chǎn)萬(wàn)勝鋰－二氧化錳電池，3伏電壓，不可充電，單節(jié)體積15x40毫米。

可充電鋰離子電池

可充電鋰離子電池是目前手機(jī)中應(yīng)用最廣泛的電池，但它較為“嬌氣”，在使用中不可過(guò)充、過(guò)放(會(huì)損壞電池或使之報(bào)廢)。因此，在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高，要保證終止電壓精度在1%之內(nèi)，目前各大半導(dǎo)體器件廠已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的IC，以保證安全、可靠、快速地充電。
　　現(xiàn)在手機(jī)已十分普遍，手機(jī)中一部分是鎳氫電池，但靈巧型的手機(jī)則是鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對(duì)延長(zhǎng)電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的鋰電池，它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(zhǎng)方形、圓柱形、長(zhǎng)方形及扣式，并且有由幾個(gè)電池串聯(lián)在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V)。充滿電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān)：陽(yáng)極材料為石墨的4.2V；陽(yáng)極材料為焦炭的4.1V。不同陽(yáng)極材料的內(nèi)阻也不同，焦炭陽(yáng)極的內(nèi)阻略大，其放電曲線也略有差別，如圖1所示。一般稱為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池?，F(xiàn)在使用的大部分是4.2V的，鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V～2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同)。低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱為過(guò)放，過(guò)放對(duì)電池會(huì)有損害。
　　鋰離子電池不適合用作大電流放電，過(guò)大電流放電時(shí)會(huì)降低放電時(shí)間(內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量)。因此電池生產(chǎn)工廠給出最大放電電流，在使用中應(yīng)小于最大放電電流。鋰離子電池對(duì)溫度有一定要求，工廠給出了充電溫度范圍、放電溫度范圍及保存溫度范圍。 鋰離子電池對(duì)充電的要求是很高的，它要求精密的充電電路以保證充電的安全。終止充電電壓精度允差為額定值的±1%(例如:充4.2V的鋰離子電池，其允差為±0.042V)，過(guò)壓充電會(huì)造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議，并要求有限流電路以免發(fā)生過(guò)流(過(guò)熱)。一般常用的充電率為0.25C～1C（C是電池的容量，如C=800mAh，1C充電率即充電電流為800mA）。在大電流充電時(shí)往往要檢測(cè)電池溫度，以防止過(guò)熱損壞電池或產(chǎn)生爆炸。
　　鋰離子電池充電分為兩個(gè)階段：先恒流充電，到接近終止電壓時(shí)改為恒壓充電，其充電特性如圖2所示。這是一種800mAh容量的電池，其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA(充電率為1C)恒流充電，開(kāi)始時(shí)電池電壓以較大的斜率升壓，當(dāng)電池電壓接近4.2V時(shí)，改成4.2V恒壓充電，電流漸降，電壓變化不大，到充電電流降為1/10C(約80mA)時(shí)，認(rèn)為接近充滿，可以終止充電(有的充電器到1/10C后啟動(dòng)定時(shí)器，過(guò)一定時(shí)間后結(jié)束充電)。鋰離子電池在充電或放電過(guò)程中若發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流時(shí)，會(huì)造成電池的損壞或降低使用壽命。
　　應(yīng)用注意事項(xiàng):
　　鋰離子電池應(yīng)用注意事項(xiàng)除與上述不可充電的鋰電池相同外，在充電方面還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1. 鋰離子電池有4.1V及4.2V終止充電的不同品種，因此在充電時(shí)注意的是4.1V的電池不能用4.2V的充電器充電，否則會(huì)有過(guò)充的危險(xiǎn)(4.1V與4.2V的充電器用的充電器IC是不同的!)。
2. 對(duì)電池充電時(shí)，其環(huán)境溫度不能超過(guò)產(chǎn)品特性表中所列的溫度范圍。
3. 不能反向充電。
4. 不能用充鎳鎘電池的充電器(充三節(jié)鎳鎘電池的)來(lái)充鋰離子電池(雖然額定電壓一樣，都是3.6V)，但充電方式不同，容易造成過(guò)充。
　　 在放電方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1. 鋰離子電池放電電流不能超過(guò)產(chǎn)品特性表中給出最大放電電流。放電電流較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的溫度(損耗能量)，減少放電時(shí)間，若電池中無(wú)保護(hù)元件會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱而損壞電池。
2. 不同溫度下放電曲線是不同的，如圖5所示。從圖中可以看出，在不同的溫度下，其放電電壓及放電時(shí)間也不同。在-20℃放電時(shí)情況最差。
　　 在貯存方面：
1. 電池若長(zhǎng)期貯存，要保持在50%放電態(tài)。
2. 電池應(yīng)保存在低溫、干燥壞境中。
3. 要遠(yuǎn)離熱源，也不要置于陽(yáng)光直射的地方。

形象的工作原理比喻：

現(xiàn)在將鋰離子電池原理和充放電機(jī)理，用生活中常見(jiàn)的泡沫現(xiàn)象來(lái)比喻。鋰離子電池如同 一堆肥皂泡沫，泡內(nèi)儲(chǔ)存的就是電能。當(dāng)充電時(shí)，汽泡會(huì)隨著充電時(shí)間加長(zhǎng)而不斷增大，當(dāng)超過(guò)其極限值時(shí)汽泡就會(huì)破裂，此時(shí)即損壞了鋰電晶型，造成永久性損壞。
　　當(dāng)過(guò)度放電則會(huì)造成汽泡塌陷、消失，這樣下次充電時(shí)汽泡也充不起來(lái)，而造成鋰電失效。 如何控制汽泡不充爆和汽泡不過(guò)度塌陷？就必須要用保護(hù)電路加以嚴(yán)格控制。 當(dāng)然，優(yōu)質(zhì)的電芯和精確的控制電路可大大地延長(zhǎng)電池的使用壽命。

站長(zhǎng)最喜歡用的就是鋰離子電池，鋰電池自放電小，容量大，性能優(yōu)越。

站長(zhǎng)曾經(jīng)對(duì)一塊全新的富士通筆記本用10.8V/2.4AH鋰電池（就是下圖的鋰電池，電芯為松下共6節(jié)2并3串）做過(guò)放電測(cè)試，放電負(fù)載為6寸液晶監(jiān)視器，工作電流780毫安，測(cè)試結(jié)果如下：