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鋰電池的正確使用方法你知多少

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作者: 時間:2007-06-04 來源: 收藏
在手機中,無論是從技術角度評估還是從價格方面的考慮,電池都占有十分重要的地位。時值今日,市場上正在銷售的手機中,所使用的電池已經(jīng)基本完成了從鎳電池到的過渡。也許是由于手機電池剛剛完成了一次鎳電池到的革命,所以人們對的認識并不統(tǒng)一,在許多情況下不正確的說法和做法頗為流行。因此,懂得一點鋰電池的知識,掌握鋰電池的正確使用方法是非常有必要的。
一、鋰電池的種類:
目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池(LiB)和聚合物鋰離子電池(LiP)兩種。所以在許多情況下,電池上標注了Li-ion的,一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池,也有可能是聚合物鋰離子電池。鋰離子電池是鋰電池的改進型產(chǎn)品。鋰電池很早以前就有了,但鋰是一種高度活躍(還記得它在元素周期表中的位置嗎?)的金屬,它使用時不太安全,經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況,后來就有了改進型的鋰離子電池,加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比如鈷、錳等等)從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便,而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區(qū)分它們,從電池的標識上就能識別,鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion?,F(xiàn)在,筆記本和手機使用的所謂“鋰電池”,其實都是鋰離子電池?,F(xiàn)代電池的基本構造包括正極、負極與電解質三項要素。作為電池的一種,鋰離子電池同樣具有這三個要素。一般鋰離子技術使用液體或無機膠體電解液,因此需要堅固的外殼來容納可燃的活性成分,這就增加了電池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言,液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm,再減少就比較困難。而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高,所以形狀上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設計的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。同時,聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%,其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。目前市面上所銷售的液體鋰離子(LiB)電池在過度充電的情形下,容易造成安全閥破裂因而起火的情形,這是非常危險的,所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面,這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性,因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當放寬。此外在充電方面,聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電,與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時間比較起來,可以縮短許多的等待時間。
二、手機制造商對鋰電池的應用情況
雖然近幾年來幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池,但世界各大手機制造商對電池的選擇還是有自己的特點和習慣,例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時期里:
諾基亞:采用Ni-MH(鎳氫)電池、LiB(液體鋰離子)電池,未采用LiP(聚合物鋰離子)電池。
愛立信:采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。
摩托羅拉:采用Ni-MH電池、LiB電池,未采用LiP電池。
不難發(fā)現(xiàn),從為手機最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上,愛立信體現(xiàn)出自己手機技術先驅的本色。根據(jù)我查找到的資料表明,目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日本SONY、松下、GS等幾家公司,2000年的生產(chǎn)量達到2100萬只,其中50%為愛立信手機配套。進入2002年的今天,鋰離子電池在其它手機廠商的手機上也已廣泛的應用與普及。但在聚合物鋰離子電池的使用上,還遠沒有達到在所有手機廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度,廣泛應用還有待時日。另一方面,雖然鋰離子電池優(yōu)點多多,但也有缺陷,如價格高和充放電次數(shù)少等等。鋰電池的充放電次數(shù)只有400-600次,經(jīng)過特殊改進的產(chǎn)品也不過 800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達到700次以上,某些質量好的產(chǎn)品充放電可達1200次,這樣一比較,鎳氫電池要比鋰電池長壽。此外鎳氫電池的價格也要比鋰電池低很多。而且嚴格說來,鋰電池同樣會有記憶效應,只是它的記憶效應非常低,基本上可以忽略不計。由此看來,目前還沒有十全十美電池。
三、鋰離子電池的使用
這部分是本文的重點,我們分三點來談。
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應注意的是,電池放置一段時間后則進入休眠狀態(tài),此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過3—5 次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的。不僅理論上是如此,從我自己的實踐來看,從一開始就采用標準方法充電這種“自然激活”方式是最好的。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(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳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,我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后都會自動停充,并不存在鎳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。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。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。同時,長充電需要很長的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動較大。前面已經(jīng)說過,鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多,于是這又帶來附加的危險。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。這就引出下面的問題。
2、正常使用中應該何時開始充電
在我們的論壇上,經(jīng)??梢砸姷竭@種說法,因為充放電的次數(shù)是有限的,所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表,關于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下:
循環(huán)壽命 (10%DOD):>1000次
循環(huán)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(shù)和放電深度有關,10%DOD時的循環(huán)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,后者的完全充放電還是要比較好一些,但前面網(wǎng)友的那個說法要做一些修正:在正常情況下,你應該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電,但假如你的電池在你預計第2天不可能堅持整個白天的時候,就應該及時開始充電,當然你如果愿意背著充電器到辦公室又當別論。而你需要充電以應付預計即將到來的會導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“1”次充電循環(huán)壽命,也就是“0.x”次而已,而且往往這個x會很小。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,最好用到自動關機”。這種做法其實只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應發(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機的例子。結果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應,不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導致電壓過低,以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。
3、對鋰電池手機的正確做法
歸結起來,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、按照標準的時間和程序充電,即使是前三次也要如此進行;
2、當出現(xiàn)手機電量過低提示時,應該盡量及時開始充電;
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。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機的做法,都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法做的,請你及時改正,也許為時還不晚。當然,在手機及充電器自身保護和控制電路質量良好的情況下,對鋰電池的保護還是有相當保證的。所以對充電規(guī)則的理解才是重點,在某些情況下也是可以做出某種讓步的。比如你發(fā)現(xiàn)手機在你夜晚睡覺前必須充電的話,你也可以在睡前開始充電。問題的關鍵在于,你應該知道正確的做法是什么,并且不要刻意按照錯誤的說法去做。
電池保養(yǎng)的4大誤區(qū) 以及 得到普遍認同的電池保養(yǎng)方法
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,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。除了本身的電池品質之外,電池自身的使用壽命是有限的。一旦電池下了生產(chǎn)線,其壽命就開始流逝。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。電池容量下降的重要原因之一還是由于氧化引起的內部電阻增加,最后電解槽電阻會達到某個點,盡管這時電池充滿電,但電池不能釋放已儲存的電量。許多朋友都認為初次使用鋰電池應該充電16個小時以上,這樣可以充分的激活電池,其實這樣做并沒有根據(jù),這只是當年流行的鎳氫或鎳鎘電池的充電方法,對于鋰離子電池來說并不適用。因為這種以鋰聚合物為核心的電池在理論上并沒有記憶效應,即便有,也是完全可以忽略不計的。所以只需要沖3個小時左右就完全可以了,如果顯示充電已完成,并且暫時不需要外接電源使用,那么就可以拔下電源,不必再等這么長的時間了。
其實電池的保養(yǎng)一直是筆記本電腦用戶的熱門話題,而在各大筆記本論壇的電池版塊,這個話題早就已經(jīng)形成共識了。如今PSP用戶也開始關心這個話題,但實際上這里面的誤區(qū)甚多,歸根結底是來自兩個方面,一個是“思維沒有跟上鎳氫電池向鋰電池的轉變”,另外一個更搞笑,是來自手機,因為手機其實是大多數(shù)用戶最早接觸到的使用反復充電電池的設備,因此也會想當然的把手機的一些習慣延伸到PSP上。我并沒有能力把大多數(shù)PSP用戶培養(yǎng)成專家,并且也沒有那個必要。世上沒有什么絕對的真理,我不會像一些唯理論至上的朋友那樣,信誓旦旦地說自己的理論一定是正確的,并且要所有人都信服于他,我只是將在各大筆記本論壇和電器工業(yè)資深工程師普遍認同的觀點與大家分享。說到底,PSP是消耗品,不論你再如何努力,電池的使用年限也只在2~3年。如果您覺得為了給PSP電池帶來微乎其微到幾乎沒有效果的所謂保養(yǎng)方法,心甘情愿地去湊完全充放電時間而經(jīng)常中斷游戲,等待充電,那您不必再繼續(xù)往下看了。
 
下面我就把一些最容易陷入的誤區(qū)澄清一下,并且給出我認為正確的觀點和做法。
誤區(qū)一:PSP買回來需要反復充放電三次以便激活電池。除非你買到的PSP是庫存一年以上的產(chǎn)品,否則就不需要這樣做,因為現(xiàn)在的電池電芯在出廠的時候已經(jīng)經(jīng)過激活,而電芯在封裝成PSP電池的時候又經(jīng)過一次相當于激活的檢驗,因此你拿到手的電池,早已是被激活過的了,再做三次充放電過程只是無謂的增加電池的損耗。
誤區(qū)二:第一次充電必須充夠12小時。這對于早期那些沒有電池控制電路的鎳氫電池設備是適用的,但對于如今具有智能充放電控制模塊的PSP來說卻是個笑話,當PSP電池充滿之后,充電電流就會被自動切斷,并且在系統(tǒng)顯示為“外接電源”。哪怕你繼續(xù)充120個小時,狀態(tài)也不會有任何變化了,一般來說,3小時也完全充滿了,剩下的“充電”只是浪費自己的時間。反而是拿到新機器的時候應該先把電量放光再充電。
誤區(qū)三:電池需要每月一次徹底充放。對于記憶效應很強的鎳氫電池,這是必須的工作,但對于鋰電池,這個周期卻太頻繁了,鋰電池在理論上是消除記憶效應的,即便有,也已經(jīng)大大減弱了可忽略不計的程度,如果你使用電池很頻繁,那么你應該將電池放電到比較低(大約10~15%)再充電,但如果放電到連機器都開不了(0~1%),就屬于對鋰電池的有較大損傷的深度放電,一般來說每2個月做一次這樣的操作就可以了。如果你很少使用電池,那么只要每3個月進行一次這樣的操作就可以了。
誤區(qū)四:邊充電邊工作,或者充電完成后會繼續(xù)使用外接電源會損害主機和電池。這是最為可笑的一個論點。所謂孔穴電子、次充等機理層面的理論性論調,在實際中能得到多少反應呢?電池工業(yè)學術界對此的看法首先是不統(tǒng)一的。理論尚且有分歧,如何拿來指導消費者使用的實際?電池的損耗分為正常損耗和傷害性損耗,外接電源使用和邊充電邊使用真正造成的損耗程度,完全在電池正常損耗范圍以內,也就是說,無論有如何系統(tǒng)的理論化維護措施,電池都是會老化的,這就如同多么神奇的化妝品和保養(yǎng)也不能阻止美女變成老太婆,最多只是延緩而已,但表面的粉飾所起到的真正效用究竟能有多少,這絕不是理論所能解釋的——尊重實際使用經(jīng)驗才是正確和科學的認識觀。也許有人說,唯一避免電池老化的方法是不使用(所以很多人會選擇將電池拿下來),但這樣一來令PSP便攜性失去意義,二來電池即便在封存狀態(tài)下,也是隨著時間的延長而自然老化的。電池實際上是一種半易耗品,只要電池為你帶來了足夠的便捷和快樂,我想它們的犧牲才是有價值的。所以,現(xiàn)今已得到普遍認同的電池保養(yǎng)和使用方法觀點如下:
1.應避免完全放電(使用到黑屏斷電)
2.經(jīng)常對鋰電池充放電、未放盡時充電或使用外接電源、邊充電邊使用,或充電完成后繼續(xù)使用外接,均不會對電池造成額外的損耗。
3.長期不使用時,應將鋰電池取出,置于陰涼干燥處。切不要進行冷凍,避免水氣侵蝕。避免放在高溫的汽車內使用。如長時間保存,將電池充到40%后放置
4. 作為筆記本用戶,如果多數(shù)時間是使用固定電源,可以取下電池置于陰涼處,但這只是出于對電池如溫度、濕度等環(huán)境因素的改善。作為PSP來講,裝有電池的情況下使用外接電源是不會對電池造成額外的傷害。并且出于對便攜和保護電池蓋、金屬觸點的理念,建議不要因為使用外接電源,頻繁拆卸電池。
5. 避免購買備用的鋰電池進行存儲,因為電池即便不使用,其使用壽命也是在自然折損的,因此在電池有限的生存時間內,最大限度地使用才是體現(xiàn)電池價值的,而不是用種種不切實際的理論來折磨自己和用來娛樂的PSP。
以上為我個人使用筆記本、PDA多年,為了自己的機器保養(yǎng),在各大電器專業(yè)論壇上請教資深會員、專業(yè)斑竹和許多業(yè)內電子電器工程師所得到的普遍共識,希望會對國度使用PSP的朋友作為一個參考,當然,每個人都有自己的喜好和保養(yǎng)方法,只要玩得開心,用得舒心就可以了,我相信作為民用電器消費者,我們的想法或結論未必都是正確的,不必迷信某種說法,也不必迷信什么權威的理論,實際使用的效果和自身經(jīng)驗的累計才是你最寶貴的收獲。


關鍵詞: 鋰電池

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