鋰電池基本常識及使用注意須知
在現代經濟社會高速發展時期,數碼設備及產品占有一席之地,無論是從技術角度評估還是從價格方面的考慮,電池又占據著數碼產品的一個重要角色和地位。時值今日,市場上正在銷售的數碼設備中,所使用的電池已經基本完成了從鎳電池到鋰電池的過渡。也許是由于部分隨身聽電池剛剛完成了一次鎳電池到鋰電池的革命,所以人們對鋰電池的認識并不統一,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。鋰離子電池中已經量產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(yi)定是(shi)鋰(li)離子電池(chi)。但不一(yi)定就是(shi)液(ye)體鋰(li)離子電池(chi),也(ye)有(you)可能(neng)是(shi)聚合物鋰(li)離子電池(chi)。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產品。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,經常會在充電時出現燃燒、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。至于如何區分它們,從電池的標識上就能識別,鋰電池為Li、鋰離子電(dian)池為Li-ion。現在,筆記(ji)本(ben)和手機使用的所(suo)謂(wei)“鋰電池”,其實都是鋰離子電池。
現(xian)代電池(chi)的基本(ben)(ben)構造包括正極、負極與(yu)電解質三(san)項要素(su)。作為(wei)電池(chi)的一(yi)種,鋰(li)離子電池(chi)同樣具有這三(san)個要素(su)。一(yi)般鋰(li)離子技術(shu)使用(yong)液體(ti)(ti)或無機(ji)膠(jiao)體(ti)(ti)電解液,因此需要堅(jian)固的外殼來容納可(ke)燃的活性(xing)成分,這就增加(jia)了電池(chi)的重量和(he)(he)成本(ben)(ben),也限制(zhi)了尺寸大小和(he)(he)造型的靈活性(xing)。一(yi)般而言,液體(ti)(ti)鋰(li)離子二次(ci)電池(chi)的最小厚度是
而所(suo)謂聚合物(wu)鋰(li)離子電池是在這三種主要構造中(zhong)至少有一(yi)項(xiang)或一(yi)項(xiang)以上使用高分子材料作為其主要的電池系統。
新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經很高,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(liang)、充放(fang)電特(te)性、安全性、工作溫度范圍、循環壽(shou)命與環保(bao)性能(neng)等方面都較鋰離子電池有大幅度的提(ti)高。
目前市(shi)面上所(suo)銷售的液(ye)體鋰離子(LiB)電池(chi)在過度充電的(de)情形(xing)下,容易造成(cheng)安全(quan)閥破裂因(yin)而起火的(de)情形(xing),這是(shi)非常危險的(de),所以(yi)必需(xu)加裝保護IC線路以確保電池不會發生過度充電的情形。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(xian)路方面的要求可以(yi)適(shi)當(dang)放寬。此(ci)外在充電方面,聚合物鋰離子電池(chi)可以(yi)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(de)時(shi)間比較起來,可(ke)以縮短許(xu)多的(de)等待時(shi)間。
另(ling)一方(fang)面,雖然鋰離子電池優點多(duo)多(duo),但(dan)也有缺(que)陷,如價格(ge)高(gao)和充(chong)放電次(ci)數(shu)少等(deng)(deng)等(deng)(deng)。鋰電池的(de)充(chong)放電次(ci)數(shu)只有400-600次,經過特殊改(gai)進的產品也不過800多(duo)次。而鎳氫(qing)電(dian)池的充電(dian)次數能夠達到700次以(yi)上(shang),某些(xie)質量(liang)好(hao)的產品(pin)充(chong)放電(dian)可達1200次,這樣(yang)一比較,鎳(nie)氫電(dian)(dian)池要(yao)比鋰(li)電(dian)(dian)池長(chang)壽。此(ci)外鎳(nie)氫電(dian)(dian)池的(de)價格(ge)也要(yao)比鋰(li)電(dian)(dian)池低很多。而且(qie)嚴格(ge)說來,鋰(li)電(dian)(dian)池同樣(yang)會有記憶效應,只(zhi)是它的(de)記憶效應非常低,基本(ben)上可以忽(hu)略不(bu)計。
由此(ci)看(kan)來,目(mu)前還沒有十全十美電(dian)池(chi)。
二、鋰離子電池的使用
這(zhe)部(bu)分是本(ben)文的重點,我們分三點來談(tan)。
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,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,只要經過3―5次正常的充放電循環就可激活電池,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(huo)”方式是最好的。
對于鋰電池(chi)的(de)“激活”問題,眾多的說法是:充(chong)電時間一定要超過12小時(shi),反(fan)復做三次,以便激活(huo)電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明(ming)顯是(shi)(shi)從(cong)鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(如(ru)鎳(nie)鎘(ge)和(he)鎳(nie)氫)延(yan)續下來的說法。所以這種(zhong)說法,可以說一開始(shi)就是(shi)(shi)誤(wu)傳(chuan)。鋰(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)和(he)鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的充(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)特性有非(fei)常(chang)大(da)(da)的區(qu)別(bie),而且(qie)可以非(fei)常(chang)明(ming)確(que)的告(gao)訴(su)大(da)(da)家(jia),我所查(cha)閱過的所有嚴肅的正式(shi)技(ji)術資料都強調過充(chong)(chong)和(he)過放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)會對(dui)鋰(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)、特別(bie)是(shi)(shi)液(ye)體(ti)鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)造(zao)成巨大(da)(da)的傷害。因(yin)而充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)最好按照標(biao)(biao)準(zhun)時(shi)間和(he)標(biao)(biao)準(zhun)方法充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian),特別(bie)是(shi)(shi)不要進行超過12個(ge)小時的(de)超長充電(dian)。通常,產品說明書上介紹的(de)充電(dian)方法,就是適合該產品的(de)標準(zhun)充電(dian)方法。
此外,鋰電池的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10幾小(xiao)時的“涓流”充(chong)電(dian)(dian)。也就(jiu)是(shi)說(shuo),如果你的(de)鋰電(dian)(dian)池在(zai)充(chong)滿后(hou),放(fang)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)器上也是(shi)白充(chong)。而我(wo)們誰(shui)都無(wu)法保證電(dian)(dian)池的(de)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)保護電(dian)(dian)路的(de)特(te)性永(yong)不(bu)變(bian)化和質量的(de)萬(wan)無(wu)一(yi)失,所(suo)以你的(de)電(dian)(dian)池將長期處在(zai)危(wei)險的(de)邊緣(yuan)徘(pai)徊。這也是(shi)我(wo)們反對長充(chong)電(dian)(dian)的(de)另一(yi)個理(li)由。
此外在某些充電器上,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電器,這時系統不僅不停止充電,還將開始放電-充電循(xun)環。也許這種做法(fa)的廠(chang)商自有其目的,但顯然(ran)對電池和手(shou)機/充電(dian)器的(de)壽(shou)命而(er)言(yan)是(shi)不利的(de)。同時,長(chang)充電(dian)需(xu)(xu)要很(hen)長(chang)的(de)時間(jian),往(wang)往(wang)需(xu)(xu)要在夜間(jian)進(jin)行(xing),而(er)以我(wo)國電(dian)網的(de)情況看(kan),許多地方夜間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)都(dou)比(bi)較高,而(er)且波(bo)動較大。前面已經(jing)說過,鋰電(dian)池是(shi)很(hen)嬌貴的(de),它比(bi)鎳電(dian)在充放電(dian)方面耐(nai)波(bo)動的(de)能力(li)差得(de)多,于是(shi)這又帶來(lai)附加的(de)危險。
此外(wai),不(bu)可忽視的另(ling)外(wai)一個方(fang)面就是(shi)鋰(li)電池同樣(yang)也(ye)不(bu)適合(he)過放電,過放電對(dui)鋰(li)電池同樣(yang)也(ye)很不(bu)利。這就引出下面的問題。
2、正常使(shi)用(yong)中應該何時開(kai)始充電
在我(wo)(wo)們的(de)(de)論壇上(shang),經常可(ke)以見(jian)到(dao)這種說法,因為充(chong)放(fang)電的(de)(de)次數是有限的(de)(de),所以應該將電池的(de)(de)電盡可(ke)能用光再(zai)充(chong)電。但(dan)是我(wo)(wo)找到(dao)一個關于鋰離子電池充(chong)放(fang)電循環的(de)(de)實驗表,關于循環壽命的(de)(de)數據列出如下:
循環壽命 (10%DOD):>1000次(ci)
循環壽命 (100%DOD):>200次
其中DOD是(shi)放電(dian)深(shen)度的英文縮寫。從(cong)表(biao)中可見,可充電(dian)次數和(he)放電(dian)深(shen)度有關(guan),10%DOD時的循環(huan)壽命要(yao)比100%DOD的要長很多。當然如果(guo)折合到(dao)實際(ji)充電(dian)的相(xiang)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。
而你(ni)需要充電(dian)以應(ying)付預(yu)計即(ji)將到來的(de)會導致數碼設備使用繁忙的(de)時候,即(ji)使在電(dian)池尚(shang)有很多(duo)余電(dian)時,那么(me)你(ni)也只管提前(qian)充電(dian),因為你(ni)并(bing)沒有真正損失“
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“盡量把電池的電量用完,最好用到自動關機”。這種做(zuo)法其實只(zhi)是鎳(nie)電池(chi)上(shang)的(de)做(zuo)法,目的(de)是避免記憶(yi)效應發生(sheng),不(bu)幸的(de)是它也(ye)在鋰電池(chi)上(shang)流傳之(zhi)今。曾經有(you)人(ren)因為MD鋰(li)電(dian)池(chi)電(dian)量過(guo)低的(de)警告出現后,仍然不充(chong)(chong)電(dian)繼續(xu)使(shi)用一直用到自動關機(ji)的(de)例(li)子。結果這個例(li)子中的(de)電(dian)池(chi)在后來的(de)充(chong)(chong)電(dian)及開(kai)機(ji)中均無反應,不得不送客服檢修。這其實就是由于(yu)電(dian)池(chi)因過(guo)度(du)放電(dian)而導致電(dian)壓過(guo)低,以至于(yu)不具備正常(chang)的(de)充(chong)(chong)電(dian)和開(kai)機(ji)條(tiao)件(jian)造成的(de)。
3、對鋰電池的(de)正確做法
歸(gui)結起(qi)來,我對鋰電池在(zai)使用中(zhong)的充放電問題最重要的提示是(shi):
1、按照標準(zhun)的(de)時間和(he)程(cheng)序充(chong)電,即(ji)使是前三次也要如此(ci)進行;
2、當出現電(dian)量過低提示時,應該盡(jin)量及時開始充電(dian);
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法,在正常使用中鋰電池會自然激活。如果你執意要用流傳的“前三(san)次12小時長充(chong)電激活”方法,實際上也不會有(you)效(xiao)果(guo)。
因此,所有追求12小時超長充電和把鋰電池用到自動斷電的做法,都是(shi)錯誤的。如果你以(yi)前(qian)是(shi)按照錯誤的說(shuo)法做的,請你及(ji)時改正(zheng),也許為(wei)時還不晚(wan)。
當然,在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。比如你發現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。
