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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)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 )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(de),一定是(shi)鋰離(li)(li)子電(dian)池(chi)。但不(bu)一定就(jiu)是(shi)液體(ti)鋰離(li)(li)子電(dian)池(chi),也有(you)可能是(shi)聚合物鋰離(li)(li)子電(dian)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(li)子電池為Li-ion。現在,筆記本和手機使(shi)用的所(suo)謂鋰(li)電池,其(qi)實(shi)都(dou)是鋰離子電池。
  現代電池(chi)的基本(ben)構(gou)造包括正極、負極與電解質三項要(yao)素(su)。作為電池(chi)的一種,鋰(li)(li)離(li)(li)子電池(chi)同樣(yang)具有(you)這三個要(yao)素(su)。一般(ban)鋰(li)(li)離(li)(li)子技術使用液體(ti)(ti)或(huo)無機膠(jiao)體(ti)(ti)電解液,因此需要(yao)堅固的外殼(ke)來容(rong)納可燃的活(huo)(huo)性成分,這就(jiu)增加了(le)電池(chi)的重量和成本(ben),也(ye)限制了(le)尺寸大小和造型的靈活(huo)(huo)性。一般(ban)而言(yan),液體(ti)(ti)鋰(li)(li)離(li)(li)子二次電池(chi)的最小厚度是6mm,再減少就比較(jiao)困(kun)難。
  而所謂聚合物鋰離子(zi)電(dian)池是在這三種主(zhu)(zhu)要構(gou)造(zao)中(zhong)至少有一(yi)項(xiang)(xiang)或一(yi)項(xiang)(xiang)以(yi)上使用高分(fen)子(zi)材料(liao)作為(wei)其主(zhu)(zhu)要的電(dian)池系(xi)統(tong)。
  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、充(chong)放電特性、安全(quan)性、工作溫度(du)范(fan)圍、循(xun)環(huan)壽命與環(huan)保性能等(deng)方(fang)面都(dou)較(jiao)鋰(li)離子(zi)電池有大幅(fu)度(du)的提高。
  目前市(shi)面上所銷(xiao)售的液(ye)體(ti)鋰離子(LiB)電池在(zai)過度充(chong)電的(de)情(qing)形下(xia),容易造(zao)成安全閥破裂因(yin)而(er)起(qi)火的(de)情(qing)形,這是非(fei)常(chang)危險的(de),所(suo)以(yi)必需加裝保(bao)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(lu)方(fang)面的要(yao)求可(ke)以(yi)適當放寬。此(ci)外在(zai)充電(dian)方(fang)面,聚合物鋰離(li)子電(dian)池可(ke)以(yi)利(li)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(dian)方式所需(xu)的(de)時(shi)間比較起來,可以縮短許多的(de)等待(dai)時(shi)間。

  另一方(fang)面,雖然鋰離(li)子電池(chi)優(you)點多多,但也(ye)有缺(que)陷,如價格高和充放電次(ci)數少等等。鋰電池(chi)的充放電次(ci)數只有400600次(ci),經過(guo)特殊改進的產品也不過(guo)800多次。而鎳(nie)氫電(dian)池(chi)的充電(dian)次數能夠(gou)達到700次以上(shang),某些(xie)質量好(hao)的產品充放電可(ke)達(da)1200次(ci),這樣(yang)一比(bi)較(jiao),鎳氫電(dian)池(chi)要比(bi)鋰電(dian)池(chi)長壽(shou)。此外鎳氫電(dian)池(chi)的(de)價格也要比(bi)鋰電(dian)池(chi)低(di)很(hen)多。而且嚴格說(shuo)來(lai),鋰電(dian)池(chi)同(tong)樣(yang)會(hui)有記(ji)憶效應,只是(shi)它(ta)的(de)記(ji)憶效應非(fei)常(chang)低(di),基本上(shang)可(ke)以(yi)忽略(lve)不計。
  由此看來,目(mu)前(qian)還沒有十全十美(mei)電(dian)池(chi)。

二、鋰離子電池的使用
  這部分(fen)是(shi)本(ben)文的重(zhong)點(dian),我們(men)分(fen)三(san)點(dian)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,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35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方式是最(zui)好的。
  對于鋰電池的(de)激活問題(ti),眾多(duo)的說法是(shi):充電時間一定要超過12小(xiao)時,反復做(zuo)三次(ci),以便激活電池(chi)。這種前三次充(chong)(chong)電要(yao)充(chong)(chong)12小(xiao)時以上的(de)(de)說法,明(ming)顯(xian)是(shi)(shi)從鎳(nie)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(如鎳(nie)鎘和(he)鎳(nie)氫)延續(xu)下來(lai)的(de)(de)說法。所以(yi)這種說法,可以(yi)說一開始就(jiu)是(shi)(shi)誤傳。鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)(chi)和(he)鎳(nie)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)充放電(dian)特(te)(te)性(xing)有非(fei)常大(da)(da)的(de)(de)區(qu)別,而且可以(yi)非(fei)常明(ming)確的(de)(de)告訴大(da)(da)家,我所查(cha)閱過(guo)的(de)(de)所有嚴(yan)肅的(de)(de)正式技術(shu)資料都強調(diao)過(guo)充和(he)過(guo)放電(dian)會對鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)(chi)、特(te)(te)別是(shi)(shi)液(ye)體(ti)鋰(li)離子電(dian)池(chi)(chi)(chi)造成巨大(da)(da)的(de)(de)傷害。因而充電(dian)最好按照標準時間和(he)標準方法充電(dian),特(te)(te)別是(shi)(shi)不要進行超過(guo)12個小(xiao)時(shi)的超長充電(dian)(dian)。通常,產品說明書上介紹的充電(dian)(dian)方法,就是(shi)適合該產品的標準充電(dian)(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幾小時的涓流充(chong)(chong)電(dian)(dian)。也就是說,如果(guo)你的(de)(de)鋰電(dian)(dian)池在充(chong)(chong)滿后(hou),放在充(chong)(chong)電(dian)(dian)器(qi)上也是白充(chong)(chong)。而我們誰都(dou)無(wu)(wu)法(fa)保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)池的(de)(de)充(chong)(chong)放電(dian)(dian)保(bao)護電(dian)(dian)路的(de)(de)特(te)性永不(bu)變(bian)化(hua)和質量的(de)(de)萬無(wu)(wu)一(yi)失,所以你的(de)(de)電(dian)(dian)池將長(chang)(chang)期(qi)處在危險的(de)(de)邊緣(yuan)徘徊。這(zhe)也是我們反對(dui)長(chang)(chang)充(chong)(chong)電(dian)(dian)的(de)(de)另(ling)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-充電循環。也(ye)許(xu)這種做法的(de)廠商自有(you)其目(mu)的(de),但顯然(ran)對電池和手機/充(chong)電(dian)器的壽(shou)命而言(yan)是(shi)不利的。同時,長充(chong)電(dian)需(xu)要很(hen)長的時間(jian),往(wang)往(wang)需(xu)要在(zai)夜間(jian)進行,而以(yi)我國(guo)電(dian)網的情況看,許多地(di)方夜間(jian)的電(dian)壓都比較高,而且波動較大。前(qian)面(mian)已(yi)經說過,鋰電(dian)池是(shi)很(hen)嬌貴(gui)的,它比鎳電(dian)在(zai)充(chong)放電(dian)方面(mian)耐(nai)波動的能力差得多,于是(shi)這(zhe)又帶來(lai)附加的危險。
  此外,不(bu)可忽視的(de)另外一個方面就是鋰(li)(li)電池(chi)同樣也不(bu)適(shi)合過放電,過放電對鋰(li)(li)電池(chi)同樣也很不(bu)利。這就引(yin)出下面的(de)問題。
  2、正常使(shi)用中應該(gai)何時開始充電
  在我們的論壇上(shang),經常可(ke)以見(jian)到這(zhe)種(zhong)說(shuo)法(fa),因為充(chong)放電(dian)的次數是有(you)限的,所以應該將電(dian)池(chi)的電(dian)盡可(ke)能用光再充(chong)電(dian)。但是我找到一個關于鋰離子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)放電(dian)循環的實驗(yan)表(biao),關于循環壽命(ming)的數據列出如(ru)下:
  循環壽命 (10%DOD):>1000
  循環壽命 (100%DOD):>200
  其中DOD是放(fang)電深(shen)度的(de)英文縮(suo)寫。從表中可見,可充電次數和放(fang)電深(shen)度有關(guan),10%DOD時(shi)的循環(huan)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(dui)總容量(liang):10%*1000=100100%*200=200,后者的完(wan)全充(chong)放電還是要比(bi)較好一些。
  而(er)你需要充電以(yi)應付預計即將到來的會(hui)導致(zhi)數碼設備使(shi)用繁(fan)忙的時候,即使(shi)在電池尚(shang)有(you)很多(duo)余電時,那么你也只(zhi)管提前充電,因為你并沒有(you)真正(zheng)損失1”次充電循環壽命,也就是“0.x”次而已(yi),而且(qie)往往這(zhe)個(ge)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,就是盡量把電池的電量用完,最好用到自動關機。這種做法(fa)其實(shi)只是鎳電(dian)(dian)池上(shang)的做法(fa),目的是避免記憶效(xiao)應發生,不幸的是它(ta)也在鋰電(dian)(dian)池上(shang)流傳之今。曾經有人因(yin)為MD鋰電(dian)池電(dian)量過(guo)低(di)的警告出現后(hou),仍然不(bu)充(chong)電(dian)繼續使(shi)用(yong)一直(zhi)用(yong)到自動關機(ji)的例(li)子(zi)。結(jie)果這(zhe)個例(li)子(zi)中的電(dian)池在后(hou)來的充(chong)電(dian)及開(kai)機(ji)中均無(wu)反(fan)應,不(bu)得(de)不(bu)送客服檢(jian)修。這(zhe)其實就是由于(yu)電(dian)池因過(guo)度放(fang)電(dian)而導(dao)致電(dian)壓過(guo)低(di),以至于(yu)不(bu)具備正常(chang)的充(chong)電(dian)和(he)開(kai)機(ji)條件造(zao)成的。
  3、對鋰電池的正確(que)做法(fa)
  歸結(jie)起來,我(wo)對鋰電池在使用中的(de)充放電問題(ti)最重要(yao)的(de)提示是:
  1、按照標準的時間和(he)程序充電,即使是前三次(ci)也要如(ru)此進行;
  2、當出(chu)現(xian)電量(liang)過(guo)低提示(shi)時,應該盡(jin)量(liang)及時開始充電;
  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(qian)三次12小時長(chang)充電激(ji)活方(fang)法,實際上也不(bu)會有效(xiao)果。
  因此,所(suo)有追求12小時(shi)超(chao)長充電(dian)和(he)把鋰電(dian)池用到自(zi)動(dong)斷(duan)電(dian)的(de)做(zuo)法(fa),都是錯誤的(de)。如(ru)果你以前是按(an)照錯誤的(de)說法(fa)做(zuo)的(de),請(qing)你及時(shi)改正,也許為時(shi)還不晚。
  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。

 

 

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