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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,一(yi)定(ding)(ding)是鋰離(li)(li)子(zi)電(dian)池。但不一(yi)定(ding)(ding)就是液體鋰離(li)(li)子(zi)電(dian)池,也有可能(neng)是聚合物鋰離(li)(li)子(zi)電(dian)池。
  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(zi)電池為(wei)Li-ion。現在,筆記(ji)本和手(shou)機使用(yong)的所謂鋰電池,其實都是鋰離(li)子電池。
  現代電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)基本構造包括(kuo)正極、負極與電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質三項要(yao)(yao)素。作為電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)一種(zhong),鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)同(tong)樣具有這(zhe)三個要(yao)(yao)素。一般鋰(li)離子技術使用(yong)液體(ti)或無機(ji)膠體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液,因此需要(yao)(yao)堅固的(de)(de)外殼來容納可(ke)燃(ran)的(de)(de)活(huo)性成分,這(zhe)就(jiu)增加(jia)了電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)重量和成本,也限(xian)制了尺寸大小(xiao)和造型的(de)(de)靈活(huo)性。一般而言,液體(ti)鋰(li)離子二次電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)最小(xiao)厚度是6mm,再減少就(jiu)比較困難。
  而所謂聚(ju)合物鋰(li)離(li)子電池是(shi)在這三種(zhong)主(zhu)要構造中(zhong)至(zhi)少有一項或一項以上使(shi)用高分(fen)子材料作為其主(zhu)要的電池系統(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(rong)量(liang)、充(chong)放電特性(xing)(xing)(xing)、安(an)全性(xing)(xing)(xing)、工作(zuo)溫度范圍、循(xun)環(huan)壽命與(yu)環(huan)保性(xing)(xing)(xing)能等方(fang)面(mian)都較鋰離子電池有(you)大幅(fu)度的提高。
  目(mu)前市面上所銷售(shou)的液(ye)體鋰(li)離子(zi)(LiB)電池在過(guo)度充電的(de)情形下,容(rong)易造成安全閥破裂因(yin)而起火的(de)情形,這是非常危險(xian)的(de),所以必需加裝保護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線路方面的要求可以(yi)適當放寬。此外在充電(dian)方面,聚(ju)合物(wu)鋰離(li)子電(dian)池可以(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(dian)方式所需的(de)時間比較起來,可以縮短許多的(de)等待時間。

  另一方面,雖然鋰離子電池(chi)(chi)優(you)點多多,但也有缺陷,如價格(ge)高(gao)和充放(fang)電次數少等等。鋰電池(chi)(chi)的(de)充放(fang)電次數只(zhi)有400600次,經(jing)過(guo)特殊改進的產品也(ye)不過(guo)800多次(ci)。而鎳(nie)氫電(dian)池(chi)的充電(dian)次(ci)數能(neng)夠達到700次以上,某些質量好的產品充放電可達(da)1200次,這樣一(yi)比較,鎳(nie)氫(qing)電(dian)池(chi)要(yao)比鋰電(dian)池(chi)長壽。此外鎳(nie)氫(qing)電(dian)池(chi)的(de)價格也(ye)要(yao)比鋰電(dian)池(chi)低很多(duo)。而且嚴格說(shuo)來,鋰電(dian)池(chi)同樣會有記(ji)憶效應,只是它的(de)記(ji)憶效應非常低,基本(ben)上(shang)可以忽略(lve)不計。
  由此看來(lai),目前還沒有十全十美電池(chi)。

二、鋰離子電池的使用
  這部分(fen)(fen)是本文的重點,我(wo)們分(fen)(fen)三(san)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,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(ji)活方式是最好的(de)。
  對于鋰電池的激活(huo)問題,眾多的說法是:充電時(shi)間一定要(yao)超過12小時,反復做三(san)次(ci),以便激活電池(chi)。這種前(qian)三次充(chong)電要(yao)充(chong)12小時以(yi)上的(de)說(shuo)法(fa),明顯(xian)是(shi)(shi)從鎳(nie)電(dian)(dian)池(如(ru)鎳(nie)鎘和鎳(nie)氫)延(yan)續下來的(de)說(shuo)法(fa)。所(suo)以這種說(shuo)法(fa),可以說(shuo)一開始就是(shi)(shi)誤傳。鋰電(dian)(dian)池和鎳(nie)電(dian)(dian)池的(de)充(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)特(te)性(xing)有(you)非常大(da)的(de)區別(bie),而且可以非常明確的(de)告(gao)訴大(da)家,我所(suo)查閱過的(de)所(suo)有(you)嚴肅的(de)正(zheng)式(shi)技術資料都強(qiang)調過充(chong)(chong)和過放(fang)電(dian)(dian)會對鋰電(dian)(dian)池、特(te)別(bie)是(shi)(shi)液體(ti)鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池造成巨大(da)的(de)傷害。因而充(chong)(chong)電(dian)(dian)最好按照標準時(shi)間和標準方法(fa)充(chong)(chong)電(dian)(dian),特(te)別(bie)是(shi)(shi)不要進行超過12個(ge)小時(shi)的超長(chang)充電(dian)。通常,產品說(shuo)明書(shu)上介紹的充電(dian)方法,就是(shi)適合該(gai)產品的標準充電(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幾小時(shi)的涓流充(chong)電(dian)(dian)。也就是(shi)說,如果你的鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)在充(chong)滿后,放在充(chong)電(dian)(dian)器上也是(shi)白(bai)充(chong)。而我們(men)誰都無法保證電(dian)(dian)池(chi)(chi)的充(chong)放電(dian)(dian)保護電(dian)(dian)路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電(dian)(dian)池(chi)(chi)將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是(shi)我們(men)反對長充(chong)電(dian)(dian)的另一個理由。
  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(chong)電(dian)循環。也(ye)許這種做法的(de)廠商自有其(qi)目的(de),但顯然對電(dian)池和手機/充電(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)的(de)(de)(de)壽(shou)命而言是(shi)(shi)不利(li)的(de)(de)(de)。同時,長充電(dian)(dian)(dian)(dian)需要很長的(de)(de)(de)時間,往往需要在(zai)(zai)夜(ye)間進(jin)行,而以我國電(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)情況看,許多(duo)地方夜(ye)間的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)都比(bi)較(jiao)高,而且波動較(jiao)大。前面已經說(shuo)過,鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池是(shi)(shi)很嬌貴(gui)的(de)(de)(de),它比(bi)鎳電(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)充放電(dian)(dian)(dian)(dian)方面耐(nai)波動的(de)(de)(de)能力差得(de)多(duo),于是(shi)(shi)這(zhe)又(you)帶來附(fu)加的(de)(de)(de)危險。
  此外(wai),不可忽視的另外(wai)一(yi)個方面(mian)就是鋰電池同樣也(ye)(ye)不適合過(guo)放(fang)電,過(guo)放(fang)電對鋰電池同樣也(ye)(ye)很不利。這就引出(chu)下面(mian)的問(wen)題。
  2、正常使用中(zhong)應(ying)該何時開始(shi)充電(dian)
  在我(wo)們(men)的(de)(de)論壇上,經常可以(yi)見(jian)到(dao)這種說法,因為充(chong)放電(dian)(dian)的(de)(de)次(ci)數(shu)是(shi)(shi)有(you)限的(de)(de),所以(yi)應該(gai)將(jiang)電(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)盡(jin)可能用(yong)光再充(chong)電(dian)(dian)。但是(shi)(shi)我(wo)找到(dao)一個關于(yu)鋰離子(zi)電(dian)(dian)池充(chong)放電(dian)(dian)循環(huan)的(de)(de)實驗表,關于(yu)循環(huan)壽命的(de)(de)數(shu)據列出如下(xia):
  循環壽命 (10%DOD):>1000
  循環(huan)壽命 (100%DOD):>200
  其中DOD是放電(dian)(dian)深度的英文縮寫。從表中(zhong)可(ke)見,可(ke)充(chong)電(dian)(dian)次數和放電(dian)(dian)深度有關,10%DOD時(shi)的循環壽命要比100%DOD的(de)要(yao)長很(hen)多。當然如(ru)果折合到實際充電的(de)相對總容量:10%*1000=100100%*200=200,后者的完全(quan)充(chong)放電還是要(yao)比(bi)較好一(yi)些。
  而(er)你需(xu)要充(chong)電以應(ying)付(fu)預計即(ji)將到來的(de)會導致數碼設備使用繁忙的(de)時候,即(ji)使在電池尚有很多(duo)余電時,那么你也只(zhi)管提前充(chong)電,因為你并(bing)沒有真(zhen)正(zheng)損失(shi)1”次充(chong)電循環壽命,也就是“0.x”次而已(yi),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,就是盡量把電池的電量用完,最好用到自動關機。這種(zhong)做法其(qi)實(shi)只是鎳(nie)電池上(shang)的(de)(de)做法,目的(de)(de)是避免記憶(yi)效應發生,不幸的(de)(de)是它也在鋰電池上(shang)流傳之今。曾經有人(ren)因為MD鋰電(dian)(dian)池電(dian)(dian)量(liang)過(guo)(guo)低的(de)(de)警告出現后(hou),仍然不充電(dian)(dian)繼續使用一直(zhi)用到自動關(guan)機的(de)(de)例(li)子。結果(guo)這(zhe)(zhe)個(ge)例(li)子中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)池在后(hou)來(lai)的(de)(de)充電(dian)(dian)及開機中(zhong)均無反應,不得不送客服檢修(xiu)。這(zhe)(zhe)其實就是由于(yu)電(dian)(dian)池因過(guo)(guo)度(du)放電(dian)(dian)而導致電(dian)(dian)壓(ya)過(guo)(guo)低,以(yi)至于(yu)不具備正常的(de)(de)充電(dian)(dian)和(he)開機條件(jian)造成的(de)(de)。
  3、對(dui)鋰電池的(de)正確做法(fa)
  歸結起來,我對鋰(li)電池(chi)在(zai)使用(yong)中的(de)充放電問題最重要(yao)的(de)提(ti)示是:
  1、按(an)照標準(zhun)的時間(jian)和程序充電,即(ji)使是(shi)前(qian)三次也要如此(ci)進(jin)行(xing);
  2、當(dang)出現電(dian)量(liang)過低提示時(shi),應該盡量(liang)及(ji)時(shi)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次12小時長充電激活方法,實際上也(ye)不會有效果。
  因此,所有追(zhui)求(qiu)12小(xiao)時(shi)超長(chang)充電和把鋰電池(chi)用(yong)到自(zi)動斷電的做法(fa),都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法(fa)做的,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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