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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,一定(ding)是(shi)鋰(li)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池(chi)。但不一定(ding)就是(shi)液(ye)體(ti)(ti)鋰(li)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池(chi),也有可(ke)能是(shi)聚合物鋰(li)離(li)子(zi)(zi)(zi)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、鋰離子電池為Li-ion。現在,筆記本和手機(ji)使用的(de)所謂鋰電(dian)池,其實都是鋰離子電池。
  現代(dai)電(dian)池的(de)(de)基(ji)本(ben)構造(zao)包括正極(ji)、負極(ji)與電(dian)解質三項(xiang)要素(su)。作為電(dian)池的(de)(de)一種,鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池同樣具有這三個(ge)要素(su)。一般鋰(li)離(li)子(zi)技術使(shi)用液體(ti)(ti)或無機膠體(ti)(ti)電(dian)解液,因此需要堅固的(de)(de)外(wai)殼(ke)來容納可(ke)燃的(de)(de)活性成分,這就增加了電(dian)池的(de)(de)重量(liang)和成本(ben),也(ye)限制了尺寸大小和造(zao)型的(de)(de)靈活性。一般而言,液體(ti)(ti)鋰(li)離(li)子(zi)二次電(dian)池的(de)(de)最小厚度是6mm,再減少(shao)就比(bi)較困(kun)難。
  而所謂聚合物鋰離(li)子電(dian)池是在這(zhe)三種主要構造(zao)中至少有一項(xiang)或一項(xiang)以上使用高(gao)分子材料(liao)作為其主要的電(dian)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%,其容量、充(chong)放(fang)電特性、安全性、工作溫度范(fan)圍、循環壽命與環保性能(neng)等方面都較鋰離子電池(chi)有大幅度的提高。
  目(mu)前市面上所銷(xiao)售(shou)的液體(ti)鋰離(li)子(LiB)電池在過度(du)充電的情(qing)(qing)形下,容易造成安(an)全閥破(po)裂因而起火(huo)的情(qing)(qing)形,這是非常危險的,所以必需加裝保(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)路方面的(de)要求(qiu)可(ke)以適當放寬。此外在(zai)充(chong)電(dian)(dian)方面,聚合物鋰(li)離子電(dian)(dian)池可(ke)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(chong)電方式所需的(de)時(shi)間(jian)比較起來,可以縮短許(xu)多的(de)等待時(shi)間(jian)。

  另一方面,雖然鋰離子(zi)電池優點多(duo)多(duo),但也有(you)缺陷,如價格高和充(chong)放(fang)電次數少等等。鋰電池的充(chong)放(fang)電次數只有(you)400600次,經過特(te)殊改進(jin)的產品也(ye)不過800多次。而鎳氫電(dian)池的充電(dian)次數能夠達到700次以上,某些質量好的產品(pin)充(chong)放電可達1200次,這(zhe)樣(yang)(yang)一(yi)比較,鎳氫電(dian)池(chi)(chi)要(yao)比鋰電(dian)池(chi)(chi)長壽(shou)。此外鎳氫電(dian)池(chi)(chi)的價格(ge)也要(yao)比鋰電(dian)池(chi)(chi)低很多。而(er)且嚴格(ge)說(shuo)來,鋰電(dian)池(chi)(chi)同樣(yang)(yang)會有(you)記(ji)憶效(xiao)應(ying),只是它的記(ji)憶效(xiao)應(ying)非常低,基(ji)本(ben)上可以(yi)忽略不計。
  由此看來,目前還沒有(you)十全十美電池(chi)。

二、鋰離子電池的使用
  這部(bu)分(fen)是本文(wen)的重點,我們分(fen)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,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(ran)激活(huo)方(fang)式是最好的。
  對于鋰電池的激活問題,眾(zhong)多的說法是:充(chong)電時間(jian)一定(ding)要超過12小時,反復做三次,以便激活電(dian)池。這種前三次充電要充12小(xiao)時以上的(de)說(shuo)(shuo)法,明顯(xian)是從鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(如鎳(nie)鎘和(he)鎳(nie)氫(qing))延續下來的(de)說(shuo)(shuo)法。所以(yi)(yi)這(zhe)種說(shuo)(shuo)法,可以(yi)(yi)說(shuo)(shuo)一開(kai)始就是誤傳。鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)和(he)鎳(nie)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)充(chong)(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)(dian)特(te)性有非常大的(de)區別(bie)(bie),而且可以(yi)(yi)非常明確的(de)告訴大家(jia),我所查閱過(guo)的(de)所有嚴肅的(de)正式技(ji)術資料都(dou)強(qiang)調過(guo)充(chong)(chong)(chong)和(he)過(guo)放(fang)電(dian)(dian)(dian)會對鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、特(te)別(bie)(bie)是液(ye)體(ti)鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)造(zao)成巨大的(de)傷害(hai)。因而充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)最好按照標準時間和(he)標準方法充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian),特(te)別(bie)(bie)是不(bu)要(yao)進(jin)行超過(guo)12個小時的(de)超長充(chong)電(dian)(dian)。通常,產(chan)品說明書上介(jie)紹(shao)的(de)充(chong)電(dian)(dian)方法,就是(shi)適合(he)該(gai)產(chan)品的(de)標準充(chong)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(ji)小(xiao)時的涓流充(chong)電(dian)(dian)(dian)。也(ye)(ye)就是說(shuo),如果你(ni)的(de)鋰電(dian)(dian)(dian)池在(zai)充(chong)滿后,放(fang)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器上(shang)也(ye)(ye)是白(bai)充(chong)。而(er)我們誰都無法保證電(dian)(dian)(dian)池的(de)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)(dian)保護電(dian)(dian)(dian)路的(de)特(te)性永不變(bian)化和質量的(de)萬無一(yi)失,所以你(ni)的(de)電(dian)(dian)(dian)池將長期處在(zai)危險的(de)邊緣徘(pai)徊。這也(ye)(ye)是我們反對長充(chong)電(dian)(dian)(dian)的(de)另一(yi)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-充電循(xun)環。也許這種做法的廠商自(zi)有其(qi)目的,但顯然對電池和手機/充電(dian)(dian)器的壽命而言是不利(li)的。同時,長(chang)充電(dian)(dian)需要很長(chang)的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電(dian)(dian)網的情況看,許多地方夜間的電(dian)(dian)壓都比(bi)(bi)較(jiao)高,而且波動較(jiao)大。前面已經(jing)說過,鋰電(dian)(dian)池是很嬌貴的,它(ta)比(bi)(bi)鎳電(dian)(dian)在充放電(dian)(dian)方面耐(nai)波動的能力差(cha)得多,于是這又(you)帶來附加的危險。
  此外,不可忽視的另外一(yi)個方面(mian)就是(shi)鋰(li)電池(chi)同(tong)樣也不適合過(guo)放電,過(guo)放電對鋰(li)電池(chi)同(tong)樣也很不利。這就引出(chu)下(xia)面(mian)的問題。
  2、正常使用中應(ying)該何時開始充電(dian)
  在我們的(de)(de)論壇上,經(jing)常可(ke)以(yi)見到這種說法,因為充(chong)放電(dian)的(de)(de)次數是(shi)有(you)限的(de)(de),所以(yi)應(ying)該將電(dian)池的(de)(de)電(dian)盡可(ke)能用(yong)光再充(chong)電(dian)。但是(shi)我找到一個(ge)關(guan)于(yu)鋰(li)離子電(dian)池充(chong)放電(dian)循(xun)環的(de)(de)實驗表,關(guan)于(yu)循(xun)環壽命的(de)(de)數據列出(chu)如下:
  循環壽命 (10%DOD):>1000
  循環(huan)壽命(ming) (100%DOD):>200
  其(qi)中(zhong)DOD是放電(dian)深度的英文(wen)縮(suo)寫。從(cong)表中(zhong)可見,可充電(dian)次(ci)數和放電(dian)深度有關(guan),10%DOD時的循環壽命要比100%DOD的要長很多。當(dang)然如果(guo)折合到實(shi)際(ji)充(chong)電的相對總容量:10%*1000=100100%*200=200,后者(zhe)的完全充放(fang)電還是要(yao)比(bi)較好一(yi)些。
  而你(ni)需要充電以應(ying)付預計即將到來的會導致數碼(ma)設備使用繁忙的時候,即使在電池尚有很多余電時,那么你(ni)也(ye)只管提前充電,因為你(ni)并沒有真正損(sun)失1”次充電循環(huan)壽命(ming),也就是“0.x”次而已(yi),而且往(wang)往(wang)這(zhe)個x會(hui)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(zhe)種(zhong)做法其實只是鎳電池上的做法,目(mu)的是避免(mian)記憶效應(ying)發生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾(ceng)經有人因為MD鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)量過(guo)低(di)的(de)(de)警告(gao)出現后,仍然不(bu)充電(dian)(dian)(dian)(dian)繼續使(shi)用一直(zhi)用到自動關機的(de)(de)例子。結果這(zhe)(zhe)個例子中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池在后來的(de)(de)充電(dian)(dian)(dian)(dian)及開(kai)機中(zhong)均(jun)無反應,不(bu)得不(bu)送客服檢修(xiu)。這(zhe)(zhe)其(qi)實就是由于電(dian)(dian)(dian)(dian)池因過(guo)度(du)放電(dian)(dian)(dian)(dian)而導致電(dian)(dian)(dian)(dian)壓過(guo)低(di),以至于不(bu)具備正常(chang)的(de)(de)充電(dian)(dian)(dian)(dian)和開(kai)機條件造成的(de)(de)。
  3、對(dui)鋰(li)電池的(de)正確做(zuo)法
  歸結起來,我(wo)對(dui)鋰電池在使(shi)用中的充放電問題最重(zhong)要的提(ti)示(shi)是:
  1、按照標準(zhun)的時(shi)間(jian)和(he)程序充電,即使(shi)是(shi)前三次也要如此進(jin)行;
  2、當出(chu)現電量(liang)過低提示時,應該(gai)盡量(liang)及(ji)時開始充(chong)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三(san)次(ci)12小時長充電激活方法,實際(ji)上也不(bu)會有效果。
  因此,所有追(zhui)求12小時(shi)超長充(chong)電(dian)和把鋰電(dian)池用到自動斷(duan)電(dian)的做法,都是錯誤(wu)的。如果你(ni)以前是按照錯誤(wu)的說法做的,請你(ni)及時(shi)改正,也(ye)許為時(shi)還(huan)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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