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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)定是鋰(li)離(li)(li)子電池(chi)(chi)。但不一(yi)定就是液體鋰(li)離(li)(li)子電池(chi)(chi),也有可(ke)能是聚(ju)合物(wu)鋰(li)離(li)(li)子電池(chi)(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(zi)電池為(wei)Li-ion。現在,筆記本和手機使用的(de)所謂鋰(li)電(dian)池(chi),其實都是鋰離子(zi)電池(chi)。
  現代(dai)電(dian)池的基本構造包括正極(ji)、負(fu)極(ji)與電(dian)解質三項要素。作為電(dian)池的一種,鋰(li)離(li)子電(dian)池同樣具有(you)這(zhe)三個(ge)要素。一般(ban)鋰(li)離(li)子技術使用(yong)液體(ti)或無機(ji)膠(jiao)體(ti)電(dian)解液,因此(ci)需(xu)要堅固的外殼(ke)來容納可燃的活性成分,這(zhe)就增加(jia)了電(dian)池的重(zhong)量(liang)和成本,也(ye)限制了尺寸(cun)大小和造型的靈活性。一般(ban)而言(yan),液體(ti)鋰(li)離(li)子二(er)次電(dian)池的最小厚度(du)是6mm,再(zai)減少就比較困難。
  而所謂聚合物鋰(li)離子(zi)電池(chi)是在這(zhe)三(san)種主要構造中(zhong)至少有一項或一項以(yi)上使用高分(fen)子(zi)材料(liao)作為其主要的電池(chi)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)、充放電(dian)特(te)性、安全性、工作溫(wen)度(du)(du)范圍、循環壽命(ming)與環保性能等(deng)方(fang)面都(dou)較鋰離子電(dian)池有大幅度(du)(du)的(de)提高。
  目前市面上所(suo)銷售的(de)液體鋰離子(LiB)電(dian)池在(zai)過度充(chong)電(dian)的(de)(de)情形下,容(rong)易造成安全閥破(po)裂(lie)因而起(qi)火(huo)的(de)(de)情形,這是非常(chang)危險的(de)(de),所(suo)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(fang)面的要(yao)求(qiu)可(ke)(ke)以適當(dang)放(fang)寬。此(ci)外在充電(dian)(dian)方(fang)面,聚合(he)物鋰離子電(dian)(dian)池可(ke)(ke)以利(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)方式所需的(de)時間比(bi)較(jiao)起(qi)來,可以縮短許多(duo)的(de)等待(dai)時間。

  另(ling)一方(fang)面,雖然鋰(li)離子電(dian)(dian)池優點多(duo)多(duo),但(dan)也有(you)缺陷,如價格高(gao)和充放電(dian)(dian)次數少等等。鋰(li)電(dian)(dian)池的充放電(dian)(dian)次數只有(you)400600次,經過特殊改進的產品也(ye)不(bu)過800多次。而鎳氫電(dian)池的充(chong)電(dian)次數能夠達到700次(ci)以上,某些質量(liang)好的產品充放電可達(da)1200次,這樣一(yi)比較(jiao),鎳(nie)氫(qing)電(dian)(dian)池要比鋰電(dian)(dian)池長壽。此外鎳(nie)氫(qing)電(dian)(dian)池的價格也要比鋰電(dian)(dian)池低很多。而且嚴(yan)格說來(lai),鋰電(dian)(dian)池同樣會有記憶效應,只是它的記憶效應非常低,基本(ben)上(shang)可以(yi)忽略不計。
  由(you)此看(kan)來,目前還沒有十全十美電池。

二、鋰離子電池的使用
  這部分是本文(wen)的重(zhong)點(dian),我們(men)分三點(dian)來(lai)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好的(de)。
  對于鋰電池的(de)激活問題,眾(zhong)多的說法是:充(chong)電時(shi)間一定(ding)要超過12小(xiao)時,反復做三次,以便激活電池(chi)。這種前三次充(chong)(chong)電要充(chong)(chong)12小時以上的(de)說法(fa),明顯是從鎳(nie)(nie)電(dian)(dian)(dian)池(如鎳(nie)(nie)鎘和(he)(he)鎳(nie)(nie)氫)延(yan)續下來的(de)說法(fa)。所以這種說法(fa),可以說一開(kai)始(shi)就是誤傳。鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池和(he)(he)鎳(nie)(nie)電(dian)(dian)(dian)池的(de)充放(fang)電(dian)(dian)(dian)特性有(you)非(fei)常大的(de)區別(bie)(bie),而(er)且可以非(fei)常明確的(de)告(gao)訴大家,我(wo)所查閱過(guo)的(de)所有(you)嚴肅的(de)正式技術資料都強調過(guo)充和(he)(he)過(guo)放(fang)電(dian)(dian)(dian)會對鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池、特別(bie)(bie)是液體鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)(dian)池造成巨大的(de)傷害。因而(er)充電(dian)(dian)(dian)最好按照標準(zhun)時間和(he)(he)標準(zhun)方法(fa)充電(dian)(dian)(dian),特別(bie)(bie)是不要進行(xing)超過(guo)12個小時的超(chao)長(chang)充電(dian)。通常,產(chan)品說(shuo)明書上(shang)介(jie)紹的充電(dian)方法(fa),就是適合該產(chan)品的標準充電(dian)方法(fa)。
  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(juan)流充(chong)電(dian)(dian)(dian)。也就是說,如果你的(de)(de)鋰電(dian)(dian)(dian)池在充(chong)滿后,放在充(chong)電(dian)(dian)(dian)器上也是白充(chong)。而我們誰都無法保證電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)保護電(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)特性永(yong)不變化和質(zhi)量的(de)(de)萬無一失(shi),所以你的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池將長期處在危(wei)險的(de)(de)邊緣徘徊。這也是我們反(fan)對(dui)長充(chong)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)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-充電循環。也(ye)許這種做法的廠商自(zi)有其目的,但顯(xian)然(ran)對電池和手機/充(chong)電(dian)器的(de)壽命而(er)言是不(bu)利的(de)。同時,長充(chong)電(dian)需要(yao)很長的(de)時間,往往需要(yao)在夜間進行(xing),而(er)以我國電(dian)網(wang)的(de)情況(kuang)看,許多地方夜間的(de)電(dian)壓都比(bi)較(jiao)高,而(er)且(qie)波(bo)動較(jiao)大(da)。前面(mian)已經說過,鋰(li)電(dian)池是很嬌(jiao)貴的(de),它比(bi)鎳電(dian)在充(chong)放電(dian)方面(mian)耐波(bo)動的(de)能力差得多,于是這又帶來附加的(de)危險。
  此外,不可(ke)忽視的(de)另外一(yi)個方面就(jiu)是鋰電(dian)池(chi)同樣也不適合過(guo)放電(dian),過(guo)放電(dian)對鋰電(dian)池(chi)同樣也很不利。這就(jiu)引(yin)出下面的(de)問題(ti)。
  2、正(zheng)常使用中應該何時開(kai)始(shi)充電
  在我(wo)們的(de)論(lun)壇上,經(jing)常可以見到(dao)這種說(shuo)法,因為(wei)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)的(de)次數是(shi)有限的(de),所(suo)以應(ying)該將電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)盡可能用光再充(chong)電(dian)(dian)。但是(shi)我(wo)找到(dao)一個關于鋰離子電(dian)(dian)池充(chong)放(fang)電(dian)(dian)循(xun)環(huan)的(de)實驗表(biao),關于循(xun)環(huan)壽命的(de)數據列出如下(xia):
  循環壽命 (10%DOD):>1000
  循環壽命 (100%DOD):>200
  其(qi)中DOD是放(fang)電(dian)深(shen)度的(de)英文(wen)縮寫。從表中可見(jian),可充電(dian)次數(shu)和放(fang)電(dian)深(shen)度有關(guan),10%DOD時的(de)循環壽命(ming)要比100%DOD的要(yao)長很多(duo)。當(dang)然如果折合到(dao)實(shi)際(ji)充(chong)電(dian)的相對總容(rong)量:10%*1000=100100%*200=200,后(hou)者的完全充放電還是要比(bi)較好(hao)一些(xie)。
  而(er)你(ni)需(xu)要充(chong)電(dian)以應付預計(ji)即將到來的會導致數碼設備(bei)使(shi)(shi)用繁(fan)忙(mang)的時候(hou),即使(shi)(shi)在(zai)電(dian)池(chi)尚有很多余電(dian)時,那么你(ni)也只管提前充(chong)電(dian),因為你(ni)并(bing)沒有真(zhen)正損失1”次(ci)充(chong)電循(xun)環壽(shou)命,也就是(shi)“0.x”次而已,而且往往這個(ge)x會(hui)很小(xiao)。
  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。這種做法其實只是鎳(nie)電(dian)池(chi)上(shang)的(de)做法,目的(de)是避免記憶效(xiao)應發生,不(bu)幸的(de)是它也在鋰(li)電(dian)池(chi)上(shang)流傳之今。曾經有人因為MD鋰電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)量過低(di)的警(jing)告出現(xian)后,仍(reng)然不充(chong)電(dian)(dian)繼續使用一直用到自動關機的例(li)子(zi)。結果這個(ge)例(li)子(zi)中(zhong)的電(dian)(dian)池(chi)在后來(lai)的充(chong)電(dian)(dian)及開(kai)(kai)機中(zhong)均無反應,不得不送客(ke)服檢修。這其實(shi)就是由于(yu)電(dian)(dian)池(chi)因過度放電(dian)(dian)而(er)導致(zhi)電(dian)(dian)壓過低(di),以至于(yu)不具備(bei)正常的充(chong)電(dian)(dian)和開(kai)(kai)機條件造成的。
  3、對鋰電池的(de)正確做法
  歸結起來,我(wo)對(dui)鋰(li)電(dian)池在使用中的充放電(dian)問題最重(zhong)要的提(ti)示是(shi):
  1、按(an)照標準的時(shi)間(jian)和程序充電,即使是前三次(ci)也(ye)要如此進(jin)行;
  2、當(dang)出(chu)現電量過低提示時(shi),應該盡量及(ji)時(shi)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三次(ci)12小時長(chang)充(chong)電激(ji)活方法,實際上也不會(hui)有效(xiao)果。
  因(yin)此,所有追求12小時超長充電和(he)把鋰電池用到(dao)自動斷電的做(zuo)法(fa),都是錯(cuo)誤的。如(ru)果你以前(qian)是按(an)照(zhao)錯(cuo)誤的說法(fa)做(zuo)的,請你及時改正,也許為時還不(bu)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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