充(chong)電(dian)放電(dian)實(shi)際(ji)上(shang)是鋰離子的運動(dong)

  “首(shou)先要明白一點，2000年以后，市面上的手機電(dian)池(chi)出現了一次改朝換代，那就是由(you)鋰(li)離子(zi)電(dian)池(chi)取代了鎳氫電(dian)池(chi)，而現在市面上銷(xiao)售的手機百分之(zhi)百都是鋰(li)離子(zi)電(dian)池(chi)。”南京理工大(da)學材(cai)料科學與工程學院教授、博士生導師(shi)杜宇雷(lei)說。

　　關于(yu)手機(ji)電(dian)池的種(zhong)種(zhong)說(shuo)法，必(bi)是建(jian)立在鋰離子(zi)電(dian)池的性(xing)能之上的。那么我們不妨(fang)先(xian)了(le)解一下鋰離子(zi)電(dian)池的內部構造。

　　“電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)基(ji)本構(gou)造包(bao)括正(zheng)極、負(fu)(fu)極與電(dian)(dian)(dian)解質三項(xiang)要(yao)素(su)。作為(wei)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)一(yi)種，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)同樣具(ju)有這(zhe)三個(ge)要(yao)素(su)。”杜(du)教授(shou)說，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)正(zheng)極是鈷酸鋰(li)（或(huo)錳酸鋰(li)等(deng)），負(fu)(fu)極是石(shi)墨，正(zheng)負(fu)(fu)極中間有一(yi)層(ceng)隔膜。

　　從(cong)(cong)(cong)化(hua)學反(fan)應來(lai)說，所謂充電的(de)過程，就(jiu)是(shi)鋰(li)離(li)子從(cong)(cong)(cong)正極的(de)鈷酸鋰(li)晶體結構中(zhong)(zhong)跑出來(lai)，經過電解(jie)質，嵌入負極石(shi)墨中(zhong)(zhong)。而放電過程則剛(gang)好相反(fan)，鋰(li)離(li)子從(cong)(cong)(cong)石(shi)墨中(zhong)(zhong)脫(tuo)嵌回到鈷酸鋰(li)中(zhong)(zhong)。“這(zhe)是(shi)一(yi)個可逆的(de)化(hua)學反(fan)應。”

　　不(bu)過(guo)雖然這種(zhong)反應(ying)是可逆的(de)，但是電(dian)(dian)池(chi)使用過(guo)程(cheng)中，正(zheng)、負極材料(liao)、電(dian)(dian)解液和隔(ge)膜等(deng)的(de)變化都會引起鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)的(de)性能退化，所以從大的(de)趨(qu)勢來看，電(dian)(dian)池(chi)的(de)電(dian)(dian)量(liang)總是在不(bu)斷減(jian)少。對于(yu)手機鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)的(de)循(xun)(xun)環(huan)壽命(ming)，我們(men)國家的(de)“國標(biao)(biao)”要(yao)求：50次(ci)充放電(dian)(dian)循(xun)(xun)環(huan)后(hou)，電(dian)(dian)池(chi)容量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于(yu)5%，400次(ci)充放電(dian)(dian)循(xun)(xun)環(huan)后(hou)，電(dian)(dian)池(chi)容量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于(yu)20%。這里的(de)一個充放電(dian)(dian)循(xun)(xun)環(huan)是指將(jiang)電(dian)(dian)池(chi)充至標(biao)(biao)準電(dian)(dian)量(liang)再用光(guang)的(de)過(guo)程(cheng)。

　　從以上分(fen)析，我(wo)們(men)會知道鋰(li)離子電(dian)池在(zai)使用中其容(rong)量總是(shi)在(zai)不斷降(jiang)低的(de)(de)(de)。杜教授說，現在(zai)的(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)手機，大多2-3天(tian)充(chong)(chong)一(yi)次電(dian)，也就(jiu)(jiu)是(shi)一(yi)年約(yue)有150次充(chong)(chong)放(fang)電(dian)循環.。實(shi)際使用中，由于(yu)受到(dao)使用環境、充(chong)(chong)放(fang)電(dian)過程的(de)(de)(de)差異等因素的(de)(de)(de)影響(xiang)，電(dian)池容(rong)量的(de)(de)(de)損失(shi)可能(neng)比“國標(biao)”測試條件下要大，這就(jiu)(jiu)是(shi)大多數(shu)人(ren)感覺電(dian)池在(zai)使用1-2年后(hou)明顯不經用了的(de)(de)(de)原因。

　　1點提醒

　　不(bu)要混用(yong)充(chong)電器，慎(shen)用(yong)萬能(neng)充(chong)

　　杜教授提(ti)醒，鋰離(li)子電池是(shi)有(you)標準的(de)充(chong)電程(cheng)序的(de)，手機(ji)標配的(de)充(chong)電器就是(shi)按(an)照(zhao)這個程(cheng)序充(chong)電的(de)。

　　像有(you)一些(xie)萬(wan)能充(chong)(chong)電(dian)器(qi)，它(ta)的設計就是恒流充(chong)(chong)完(wan)恒壓(ya)充(chong)(chong)，但(dan)是電(dian)壓(ya)沒有(you)截(jie)止，所以后面一直以小(xiao)電(dian)流充(chong)(chong)，這樣(yang)看上去電(dian)量充(chong)(chong)得滿很(hen)耐用(yong)，其實(shi)損(sun)害很(hen)大(da)，長期這樣(yang)，會破(po)壞(huai)本身(shen)電(dian)化學反應。

　　另(ling)外，不同(tong)電(dian)(dian)池容(rong)量不同(tong)，充(chong)電(dian)(dian)器的(de)電(dian)(dian)流不同(tong)。如(ru)果混用(yong)，會(hui)傷害(hai)電(dian)(dian)池。像一些萬能充(chong)，它的(de)容(rong)量設計在幾百-3000毫安時，如(ru)果用(yong)大電(dian)(dian)流充(chong)小容(rong)量的(de)電(dian)(dian)池，對(dui)電(dian)(dian)池會(hui)有損害(hai)。所以應急式(shi)(shi)充(chong)電(dian)(dian)方式(shi)(shi)應少用(yong)。

　　2個誤區

　　電池前(qian)三次(ci)使用要放空(kong)后充(chong)12個小時？

　　杜教授(shou)說(shuo)(shuo)，這種(zhong)“前三(san)次充(chong)電(dian)要充(chong)12小時以上”的說(shuo)(shuo)法(fa)，是從(cong)鎳氫電(dian)池延續下來的說(shuo)(shuo)法(fa)。這種(zhong)說(shuo)(shuo)法(fa)，可以說(shuo)(shuo)一(yi)開始就是誤傳。

　　鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在開始使(shi)用(yong)(yong)時(shi)不需要通過(guo)深度充放電(dian)(dian)(dian)(dian)來進行激(ji)活(huo)，因為電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的激(ji)活(huo)過(guo)程在制造電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的時(shi)候就(jiu)已經完成(cheng)(cheng)了，在出廠前的化成(cheng)(cheng)階段就(jiu)是(shi)恒壓充電(dian)(dian)(dian)(dian)，然后放電(dian)(dian)(dian)(dian)，如此進行幾個(ge)循環，使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極浸潤電(dian)(dian)(dian)(dian)解液充分活(huo)化，使(shi)容量達到(dao)要求，這樣出來的鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)到(dao)用(yong)(yong)戶手上時(shi)其實已經是(shi)激(ji)活(huo)過(guo)的了。

　　而(er)鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)池的(de)恒(heng)流(liu)(liu)恒(heng)壓充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)特性更是決定了(le)它的(de)深充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時間無需12個小(xiao)時，鎳氫電(dian)(dian)(dian)池需要這樣做是因為，要通過涓(juan)流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)過程（小(xiao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)）才(cai)能使電(dian)(dian)(dian)池達(da)到充(chong)(chong)(chong)飽狀態。而(er)鋰(li)離子恒(heng)流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)階(jie)段(duan)，容量就達(da)到80%-90%，在恒(heng)壓充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)階(jie)段(duan)1-2小(xiao)時即可達(da)到100%，再延長時間充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)沒(mei)有太大意義(yi)。

　　要等手機電(dian)用完再(zai)充電(dian)？

　　“盡量把手機電池的電量用完，最好用到自動關機再充電。”這種做法也只是鎳氫電池上的做法，目的是避免記憶效應發生，而對于鋰離子電池，沒有必要用到(dao)關機再充電(dian)(dian)，鋰離子(zi)電(dian)(dian)池本來就適合用隨(sui)時充電(dian)(dian)的方(fang)式進行使用，這也是它針對鎳(nie)氫電(dian)(dian)池的最(zui)大優勢之一，可以加以利用。

　　不(bu)要(yao)以為充電次數(shu)多(duo)會(hui)損壞電池，這個(ge)說法對鋰離子電池并不(bu)適用。

　　3個疑問

　　手機電量用光是(shi)否損傷電池？

　　手(shou)機出(chu)現低電(dian)量報(bao)警，其實(shi)就(jiu)是手(shou)機中(zhong)的(de)(de)電(dian)源管理芯片(pian)在(zai)發揮作用。電(dian)壓低于3.6v，電(dian)源管理芯片(pian)會強制(zhi)斷開(kai)，限制(zhi)手(shou)機使用。這(zhe)樣實(shi)際上(shang)還不到過(guo)放的(de)(de)階段。不過(guo)如果經常這(zhe)樣，也是不可取(qu)的(de)(de)。

　　久充是(shi)否會使電(dian)池(chi)爆炸？

　　鋰離子電池的手機或充電器在電(dian)池(chi)充(chong)(chong)滿后都(dou)會自(zi)動(dong)停充(chong)(chong)，并(bing)不(bu)(bu)存在鎳電(dian)充(chong)(chong)電(dian)器所謂(wei)的(de)持續十幾小時(shi)的(de)“涓流”充(chong)(chong)電(dian)。也就是(shi)說(shuo)，如果你(ni)的(de)鋰離子電(dian)池(chi)在充(chong)(chong)滿后，放在充(chong)(chong)電(dian)器上也是(shi)白充(chong)(chong)。不(bu)(bu)過，誰都(dou)無(wu)法保證電(dian)池(chi)的(de)充(chong)(chong)放電(dian)保護(hu)電(dian)路(lu)的(de)特性(xing)永(yong)不(bu)(bu)變化和質量(liang)的(de)萬無(wu)一失(shi)，所以你(ni)的(de)電(dian)池(chi)將長期處在危險的(de)邊緣。久充(chong)(chong)還是(shi)不(bu)(bu)提倡。

　　電池放著不用(yong)是否(fou)有損耗？

　　鋰離子電池放著不用，容量也會自然損失。研究表明，鋰離子電池在完(wan)(wan)全充電的(de)(de)(de)狀(zhuang)態下(xia)長時間存(cun)放(fang)，其容(rong)量(liang)會發生明顯損(sun)(sun)失。而且，溫度越高，鋰(li)(li)離子電池(chi)的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)損(sun)(sun)失就越快，而這(zhe)種損(sun)(sun)失是不可(ke)逆的(de)(de)(de)，也就是說，電池(chi)的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)會永久變(bian)小(xiao)。在0℃環境下(xia)，電量(liang)剩余40%的(de)(de)(de)鋰(li)(li)離子電池(chi)存(cun)放(fang)一年(nian)后(hou)，其容(rong)量(liang)會損(sun)(sun)失2%。而在40℃環境下(xia)，完(wan)(wan)全充滿電的(de)(de)(de)鋰(li)(li)離子電池(chi)存(cun)放(fang)一年(nian)后(hou)，其容(rong)量(liang)損(sun)(sun)失高達35%。因此，一定要細(xi)心(xin)地注意使用環境，防(fang)止高溫現象，比如(ru)手(shou)機(ji)放(fang)在汽車的(de)(de)(de)前臺上，中午的(de)(de)(de)太陽直射很容(rong)易就可(ke)以使其超過60℃。