充(chong)電(dian)放電(dian)實際上是(shi)鋰離子的運動(dong)

  “首先要明白一點，2000年以后，市面上的手(shou)機電池出現(xian)(xian)了一次改朝換代(dai)，那就是由鋰離(li)子電池取代(dai)了鎳氫電池，而現(xian)(xian)在市面上銷售的手(shou)機百分之百都是鋰離(li)子電池。”南京理(li)工大學(xue)材(cai)料科學(xue)與工程學(xue)院教授、博(bo)士生導師杜宇(yu)雷(lei)說。

　　關于(yu)手機(ji)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)種種說法，必是(shi)建立在鋰(li)離子(zi)(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)性能(neng)之上的(de)。那么我們不妨先(xian)了解(jie)一下鋰(li)離子(zi)(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)內部構造。

　　“電(dian)池的(de)基本(ben)構(gou)造包(bao)括(kuo)正(zheng)極(ji)、負極(ji)與電(dian)解質三項(xiang)要(yao)素(su)。作為電(dian)池的(de)一種(zhong)，鋰離子電(dian)池同樣(yang)具有這三個要(yao)素(su)。”杜教授說，鋰離子電(dian)池的(de)正(zheng)極(ji)是鈷(gu)酸鋰（或錳酸鋰等），負極(ji)是石墨，正(zheng)負極(ji)中間(jian)有一層(ceng)隔膜。

　　從化學反(fan)應來說(shuo)，所謂(wei)充電(dian)的過(guo)(guo)程，就是(shi)(shi)鋰(li)離子從正極的鈷酸鋰(li)晶體結構中(zhong)(zhong)跑出來，經過(guo)(guo)電(dian)解質，嵌(qian)(qian)入(ru)負極石墨中(zhong)(zhong)。而放電(dian)過(guo)(guo)程則剛好相反(fan)，鋰(li)離子從石墨中(zhong)(zhong)脫嵌(qian)(qian)回到鈷酸鋰(li)中(zhong)(zhong)。“這是(shi)(shi)一(yi)個可逆的化學反(fan)應。”

　　不(bu)過(guo)(guo)雖然這(zhe)種反應是(shi)可逆的(de)，但是(shi)電(dian)池(chi)(chi)使用過(guo)(guo)程中，正(zheng)、負極材料、電(dian)解液(ye)和隔膜等的(de)變化(hua)都(dou)會引(yin)起鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)的(de)性(xing)能退(tui)化(hua)，所以從大的(de)趨(qu)勢來看，電(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)量總(zong)是(shi)在不(bu)斷減(jian)少(shao)。對于(yu)(yu)手機鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)的(de)循(xun)(xun)環壽(shou)命，我們(men)國家的(de)“國標”要求：50次充(chong)放(fang)電(dian)循(xun)(xun)環后(hou)，電(dian)池(chi)(chi)容(rong)量降低(di)小于(yu)(yu)5%，400次充(chong)放(fang)電(dian)循(xun)(xun)環后(hou)，電(dian)池(chi)(chi)容(rong)量降低(di)小于(yu)(yu)20%。這(zhe)里的(de)一個(ge)充(chong)放(fang)電(dian)循(xun)(xun)環是(shi)指將電(dian)池(chi)(chi)充(chong)至標準(zhun)電(dian)量再(zai)用光(guang)的(de)過(guo)(guo)程。

　　從以上(shang)分析(xi)，我(wo)們會(hui)知道鋰離(li)子電(dian)池在(zai)(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)(zhong)其容(rong)量總是(shi)在(zai)(zai)不斷降低的。杜教授說(shuo)，現在(zai)(zai)的智能(neng)手機(ji)，大多2-3天充(chong)(chong)一次電(dian)，也就是(shi)一年約有150次充(chong)(chong)放(fang)電(dian)循環.。實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)(zhong)，由于受到使(shi)用(yong)環境(jing)、充(chong)(chong)放(fang)電(dian)過程的差異等(deng)因(yin)(yin)素的影(ying)響，電(dian)池容(rong)量的損(sun)失可(ke)能(neng)比“國標(biao)”測試條件(jian)下(xia)要大，這就是(shi)大多數(shu)人感覺(jue)電(dian)池在(zai)(zai)使(shi)用(yong)1-2年后明顯不經用(yong)了的原因(yin)(yin)。

　　1點提醒

　　不(bu)要混(hun)用充電器(qi)，慎(shen)用萬能充

　　杜教授提醒，鋰離子電(dian)池是有標準(zhun)的充(chong)(chong)電(dian)程序的，手機標配的充(chong)(chong)電(dian)器(qi)就是按(an)照(zhao)這個程序充(chong)(chong)電(dian)的。

　　像有一些萬能充電(dian)(dian)器，它的設計(ji)就是恒(heng)(heng)流充完恒(heng)(heng)壓(ya)(ya)充，但是電(dian)(dian)壓(ya)(ya)沒(mei)有截止，所以后面(mian)一直以小電(dian)(dian)流充，這樣看上去電(dian)(dian)量充得滿很(hen)耐用，其(qi)實損害(hai)很(hen)大，長期(qi)這樣，會破壞本身電(dian)(dian)化(hua)學反(fan)應(ying)。

　　另外，不(bu)同(tong)電(dian)(dian)池(chi)容(rong)量不(bu)同(tong)，充電(dian)(dian)器的電(dian)(dian)流(liu)不(bu)同(tong)。如(ru)果(guo)混用，會(hui)傷害電(dian)(dian)池(chi)。像(xiang)一(yi)些萬能充，它(ta)的容(rong)量設計在(zai)幾百-3000毫(hao)安時，如(ru)果(guo)用大電(dian)(dian)流(liu)充小(xiao)容(rong)量的電(dian)(dian)池(chi)，對電(dian)(dian)池(chi)會(hui)有損害。所(suo)以應(ying)急式充電(dian)(dian)方式應(ying)少用。

　　2個誤區

　　電池前(qian)三次使用要放空后(hou)充12個(ge)小時？

　　杜教授說(shuo)(shuo)，這(zhe)種(zhong)“前三次(ci)充電(dian)要充12小時以(yi)上(shang)”的說(shuo)(shuo)法(fa)(fa)，是從鎳(nie)氫電(dian)池延續下來的說(shuo)(shuo)法(fa)(fa)。這(zhe)種(zhong)說(shuo)(shuo)法(fa)(fa)，可以(yi)說(shuo)(shuo)一(yi)開始(shi)就是誤傳。

　　鋰離子(zi)電(dian)池(chi)在(zai)開始(shi)使用時不需要通過深度充(chong)放電(dian)來進(jin)行激活(huo)，因為電(dian)池(chi)的(de)激活(huo)過程(cheng)在(zai)制造電(dian)池(chi)的(de)時候就已經(jing)完成(cheng)了(le)，在(zai)出廠前的(de)化成(cheng)階段就是(shi)恒壓充(chong)電(dian)，然后放電(dian)，如此進(jin)行幾個循環，使電(dian)極浸潤電(dian)解液(ye)充(chong)分活(huo)化，使容量達到要求，這樣出來的(de)鋰離子(zi)電(dian)池(chi)到用戶(hu)手上(shang)時其實已經(jing)是(shi)激活(huo)過的(de)了(le)。

　　而鋰離子電(dian)池(chi)(chi)的恒(heng)流(liu)恒(heng)壓充電(dian)特性更是決定了(le)它(ta)的深充電(dian)時(shi)間無需(xu)12個小時(shi)，鎳氫電(dian)池(chi)(chi)需(xu)要(yao)這樣做是因為，要(yao)通過涓流(liu)充電(dian)過程（小電(dian)流(liu)充電(dian)）才能使電(dian)池(chi)(chi)達(da)到充飽(bao)狀(zhuang)態。而鋰離子恒(heng)流(liu)充電(dian)階段(duan)，容量(liang)就達(da)到80%-90%，在恒(heng)壓充電(dian)階段(duan)1-2小時(shi)即可(ke)達(da)到100%，再延長(chang)時(shi)間充電(dian)沒有太大意義。

　　要(yao)等(deng)手機(ji)電用完再充電？

　　“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(mei)有必要用到(dao)關機再充(chong)電(dian)，鋰離子電(dian)池本來就適合(he)用隨時充(chong)電(dian)的方式進行使(shi)用，這也是它針對鎳氫(qing)電(dian)池的最大優勢之(zhi)一，可以加以利用。

　　不要以為(wei)充電(dian)次數多會損(sun)壞電(dian)池(chi)，這個說法對鋰離子(zi)電(dian)池(chi)并不適用。

　　3個疑問

　　手(shou)機電量(liang)用光是否損傷電池？

　　手機(ji)出現低(di)電(dian)量報警，其實就(jiu)是手機(ji)中的電(dian)源管(guan)理芯片(pian)在發揮(hui)作用。電(dian)壓低(di)于3.6v，電(dian)源管(guan)理芯片(pian)會(hui)強制斷開，限制手機(ji)使用。這(zhe)樣(yang)實際上還不(bu)到過放的階段。不(bu)過如果(guo)經常(chang)這(zhe)樣(yang)，也是不(bu)可取的。

　　久充是(shi)否(fou)會使(shi)電池(chi)爆炸？

　　鋰離子電池的手機或充電器在(zai)電池(chi)充滿后(hou)都會自(zi)動停充，并不(bu)存在(zai)鎳電充電器所(suo)謂的(de)持續(xu)十幾小時的(de)“涓流”充電。也(ye)(ye)就是說，如(ru)果你的(de)鋰離子電池(chi)在(zai)充滿后(hou)，放(fang)在(zai)充電器上也(ye)(ye)是白充。不(bu)過(guo)，誰(shui)都無法保(bao)證(zheng)電池(chi)的(de)充放(fang)電保(bao)護電路的(de)特性永(yong)不(bu)變(bian)化和質(zhi)量(liang)的(de)萬無一失，所(suo)以你的(de)電池(chi)將長期處在(zai)危險的(de)邊緣。久(jiu)充還是不(bu)提倡。

　　電池放著不用是否有損耗？

　　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)全充(chong)電(dian)的(de)狀態下長時(shi)間存放，其(qi)容(rong)量(liang)(liang)會(hui)發生明顯損失(shi)(shi)。而且，溫度(du)越(yue)高，鋰(li)離(li)(li)子電(dian)池的(de)容(rong)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)就(jiu)越(yue)快，而這種損失(shi)(shi)是不可(ke)逆(ni)的(de)，也就(jiu)是說，電(dian)池的(de)容(rong)量(liang)(liang)會(hui)永久(jiu)變小。在0℃環境下，電(dian)量(liang)(liang)剩余(yu)40%的(de)鋰(li)離(li)(li)子電(dian)池存放一(yi)(yi)年后，其(qi)容(rong)量(liang)(liang)會(hui)損失(shi)(shi)2%。而在40℃環境下，完(wan)全充(chong)滿電(dian)的(de)鋰(li)離(li)(li)子電(dian)池存放一(yi)(yi)年后，其(qi)容(rong)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)高達(da)35%。因此(ci)，一(yi)(yi)定要細心地注(zhu)意(yi)使(shi)用環境，防(fang)止高溫現象，比(bi)如手(shou)機放在汽(qi)車的(de)前臺上，中午的(de)太陽直射(she)很容(rong)易就(jiu)可(ke)以使(shi)其(qi)超(chao)過60℃。