充(chong)電放電實(shi)際上是(shi)鋰離(li)子的(de)運(yun)動(dong)

  “首先要明白(bai)一(yi)點，2000年以后，市(shi)面(mian)上(shang)的手(shou)機電(dian)池(chi)出現了一(yi)次(ci)改(gai)朝(chao)換代(dai)，那就是(shi)由鋰離子(zi)電(dian)池(chi)取代(dai)了鎳氫電(dian)池(chi)，而現在市(shi)面(mian)上(shang)銷售的手(shou)機百分之百都是(shi)鋰離子(zi)電(dian)池(chi)。”南京理工大學(xue)材料科學(xue)與工程學(xue)院教授(shou)、博士生(sheng)導師(shi)杜宇雷說。

　　關于手機電池的(de)種種說法，必是建立在(zai)鋰(li)離子電池的(de)性(xing)能之上(shang)的(de)。那么我們(men)不(bu)妨先(xian)了解一下鋰(li)離子電池的(de)內(nei)部構造(zao)。

　　“電(dian)池的基(ji)本構造包括正(zheng)極(ji)、負(fu)極(ji)與電(dian)解質三項要(yao)素(su)。作為電(dian)池的一種，鋰離子電(dian)池同(tong)樣(yang)具有(you)這三個要(yao)素(su)。”杜教授說，鋰離子電(dian)池的正(zheng)極(ji)是(shi)鈷酸鋰（或錳酸鋰等），負(fu)極(ji)是(shi)石墨，正(zheng)負(fu)極(ji)中間(jian)有(you)一層隔(ge)膜(mo)。

　　從化(hua)學反應(ying)來說，所(suo)謂充電(dian)的過程，就(jiu)是鋰離子(zi)從正極的鈷酸鋰晶體結構(gou)中跑出來，經過電(dian)解(jie)質，嵌(qian)(qian)入(ru)負(fu)極石(shi)墨(mo)中。而放電(dian)過程則(ze)剛(gang)好相反，鋰離子(zi)從石(shi)墨(mo)中脫嵌(qian)(qian)回到鈷酸鋰中。“這(zhe)是一(yi)個可逆的化(hua)學反應(ying)。”

　　不過雖(sui)然這種反應是(shi)可逆(ni)的(de)(de)，但是(shi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)使(shi)用過程(cheng)中，正、負極材料、電(dian)(dian)解液(ye)和隔膜(mo)等的(de)(de)變化(hua)都會引(yin)起鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)性能退化(hua)，所以從大的(de)(de)趨(qu)勢來(lai)看，電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)總是(shi)在(zai)不斷減少。對于手機(ji)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)循環(huan)壽命，我(wo)們國(guo)家的(de)(de)“國(guo)標”要求：50次(ci)充放電(dian)(dian)循環(huan)后，電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)容(rong)量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于5%，400次(ci)充放電(dian)(dian)循環(huan)后，電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)容(rong)量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于20%。這里的(de)(de)一個充放電(dian)(dian)循環(huan)是(shi)指將電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)充至標準電(dian)(dian)量(liang)再用光的(de)(de)過程(cheng)。

　　從以(yi)上(shang)分析，我們會知道鋰離子電(dian)(dian)池在(zai)(zai)使(shi)用(yong)中其(qi)容(rong)(rong)量總是在(zai)(zai)不(bu)斷降低(di)的(de)(de)。杜(du)教授(shou)說，現在(zai)(zai)的(de)(de)智能手機，大(da)(da)多(duo)2-3天充一(yi)(yi)次(ci)電(dian)(dian)，也就是一(yi)(yi)年約有150次(ci)充放電(dian)(dian)循環.。實際(ji)使(shi)用(yong)中，由于受到使(shi)用(yong)環境、充放電(dian)(dian)過程的(de)(de)差(cha)異等因素的(de)(de)影響，電(dian)(dian)池容(rong)(rong)量的(de)(de)損失可能比“國標(biao)”測試(shi)條件下要大(da)(da)，這就是大(da)(da)多(duo)數人感覺電(dian)(dian)池在(zai)(zai)使(shi)用(yong)1-2年后明顯不(bu)經用(yong)了(le)的(de)(de)原因。

　　1點提醒

　　不要混用充電器，慎用萬能充

　　杜教(jiao)授提醒，鋰離子電(dian)池(chi)是有標準的(de)充電(dian)程序的(de)，手(shou)機標配的(de)充電(dian)器(qi)就是按照這個程序充電(dian)的(de)。

　　像有一些(xie)萬能充電器，它(ta)的設計就是恒流(liu)充完恒壓(ya)充，但是電壓(ya)沒有截止，所以后面一直以小電流(liu)充，這樣(yang)看上去(qu)電量充得(de)滿(man)很(hen)耐用(yong)，其實損(sun)害(hai)很(hen)大，長期這樣(yang)，會(hui)破壞本(ben)身電化學反應。

　　另外，不同電(dian)(dian)池容(rong)量不同，充(chong)電(dian)(dian)器的(de)電(dian)(dian)流不同。如果(guo)混用，會傷害電(dian)(dian)池。像一些萬能充(chong)，它的(de)容(rong)量設計在幾百(bai)-3000毫安時，如果(guo)用大電(dian)(dian)流充(chong)小容(rong)量的(de)電(dian)(dian)池，對電(dian)(dian)池會有(you)損害。所以應(ying)急式充(chong)電(dian)(dian)方式應(ying)少用。

　　2個誤區

　　電池前三次使用要(yao)放(fang)空(kong)后充12個小時？

　　杜教授說(shuo)(shuo)，這(zhe)種“前三次充電要充12小時以(yi)上”的說(shuo)(shuo)法，是從鎳(nie)氫(qing)電池延續下來的說(shuo)(shuo)法。這(zhe)種說(shuo)(shuo)法，可以(yi)說(shuo)(shuo)一開始就是誤傳(chuan)。

　　鋰離子電(dian)池在開始使(shi)用(yong)時(shi)(shi)不需要通過(guo)深度充放電(dian)來進行激活(huo)，因為(wei)電(dian)池的激活(huo)過(guo)程在制(zhi)造(zao)電(dian)池的時(shi)(shi)候就已(yi)經完成(cheng)了，在出廠前的化(hua)成(cheng)階段(duan)就是恒壓充電(dian)，然后放電(dian)，如此進行幾(ji)個循環，使(shi)電(dian)極(ji)浸(jin)潤(run)電(dian)解(jie)液充分活(huo)化(hua)，使(shi)容量(liang)達到要求(qiu)，這樣出來的鋰離子電(dian)池到用(yong)戶(hu)手(shou)上時(shi)(shi)其(qi)實已(yi)經是激活(huo)過(guo)的了。

　　而鋰離子電(dian)(dian)池的恒流恒壓充(chong)(chong)電(dian)(dian)特性更是決定了它的深充(chong)(chong)電(dian)(dian)時(shi)間無需(xu)12個小(xiao)時(shi)，鎳氫電(dian)(dian)池需(xu)要(yao)(yao)這(zhe)樣做(zuo)是因為，要(yao)(yao)通過(guo)涓流充(chong)(chong)電(dian)(dian)過(guo)程（小(xiao)電(dian)(dian)流充(chong)(chong)電(dian)(dian)）才能使(shi)電(dian)(dian)池達(da)到(dao)充(chong)(chong)飽狀態。而鋰離子恒流充(chong)(chong)電(dian)(dian)階段(duan)，容量就達(da)到(dao)80%-90%，在恒壓充(chong)(chong)電(dian)(dian)階段(duan)1-2小(xiao)時(shi)即可達(da)到(dao)100%，再(zai)延長時(shi)間充(chong)(chong)電(dian)(dian)沒有(you)太大意(yi)義。

　　要等手機(ji)電用完(wan)再充(chong)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)有必要用到關機再充(chong)電(dian)，鋰離子電(dian)池(chi)本來(lai)就適合用隨(sui)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(chi)的最大優勢(shi)之一，可以(yi)加以(yi)利用。

　　不要以為(wei)充電次數多會(hui)損壞電池，這(zhe)個說法對鋰離子電池并不適用。

　　3個疑問

　　手機電量用光是否損傷電池？

　　手機(ji)出現(xian)低(di)電(dian)量報(bao)警(jing)，其實就(jiu)是(shi)手機(ji)中的電(dian)源管理(li)芯(xin)片(pian)在發揮作用。電(dian)壓低(di)于3.6v，電(dian)源管理(li)芯(xin)片(pian)會(hui)強制斷開，限(xian)制手機(ji)使(shi)用。這樣(yang)實際上(shang)還不(bu)到過放的階段(duan)。不(bu)過如果經常這樣(yang)，也是(shi)不(bu)可取的。

　　久充是否會(hui)使電(dian)池爆炸？

　　鋰離子電池的手機或充電器在(zai)(zai)電(dian)池(chi)充(chong)(chong)(chong)滿后都會自動停充(chong)(chong)(chong)，并不存在(zai)(zai)鎳電(dian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)器所(suo)謂的(de)(de)(de)持(chi)續十幾小(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)“涓流”充(chong)(chong)(chong)電(dian)。也就是說，如果(guo)你的(de)(de)(de)鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)在(zai)(zai)充(chong)(chong)(chong)滿后，放(fang)在(zai)(zai)充(chong)(chong)(chong)電(dian)器上也是白(bai)充(chong)(chong)(chong)。不過，誰都無(wu)法保(bao)證電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)充(chong)(chong)(chong)放(fang)電(dian)保(bao)護電(dian)路的(de)(de)(de)特性永不變化和質(zhi)量的(de)(de)(de)萬無(wu)一失，所(suo)以(yi)你的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)將(jiang)長期處(chu)在(zai)(zai)危(wei)險的(de)(de)(de)邊緣。久(jiu)充(chong)(chong)(chong)還是不提倡。

　　電池放著(zhu)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(zai)完全充電(dian)(dian)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)下(xia)長時間存(cun)放(fang)，其(qi)容量會發生(sheng)明顯損(sun)(sun)(sun)失(shi)。而且(qie)，溫度越高，鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)容量損(sun)(sun)(sun)失(shi)就(jiu)(jiu)越快，而這種損(sun)(sun)(sun)失(shi)是(shi)不可逆的(de)(de)，也(ye)就(jiu)(jiu)是(shi)說，電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)容量會永久變小。在(zai)0℃環(huan)(huan)境(jing)下(xia)，電(dian)(dian)量剩(sheng)余(yu)40%的(de)(de)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)存(cun)放(fang)一年后，其(qi)容量會損(sun)(sun)(sun)失(shi)2%。而在(zai)40℃環(huan)(huan)境(jing)下(xia)，完全充滿電(dian)(dian)的(de)(de)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)存(cun)放(fang)一年后，其(qi)容量損(sun)(sun)(sun)失(shi)高達35%。因(yin)此，一定要細心地注意使用環(huan)(huan)境(jing)，防止高溫現象，比如手機放(fang)在(zai)汽車的(de)(de)前臺上，中午(wu)的(de)(de)太陽直射很容易就(jiu)(jiu)可以(yi)使其(qi)超(chao)過60℃。