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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,一定是(shi)鋰(li)離子(zi)電池(chi)。但不(bu)一定就(jiu)是(shi)液體(ti)鋰(li)離子(zi)電池(chi),也有(you)可能是(shi)聚合物鋰(li)離子(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(li)子電池為(wei)Li-ion。現在,筆記(ji)本和手機使用的所謂鋰電池(chi),其實都是鋰離子(zi)電池。
  現代(dai)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本構造包(bao)括正極(ji)、負極(ji)與(yu)電(dian)解(jie)質三項要(yao)素。作(zuo)為電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong),鋰離子電(dian)池(chi)(chi)同樣(yang)具有(you)這三個要(yao)素。一(yi)般(ban)鋰離子技術(shu)使用液體(ti)或無機膠體(ti)電(dian)解(jie)液,因此需要(yao)堅固的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)殼來(lai)容納(na)可燃的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性成分,這就(jiu)增加了電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量和成本,也限制了尺寸(cun)大(da)小(xiao)和造型的(de)(de)(de)(de)(de)靈活(huo)性。一(yi)般(ban)而言,液體(ti)鋰離子二(er)次(ci)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)厚度(du)是(shi)6mm,再減少就比較困(kun)難。
  而(er)所謂聚合物鋰離子電池是在這三(san)種主要構(gou)造(zao)中至(zhi)少有一(yi)項或一(yi)項以(yi)上使用(yong)高分子材料作為其主要的電池系統。
  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、充放(fang)電(dian)特性、安全性、工作(zuo)溫度(du)范(fan)圍、循環壽(shou)命與環保性能等方(fang)面(mian)都較鋰離子電(dian)池(chi)有大幅度(du)的提(ti)高。
  目前市面上所銷售的(de)液體鋰離子(LiB)電池在過(guo)度充電的(de)情(qing)形下,容易造成(cheng)安全閥破裂因(yin)而起火的(de)情(qing)形,這是非常危險的(de),所(suo)以必需加裝(zhuang)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(lu)方面的(de)要求可以(yi)適當放(fang)寬(kuan)。此外在充(chong)電方面,聚合(he)物(wu)鋰離子電池可以(yi)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)充電方式所需的(de)時間比較起(qi)來,可以(yi)縮短許多的(de)等待(dai)時間。

  另一方面,雖(sui)然(ran)鋰(li)離子電池優點(dian)多多,但也有(you)缺陷,如價(jia)格高(gao)和(he)充(chong)放電次數少(shao)等(deng)等(deng)。鋰(li)電池的(de)充(chong)放電次數只有(you)400600次,經(jing)過特殊(shu)改進的產(chan)品(pin)也不過800多次。而鎳氫(qing)電池的充電次數能(neng)夠達到700次以上,某些質量好的(de)產品(pin)充放(fang)電可達(da)1200次,這樣一比(bi)(bi)(bi)較,鎳(nie)氫(qing)電池要比(bi)(bi)(bi)鋰(li)電池長(chang)壽(shou)。此外鎳(nie)氫(qing)電池的(de)價格(ge)也要比(bi)(bi)(bi)鋰(li)電池低很多。而且嚴格(ge)說來,鋰(li)電池同樣會有記憶(yi)效應(ying),只(zhi)是它的(de)記憶(yi)效應(ying)非常低,基(ji)本上可以忽略不計。
  由此看來(lai),目前還沒有十(shi)全十(shi)美電(dian)池(chi)。

二、鋰離子電池的使用
  這部分是本文的重點,我(wo)們(men)分三(san)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(zi)然激活(huo)方式(shi)是最(zui)好的。
  對于鋰電(dian)池的激活問題,眾(zhong)多(duo)的說法是:充電(dian)時間一定(ding)要(yao)超(chao)過12小時,反復做三次(ci),以便激活電池。這種前(qian)三次充(chong)電要充(chong)12小時以上的(de)(de)說(shuo)(shuo)法(fa)(fa),明顯(xian)是(shi)從鎳(nie)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(如鎳(nie)鎘和(he)鎳(nie)氫)延續下來的(de)(de)說(shuo)(shuo)法(fa)(fa)。所以這(zhe)種(zhong)說(shuo)(shuo)法(fa)(fa),可以說(shuo)(shuo)一開始就是(shi)誤傳。鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)和(he)鎳(nie)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)充放電(dian)(dian)特(te)性有非常大的(de)(de)區別(bie),而(er)(er)且可以非常明確的(de)(de)告(gao)訴大家,我所查閱過的(de)(de)所有嚴肅的(de)(de)正(zheng)式(shi)技(ji)術資料(liao)都強調過充和(he)過放電(dian)(dian)會對(dui)鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、特(te)別(bie)是(shi)液(ye)體(ti)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)造成巨大的(de)(de)傷害。因而(er)(er)充電(dian)(dian)最好按照(zhao)標準(zhun)時間和(he)標準(zhun)方(fang)法(fa)(fa)充電(dian)(dian),特(te)別(bie)是(shi)不要進行(xing)超過12個小時(shi)的超長充(chong)電。通常,產品說明書上(shang)介(jie)紹的充(chong)電方法,就是適合(he)該(gai)產品的標準充(chong)電方法。
  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幾小時(shi)的涓(juan)流充(chong)(chong)電(dian)。也就是說,如(ru)果你的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)在(zai)充(chong)(chong)滿后,放在(zai)充(chong)(chong)電(dian)器上(shang)也是白(bai)充(chong)(chong)。而我們(men)誰都無(wu)法保證電(dian)池(chi)(chi)的(de)充(chong)(chong)放電(dian)保護電(dian)路的(de)特性永不變化(hua)和質量的(de)萬(wan)無(wu)一(yi)(yi)失,所(suo)以你的(de)電(dian)池(chi)(chi)將長期處在(zai)危險的(de)邊緣徘(pai)徊。這也是我們(men)反對長充(chong)(chong)電(dian)的(de)另(ling)一(yi)(yi)個理由(you)。
  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(huan)。也許(xu)這種(zhong)做法(fa)的廠商(shang)自有其目的,但(dan)顯然對電池和(he)手機/充電器(qi)的(de)壽命而言是(shi)不利的(de)。同時,長充電需要(yao)很(hen)長的(de)時間(jian)(jian),往(wang)(wang)往(wang)(wang)需要(yao)在夜間(jian)(jian)進行,而以我國電網的(de)情況看,許多地方夜間(jian)(jian)的(de)電壓都比(bi)(bi)較高,而且(qie)波(bo)動較大。前面已(yi)經(jing)說過,鋰(li)電池是(shi)很(hen)嬌(jiao)貴的(de),它比(bi)(bi)鎳電在充放電方面耐波(bo)動的(de)能力差(cha)得多,于是(shi)這又帶來附加的(de)危(wei)險。
  此外(wai),不可忽視的(de)另外(wai)一(yi)個方面就是鋰電(dian)(dian)池同樣也不適(shi)合過放電(dian)(dian),過放電(dian)(dian)對鋰電(dian)(dian)池同樣也很(hen)不利。這就引出下面的(de)問題。
  2、正常(chang)使用中應該何時開始充電
  在(zai)我們的(de)論壇上,經常可(ke)以(yi)見到這種說法,因為充(chong)放電(dian)(dian)的(de)次數(shu)(shu)是有限(xian)的(de),所以(yi)應該將電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)盡(jin)可(ke)能(neng)用光再充(chong)電(dian)(dian)。但是我找到一(yi)個關于鋰離子電(dian)(dian)池充(chong)放電(dian)(dian)循環的(de)實驗表,關于循環壽命的(de)數(shu)(shu)據列出如下:
  循環壽命 (10%DOD):>1000
  循環壽命 (100%DOD):>200次(ci)
  其中DOD是放(fang)電(dian)深度(du)的英文縮寫。從表中(zhong)可(ke)見,可(ke)充電(dian)次數和放(fang)電(dian)深度(du)有關(guan),10%DOD時的循環壽(shou)命要比100%DOD的(de)要長很多(duo)。當(dang)然如果折合(he)到(dao)實際充電的(de)相對總容量:10%*1000=100100%*200=200,后者的完全(quan)充放電(dian)還(huan)是要比較好一些。
  而你(ni)需要充(chong)(chong)電以應付預(yu)計即將到來的(de)(de)會(hui)導致數碼設備(bei)使用繁忙的(de)(de)時候(hou),即使在電池尚(shang)有很多余電時,那(nei)么你(ni)也只管提(ti)前充(chong)(chong)電,因(yin)為你(ni)并沒(mei)有真正損失1”次充(chong)電(dian)循(xun)環壽命,也(ye)就是(shi)“0.x”次而已,而且往(wang)(wang)往(wang)(wang)這個x會很小。
  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。這種做(zuo)法其實只是(shi)鎳電池(chi)上(shang)的做(zuo)法,目(mu)的是(shi)避免記憶(yi)效應發生(sheng),不幸的是(shi)它也在鋰電池(chi)上(shang)流(liu)傳之今。曾經有人因為MD鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)量(liang)過低的(de)警告出現后(hou),仍然不充電(dian)(dian)(dian)繼續(xu)使用(yong)一直(zhi)用(yong)到自動關機(ji)的(de)例子(zi)。結果這(zhe)個例子(zi)中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)在后(hou)來(lai)的(de)充電(dian)(dian)(dian)及開機(ji)中(zhong)(zhong)均(jun)無反應(ying),不得不送(song)客服檢修。這(zhe)其實就是由于電(dian)(dian)(dian)池(chi)因過度放(fang)電(dian)(dian)(dian)而導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓過低,以至(zhi)于不具備(bei)正常的(de)充電(dian)(dian)(dian)和開機(ji)條件(jian)造成的(de)。
  3、對鋰電池的正確(que)做法
  歸結起來,我(wo)對鋰電池在使用中的充放電問題最重要(yao)的提示是:
  1、按照(zhao)標準的時間和(he)程(cheng)序充電,即(ji)使是前三(san)次也要(yao)如此進行;
  2、當出現電(dian)量過低(di)提示時(shi),應該盡量及時(shi)開始充電(dian);
  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12小時(shi)長充電激活方(fang)法(fa),實際(ji)上也不會(hui)有效果。
  因(yin)此,所有(you)追求12小時(shi)(shi)超長充電和把鋰電池用到自(zi)動斷電的做法,都是錯誤的。如(ru)果你(ni)(ni)以前是按照錯誤的說法做的,請你(ni)(ni)及時(shi)(shi)改正,也許(xu)為時(shi)(shi)還不晚。
  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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