充(chong)電放電實際上是鋰離子(zi)的運動

  “首(shou)先要(yao)明白(bai)一點(dian)，2000年以后，市面(mian)(mian)上的(de)手機電(dian)池出現了(le)一次改(gai)朝換代，那就是由鋰離子(zi)電(dian)池取代了(le)鎳氫(qing)電(dian)池，而現在市面(mian)(mian)上銷售(shou)的(de)手機百(bai)分之百(bai)都是鋰離子(zi)電(dian)池。”南京理工大學(xue)材料(liao)科學(xue)與工程學(xue)院教授(shou)、博士(shi)生導師杜宇(yu)雷說。

　　關(guan)于手機電(dian)池(chi)的(de)種種說(shuo)法，必是建(jian)立在(zai)鋰(li)離子電(dian)池(chi)的(de)性能之(zhi)上(shang)的(de)。那么我們不妨先(xian)了解一下鋰(li)離子電(dian)池(chi)的(de)內部構造。

　　“電(dian)池的基(ji)本構造包括(kuo)正(zheng)極、負極與電(dian)解質(zhi)三項要素。作(zuo)為電(dian)池的一種，鋰(li)(li)離子電(dian)池同樣具有(you)這三個要素。”杜教授說，鋰(li)(li)離子電(dian)池的正(zheng)極是(shi)鈷酸(suan)鋰(li)(li)（或錳酸(suan)鋰(li)(li)等），負極是(shi)石墨，正(zheng)負極中(zhong)間有(you)一層隔膜。

　　從(cong)化(hua)學(xue)反應(ying)來說，所(suo)謂(wei)充電(dian)的過(guo)程(cheng)，就是(shi)(shi)鋰(li)離(li)子從(cong)正極的鈷(gu)酸鋰(li)晶體結(jie)構中跑出來，經過(guo)電(dian)解質(zhi)，嵌(qian)入負(fu)極石(shi)墨中。而放電(dian)過(guo)程(cheng)則(ze)剛好相反，鋰(li)離(li)子從(cong)石(shi)墨中脫嵌(qian)回到鈷(gu)酸鋰(li)中。“這是(shi)(shi)一個可(ke)逆(ni)的化(hua)學(xue)反應(ying)。”

　　不過(guo)雖然這種反應(ying)是(shi)可逆(ni)的(de)(de)，但(dan)是(shi)電(dian)(dian)池(chi)使(shi)用過(guo)程中，正、負極材(cai)料、電(dian)(dian)解液和隔膜等的(de)(de)變化都會引起(qi)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)性能退化，所以從(cong)大的(de)(de)趨勢來看，電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)總是(shi)在不斷減少(shao)。對于(yu)手(shou)機鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)循環(huan)壽命，我們國家的(de)(de)“國標”要求：50次(ci)充放(fang)電(dian)(dian)循環(huan)后，電(dian)(dian)池(chi)容(rong)量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于(yu)5%，400次(ci)充放(fang)電(dian)(dian)循環(huan)后，電(dian)(dian)池(chi)容(rong)量(liang)降(jiang)低(di)小(xiao)于(yu)20%。這里(li)的(de)(de)一個(ge)充放(fang)電(dian)(dian)循環(huan)是(shi)指將(jiang)電(dian)(dian)池(chi)充至標準電(dian)(dian)量(liang)再用光的(de)(de)過(guo)程。

　　從(cong)以上分析(xi)，我們(men)會知道鋰離子電池在(zai)使(shi)用中(zhong)其(qi)容(rong)量總是(shi)(shi)在(zai)不(bu)斷降低(di)的。杜教授(shou)說，現在(zai)的智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)，大多2-3天充(chong)一次電，也(ye)就是(shi)(shi)一年約有150次充(chong)放電循(xun)環.。實際使(shi)用中(zhong)，由于受(shou)到使(shi)用環境、充(chong)放電過程的差(cha)異等(deng)因(yin)素(su)的影響，電池容(rong)量的損失可能(neng)比“國(guo)標”測試條件(jian)下要(yao)大，這就是(shi)(shi)大多數人感(gan)覺電池在(zai)使(shi)用1-2年后(hou)明顯(xian)不(bu)經用了(le)的原因(yin)。

　　1點提醒

　　不要(yao)混用(yong)充電(dian)器，慎(shen)用(yong)萬能充

　　杜教授提(ti)醒，鋰離子(zi)電池是有標準(zhun)的(de)充電程序的(de)，手機標配(pei)的(de)充電器就是按照這(zhe)個程序充電的(de)。

　　像有一些萬能(neng)充(chong)電(dian)器，它的設計(ji)就是恒流充(chong)完恒壓充(chong)，但是電(dian)壓沒(mei)有截止(zhi)，所以后面一直以小(xiao)電(dian)流充(chong)，這樣看上去電(dian)量(liang)充(chong)得(de)滿(man)很耐用(yong)，其實損害很大，長(chang)期(qi)這樣，會破壞本(ben)身電(dian)化學反(fan)應。

　　另外(wai)，不同電(dian)池(chi)容量不同，充電(dian)器(qi)的(de)電(dian)流(liu)不同。如果混用，會(hui)傷害電(dian)池(chi)。像一些(xie)萬能充，它的(de)容量設計在幾(ji)百(bai)-3000毫安時，如果用大電(dian)流(liu)充小容量的(de)電(dian)池(chi)，對電(dian)池(chi)會(hui)有損害。所以應急式充電(dian)方式應少用。

　　2個誤區

　　電池(chi)前三次使用要(yao)放空后充(chong)12個小時(shi)？

　　杜教授(shou)說(shuo)，這種(zhong)“前三(san)次充(chong)電(dian)要充(chong)12小(xiao)時以上”的說(shuo)法(fa)(fa)，是(shi)從鎳氫電(dian)池(chi)延續下(xia)來的說(shuo)法(fa)(fa)。這種(zhong)說(shuo)法(fa)(fa)，可以說(shuo)一開(kai)始就是(shi)誤傳。

　　鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)開始使(shi)用時不需要(yao)通過(guo)(guo)(guo)深(shen)度充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)來進(jin)行(xing)激(ji)(ji)活(huo)，因為電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)激(ji)(ji)活(huo)過(guo)(guo)(guo)程在(zai)制造(zao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)時候(hou)就已經完成(cheng)(cheng)了(le)，在(zai)出(chu)(chu)廠前的(de)化(hua)成(cheng)(cheng)階段就是(shi)恒(heng)壓充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，然后放電(dian)(dian)(dian)(dian)，如此(ci)進(jin)行(xing)幾個循環，使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極浸潤電(dian)(dian)(dian)(dian)解液充(chong)分活(huo)化(hua)，使(shi)容量達到(dao)要(yao)求，這樣(yang)出(chu)(chu)來的(de)鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)到(dao)用戶手(shou)上時其實已經是(shi)激(ji)(ji)活(huo)過(guo)(guo)(guo)的(de)了(le)。

　　而鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)恒(heng)流(liu)恒(heng)壓充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)更(geng)是(shi)決定了它的(de)深充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)間(jian)無需12個小(xiao)時(shi)，鎳氫電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)需要(yao)這樣做是(shi)因為，要(yao)通過涓流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)過程(cheng)（小(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)）才能(neng)使電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)達(da)到(dao)充(chong)飽狀態。而鋰(li)離子恒(heng)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)階段，容(rong)量(liang)就(jiu)達(da)到(dao)80%-90%，在恒(heng)壓充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)階段1-2小(xiao)時(shi)即可達(da)到(dao)100%，再延(yan)長時(shi)間(jian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)沒有太大意(yi)義(yi)。

　　要等(deng)手機電用(yong)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，沒有必要(yao)用(yong)到關(guan)機(ji)再(zai)充(chong)電，鋰離子(zi)電池(chi)(chi)本來就適合用(yong)隨時充(chong)電的(de)方式進行(xing)使用(yong)，這也是它針對鎳氫(qing)電池(chi)(chi)的(de)最大優勢(shi)之(zhi)一，可以加以利用(yong)。

　　不(bu)要以為充(chong)電次數多會損壞電池，這個說法對鋰(li)離子電池并不(bu)適(shi)用。

　　3個疑問

　　手機電量用光是否損(sun)傷電池(chi)？

　　手機出(chu)現低(di)電(dian)量(liang)報警，其實就是手機中的(de)電(dian)源(yuan)管理芯(xin)片在(zai)發揮作用。電(dian)壓低(di)于(yu)3.6v，電(dian)源(yuan)管理芯(xin)片會強制(zhi)斷開，限制(zhi)手機使(shi)用。這樣實際(ji)上還不(bu)(bu)到(dao)過放的(de)階段。不(bu)(bu)過如果經常這樣，也是不(bu)(bu)可取的(de)。

　　久(jiu)充是否會使電池爆(bao)炸？

　　鋰離子電池的手機或充電器在(zai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)(chong)滿后(hou)都會自(zi)動停充(chong)(chong)(chong)，并不(bu)存在(zai)鎳電(dian)(dian)(dian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器所(suo)謂(wei)的(de)持續(xu)十(shi)幾小(xiao)時的(de)“涓(juan)流”充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)。也就(jiu)是(shi)說，如果(guo)你的(de)鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)充(chong)(chong)(chong)滿后(hou)，放(fang)(fang)在(zai)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器上也是(shi)白(bai)充(chong)(chong)(chong)。不(bu)過，誰(shui)都無(wu)法保證電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)充(chong)(chong)(chong)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)保護(hu)電(dian)(dian)(dian)路的(de)特(te)性(xing)永(yong)不(bu)變(bian)化和質量(liang)的(de)萬無(wu)一失，所(suo)以你的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)將(jiang)長期(qi)處在(zai)危險(xian)的(de)邊緣。久(jiu)充(chong)(chong)(chong)還(huan)是(shi)不(bu)提倡。

　　電池(chi)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(zai)完全(quan)(quan)充(chong)電(dian)(dian)(dian)的狀態下長時間存放(fang)(fang)，其(qi)容量會發生明顯(xian)損(sun)(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)。而且(qie)，溫(wen)度越(yue)高，鋰(li)(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池的容量損(sun)(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)就(jiu)(jiu)越(yue)快，而這種損(sun)(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)不可(ke)逆的，也就(jiu)(jiu)是(shi)說，電(dian)(dian)(dian)池的容量會永久變(bian)小。在(zai)0℃環境下，電(dian)(dian)(dian)量剩余(yu)40%的鋰(li)(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池存放(fang)(fang)一(yi)年(nian)后，其(qi)容量會損(sun)(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)2%。而在(zai)40℃環境下，完全(quan)(quan)充(chong)滿電(dian)(dian)(dian)的鋰(li)(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)池存放(fang)(fang)一(yi)年(nian)后，其(qi)容量損(sun)(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)高達35%。因此，一(yi)定要細(xi)心(xin)地注意(yi)使用環境，防止高溫(wen)現象，比如手機(ji)放(fang)(fang)在(zai)汽車的前臺上(shang)，中(zhong)午的太(tai)陽直射很容易就(jiu)(jiu)可(ke)以使其(qi)超過60℃。