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电池老化的机理是什么?

来源:宝鄂实业    2019-09-04 10:33    点击量:
电池老化的机理
手机上使用的电池绝大多是锂离子电池,我们所说的电池老化就是指锂离子电池在日常使用当中的衰减老化。为什么会出现老化现象呢?先给大家科普一下锂电池的工作原理:锂离子可以在阴阳两极的电解液中穿行,从而产生为设备供能的电流。而所谓的电池容量,可简单理解成电池中(在充放电时)来回跑的锂离子数量。
 
组成电池电极的材料经常会破裂分解,使得某些金属离子(特指锰离子)可以自由浮动并跑到相反的电极,然后困住锂离子。当锰离子(上图灰色)被从电池的阴极(蓝色区域)剥离时,就会与电池阳极(金色区域)附近的电解液发生反应,并捕获锂离子(上图绿黄色)。随着时间的推移,越来越多的锂离子不能投入正常工作(被锁住),电池的容量也因此而逐渐降低,导致续航时间下降。
 
1、过充过放
造成电池老化的原因有很多种,首先是自然老化。即使正常使用,锂离子也会自行脱离阳极,逐渐老化,但老化的速度较慢;而在日常使用当中,充电过满、电池过放都会加速锂电池的老化。现在的手机通常有整流稳压的设计,当充电满了以后,充电器电源,就会断开充电电路,直接使用电源线对手机进行供电。如果没有使用原配充电器的话,很有可能不会及时切断电源,继续对满电的电池充电。将会加速锂离子的脱落,损伤电池,造成电池老化;而电池电量耗尽,自由移动的离子也会被困住,同样损耗电池的容量。
 
2、温度过高/过低
 
除了过充和过放外,电池温度过高、过低,也会影响电池寿命。电池的频繁放电会发热,实际使用过程中会造成电池温度过高。因此我们在玩大型游戏或运行其他耗电程序时,需要注意散热以及控制程序运行时间。同样温度过低的情况,锂离子活性降低,电池性能和充电性能也大打折扣,如果强行进行充电,同样会影响电池寿命。因此在严寒的环境下,手机、笔记本、无人机等设备,都需要对电池进行预热,到达一定温度后才能正常工作。
3、电流过高
 
除此以外,充电的电流也会影响电池的寿命,电池在充电的时候,电流过高,对电池伤害会特别严重,甚至会造成短路、爆炸、燃烧等情况发生,一般厂商的原装产品都会有充电的保护电路,控制电池充电电流过大,而在一些山寨的座充、万能充,如果并未加入保护机制,后果是非常严重的。