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电池知识

如何的使用才能使电池最大限度的发挥作用和保持良好的循环性能呢?

来源:宝鄂实业    2019-04-28 16:44    点击量:

锂离子电池的工作机理是:电池充电时,正极材料中的锂形成离子溶出,嵌入到负极改性石墨层中;电池放电时,锂离子从石墨层中脱嵌,穿过隔离膜回填到正极钴氧化锂的层状结构中。随充放电的进行锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出,所以也有人称其为“摇椅电池”锂离子电池单体的额定电压为 3.6V,充电限制电压为 4.2V,放电限制电压为 2.5V 。

锂离子电池的充电过程分为两个步骤:

先是恒流充电,其电流恒定,电压不断升高,当电压充到 4.2V 的时候自动转换为恒压充电,在恒压充电时电压恒定,电流是越来越小的直到充电电流小于预先设定值为止,所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了,可是还是显示正在充电,其实这个时候的电压已经达到了 4.2V 所以电量显示为满格,那时就是在进行恒压充电过程。

那么有人也许会问,为什么要进行恒压充电呢?

直接用恒流充到 4.2V 不就行了吗,其实很容易解释,因为每一个电池都有一定的内阻,当用恒流进行充电到 4.2V 的时候,这个 4.2V 其实并不是电池实际的电压,而是电池的电压加上电池内阻上消耗的电压之和,如果电流很大那么在内阻上消耗的电压也就很大,所以那是实际电池的电压可能比 4.2V 小很多,因此要用恒压充电过程,把充电的电流慢慢降下来,这样电池的实际电压就很接近 4.2V 。

大家在使用锂离子电池的过程中其实没有必要了解这么多,大家只要知道如何的充电,如何的放电,如何的使用才能使电池最大限度的发挥作用和保持良好的循环性能。下面呢我就这一方面谈谈我的一些看法:

1.锂离子电池最好是使用原装的充电器,否则会一定程度的损坏电池和影响其使用寿命;

2.对于直充和座充的问题,我认为,如果时间允许的情况下最好用座充,这样既可以延长电池的使用寿命同时也可以增加单次的充电容量;

3.如果电池长时间的不使用,那么最好是充入 40 %左右的电量在 10 ~ 30 ℃的温度下保存,并每半年左右补一次电; 

4.对于刚买的新电池,有人说前三次充电必须要充十几个小时以便充分的激活电池,我认为没有这个必要,当然对于新电池来说前几次的容量可能比以后会有所减少,那是电池长期存储,活性物质表面钝化 造成的 ,我认为前几次充电用座充充到绿灯亮以后一两个小时足够了,当然充电时间会随你的充电器的充电电流和你电池的容量的不同会有变化,总之并不是充电时间越长越好,这样非但不能激活电池,相反会影响寿命,严重的话(如果你的充电器电压精度控制不够)还会爆炸。

5.在电池的长期使用过程中大家有一个认识上的误区,往往认为电池的使用次数是一定的,比如是 500 次,所以呢每一次都要充分的利用,所以就要求每一次充电一定要尽量的充满,每一次放电呢要尽量的放干净,似乎这样使用才是最有效的利用,其实不然,电池的使用寿命跟你的使用情况是存在一定的关系,假如你电池的循环寿命是 500 次的话,如果你使用得当,那么也许它可以使用 700 ~ 800 次,所以说正确的使用方法是充电不要充太满, 90 %左右就够了,在使用过程中看到电量低了,马上就可以充电,而不要等到它自动关机甚至自动关机以后还不进行充电,我们在实验室曾经做过这样的试验:80 % DOD 的电池的使用寿命比100 % DOD 的电池的使用寿命长 30 %左右;

6.还有一点也很重要,锂离子电池对充电器要求很严格,对于充电电压的限制很严格,你必须看清楚它的要求是 4.1V 还是 4.2V ,因为如果负极使用的时石墨系列,那么限制电压时 4.2V ,如果负极用的是焦炭系列的话那么限制电压是 4.1V, 这个一般电池上都会说明的,总之充电器和电池一定要匹配,你不能用 4.2V 的充电器去充 4.1V 的电池;

7.还有一点必须强调:绝对不能用充镍.氢电池或者镍.铬电池的充电器来充锂离子电池,这样不仅会损坏电池而且有可能会爆炸;

8.锂离子电池没有记忆功能,所以每次充电不像镍.氢电池和镍.铬电池一样需要放电,它可以随时随地的进行充放电。

锂离子电池的使用,注意三点:

1、如何为新电池充电    在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易 激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可 激活 电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应 。因此用户新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。

对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便 激活 电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。

此外,锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。  此外在对某些机器上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。

此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。

2、正常使用中应该何时开始充电     因为充放电的次数是有限的,所以应该将锂电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:

循环寿命 (10%DOD):>1000次   循环寿命 (100%DOD):>200次   其中DOD是放电深度的英文缩写。可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。

而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命,也就是“0.x”次而已,而且往往这个x会很小。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把机器的电池的电量用完,最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免 记忆效应 发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为机器电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的机器在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对锂电池的正确做法    归结起来,对锂电池在使用中的充放电问题最重要的提示是:1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;2、当出现机器电量过低提示时,应该尽量及时开始充电。3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在机器正常使用中锂电池会自然激活 。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电 激活 ”方法,实际上也不会有效果。   因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。

4、使用锂电池注意防火    有许多人或许是从手机才开始熟悉锂电池的。其实,它在许多家电中都有使用。毋庸置疑,锂电池高效、体轻等等优点正使其迅速地推广应用开来。可是,你是否知道,使用不慎,它也会使你惹“火”上身?   锂电池具有体轻、高效、耐低温(-40℃)等优点,0.3mm厚、邮票大小的锂电池可连续使用5年以上,近年来正逐步淘汰现用的碱性干电池和锰电池,广泛应用于许多高档家电和手机中。  锂电池不同于现用的锰电池和碱性干电池的氯化锌和氢氧化钾水溶电解液,它使用的是有机溶媒。锂电池正极采用二氧化锰、氟化铅、氯化亚硫等材料。负极采用的锂金属箔同一般电池负极使用的氯化锌相比,离子化倾向强、正负极电压差大,这样提高了锂电池的工作效能。

但是,锂电池在使用过程中常常会出现发热、燃烧现象,轻者影响主机使用,重者还会烧毁主机引起火灾。据报道,日本近年来已发生多起因锂电池发热燃烧引起的家庭火灾事故。

那么锂电池为什么会发热、燃烧呢?原来锂电池中的许多材料与水接触后,可发生剧烈的化学反应并释放出大量热能导致发热、燃烧现象。锂电池正极的二氧化锰,只沾一小滴水便可出现发热现象。锂电池中的氯化亚硫与水接触后,在生成盐酸和二氧化硫的同时释放热能,几种因素使锂电池成为生活中的“火种”,因此人们在使用锂电池时一定要注意防水、防潮湿。各种主机停用后,应取下锂电池置于干燥、低温处妥善保管,以预防和避免因锂电池使用不当而引起家庭火灾事故的发生。

 

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