如何使锂电池性能保持在优化状态呢?
锂电池保养的目的就是要使锂电池性能保持在优化状态,由于锂电池在工作时一般只是正常与否的现象,所以,锂电池保养的工作主要体现在使用用电器具前的充电行为和搁置期间的注意事项两个部分。
一、锂电池保养中的科学充电行为:
1、要想使新电池在短时期内达到最佳使用效果,可以进行三次或以上完全的充放电,当然,也可以不这样做。如果说明书上有此要求,还是应该按照说明书要求来做,这样有利于日后的锂电池保养;
2、选择正宗锂电池充电器厂家生产的充电器,并遵照说明书操作,在使用快速充电器时,如果指示灯转变时,表示充满了90%,此时不能着急,可以等到电池完全充满;
3、关机充电比开机充电好;
4、工作温度在-20℃到60℃之间,为此,最好是在室温下进行充电,并且不要在充电时在手机上覆盖其他东西。
二、锂电池保养中的科学搁置状态:
1、贮藏温度最好选择在4℃到35℃之间,不要将电池暴露在高温或严寒下,一只已经启用的锂电池一般至少有一半时间处于搁置状态,因而适宜的温度对锂电池保养具有最经常和最重要的意义;
2、长期不用的锂电池,每个月要进行一次类似“激活”的充放电,做一次电量校准。因为,长期不用的锂电池会发生电池电极钝化,应该让锂电池内的电子处于流动状态,钝化会破坏电极结构,从而影响电池寿命。当然,最好的情况是使其保持半荷电状态。
任何方法都是在一定条件下有效的,锂电池保养的措施并不是延长锂电池寿命,而是在锂电池设计的有效循环周期内延长锂电池的使用寿命。明乎此,就要把锂电池保养的意义定位在不使其减少寿命上,以此体现出锂电池保养的经济性来。
锂离子电池越来越广泛地应用到人们的生产生活当中,这使得它的温度环境成为关注的要点,相对来说,锂电池更容易在高温环境下产生安全问题,因此,必须对锂电池进行高温性能的测试,并与其常温测试数据相比较。
测试条件:选择两只比亚迪生产的950mAh063450方型锂电池,分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行。
充放电制度设计:适用恒流恒压充电和恒流放电制度。充电终止电压为4.2V,放电终止电压为3.0V。首先以1C即950mA充电至4.2V,再以4.2V恒压充电直至电流达到20mA;然后以950mA恒流放电至3.0V,如此循环充放电300次。
这里截取三个节点:即第50次、150次、300次充放电循环。
一、在前50次循环过程中:
1、25℃下的表现:容量衰减过程略有起伏,但并非线性,50次后的放电容量保持在96.6%;
2、60℃下的表现:容量衰减过程接近于线性,50次后的放电容量保持在95.5%。
这说明,在50次以内较少的循环时,高温循环稳定性略差于常温循环稳定性。但这里有一个很重要的现象,即锂电池在高温条件下放出的电量高于电池的额定容量,这里的原因在于,高温时电解质的黏度降低,从而加快了锂离子的迁移速度,这时,不但放电容量高于额定容量,而且充入的电量更高。
二、在前150次循环过程中:
1、60℃下放出的容量每次都大于25℃时放出的容量;
2、60℃下初始容量为1020mAh,高于额定容量,25℃下初始容量为930mAh ,但60℃时容量衰减较快。
三、300次循环后的状态:这时,常温状态下的指标全面优化,在保持较慢的容量衰减速度时,其容量可以保持在800 mAh,而60℃时只有730 mAh。此时,60℃下的充放电电压平台越来越低,而常温下几乎不变。
上述容量衰减的表现还可以从锂电池充电在不同温度下的电量补充情况进行佐证:在25℃下经过300次循环后,其恒流充电和恒压充电的比例变化不大,但在60℃时,恒流充电所获得的电量补充逐渐减少,而恒压阶段获得的电量显著增加。这是由于电池极化现象引起的。
从本质上来说,锂电池容量衰退都有电池极化的影响,即锂离子扩散速度跟不上电子的转移速度使得电池正极容纳的锂离子越来越少。在60℃的高温下,这种极化过程很大程度地加剧,这也是导致锂电池容量衰减的根本原因。