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电池知识

新手机电池采用标准方法充电这种“自然激活”方式科学吗?

来源:宝鄂实业    2019-05-30 19:44    点击量:

新手机电池怎么充电好?

 

 

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。因此用户手机中的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。通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。

 

有趣的是,手机电池充电技术的提升也加大了用户对电池的误解:早期的手机在充电保护设计方面存在明显的缺陷——当电池电量饱和后仅会减小输入的电量并始终保持电池处在最大充电状态。短期内而言,这种做法的确可以让电池的电量达到最高值,但长期保持在这种状态却会对电池造成损害。权威的电池网站Battery University对此的解释是:“电池保持在最大充电状态的时间要尽可能地短,否则电源输出的电压会加速电池的腐蚀,这种作用在温度较高的情况下尤其明显”。

 

之所以拔掉充电器后许多手机的电量会在短时间下跌10%,是因为现在的手机电池在充电时一旦电量达到100%充电保护功能就会生效——该功能会立即切断从充电器涌入的电量并让电池的电量自动慢慢消耗,直到电量下跌到90%左右时才继续再次开启充电的流程。大多数情况下你拔掉充电器的那一瞬间电池的电量也许正好是90%左右,那么看上去迅速掉电10%就很好理解了。也正因为如此,整晚对手机充电的意义其实并不大——那只不过会让你的电池不断经历充电、放电的循环而已。

 

此外在对某些手机上,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,但显然对电池和手机/充电器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。

随着可穿戴设备的流行,这种转变是必然的,因为可穿戴设备大部分时间处于待机模式,只有很少的时间工作。显而易见,如果空闲和休眠模式占据大部分时间,那么在此期间的节能就非常重要。因此,每一毫微安的电流都举足轻重,因为它能够延长待机时间,节省宝贵的电池电量。

 

举例来说,40mAh、1.55V纽扣电池非常适合为可穿戴设备供电。如果可穿戴设备的耗流为4µA,那么电池在电量耗尽之前的存放寿命大约为1年。如果耗流降低1µA,就能将可穿戴设备的存放时间延长大约3个月!考虑到超便携设备中的电压调节器总耗流中,静态电流为数10µA,关断电流为几µA。我们不难判断,寄生电流的任何改进都非常有益。

 

2调节器低关断电流

 

为了保障可穿戴设备的电池寿命,我们必须考察在非工作模式下具有超低电流的全新电压调节器技术。MAX1722就是其中之一,这是一款优化用于可穿戴产品的升压转换器,为了最大程度地减小系统休眠模式或稳压器关断时的耗流,采用了非常先进的节能技术。关断模式下,所有调节器控制电路关断,只有不可避免的寄生漏流,最大程度地减小了电池及输出电容的放电。BATT引脚(图2中的ILB)上有几毫微安的漏流,OUT引脚(ILO)上有数十毫微安的漏流。由于OUT引脚存在电源链,该引脚上的漏流较高。

 


升压转换器静态关断电流

 

3调节器低静态电流

 

系统处于空闲模式时,电压调节器一般处于待机状态,可在收到命令时随时激活。待机状态下,电压调节器驱动的负载很轻,所以其静态电流就非常重要,对调节器效率有显著影响。这种状态下,MAX1722以最小的开销工作,输入(图2中的IQB)上的静态电流只有几个毫微安,输出(IQO)上的静态电流为几微安,这是所有控制电路的基准。图3所示为MAX1722的典型静态电流,输出为3.3V时只有1.5µA。该曲线是在环境温度下测得的。在0至+85°C温度范围内,该参数可保证低于3.6µA。因此,凭借工作模式下的150mA电流以及非工作模式下的超低电流,采用小尺寸2mm x 2mm µDFN封装的MAX1722是可穿戴设备中供电方案的理想选择。

 

 

 

 

英文翻译:

 

Quiescent current into out vs. Output voltage静态输出电流与输出电压

 

Quiescent current 静态电流

 

Output voltage 输出电压

 

4总结

 

我们讨论了最大程度降低系统空闲或休眠模式下电压调节器的静态和关断电流的重要性。我们以MAX1722为例,说明这两个参数降低到比传统产品低一个或多个数量级时,可大大延长电池寿命。Maxim未来提供的产品将进一步减小调节器尺寸,在非工作模式下进一步将其电路与电池及输出电容隔离,不断挑战极限。进一步减小寄生漏流,避免消耗储能元件电流,延长系统工作时间。

 

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