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电池知识

锂电池使用过程中需要注意哪些问题?锂电池使用常见问题解答

来源:宝鄂实业    2019-06-22 20:51    点击量:

前三次要充12小时吗?

 

早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的。而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时。

 

对于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当电流小到无穷小的时候才是真正的深充。我曾经画出恒压阶段电流减小对时间的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线可以用1/x的函数方式接近与零电流,实际测试时因为锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可能到达的。

 

以600mAh的电池为例,设置截至电流为0.01C(即6mA),它的1C充电时间不超过150分钟,那么设置截至电流为0.001C(即0.6mA),它的充电时间可能为10小时---这个因为仪器精度的问题,已经无法精确获得,但是从0.01C到0.001C获的容量经计算仅为1.7mAh,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实际意义的。

 

何况,还有其它的充电方式,比如脉冲充电方式使锂离子电池来达到4.2V的限制电压,它根本没有截止最小电流判断阶段,一般150分钟后它就是100%充饱了。许多手机都是用脉冲充电方式的。

 

有人曾经用手机显示充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测试方法欠严谨。

 

首先座充显示绿灯不是检测真正充饱与否的一个依据。

 

★★检测锂离子电池充饱与否的唯一最终的方法就是测试在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压。

 

所谓恒压阶段电流减小其真正的目的就是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而产生的附加电压,当电流小到0.01C,比如6mA,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mV,可以认为这时的电压就是无电流状态的电池电压。

 

其次,手机的基准电压不一定等于座充的基准电压,手机认为充饱的电池到了座充上,座充却不认为已经充饱,却继续进行充电。

 

4.充电电池有最佳状态吗?

 

有一种说法就是,充电电池使用得当,会在某一段循环范围出现最佳的状态,就是容量最大。这个要分情况,密封的镍氢电池和镍镉电池,如果使用得当(比如定期的维护,防止记忆效应的产生和累计),一般会在100~200个循环处达到其容量的最大值,比如出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mAh.几乎所有的日本镍氢电池生产商的技术规格书中描述镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描述。

 

★镍基电池有最佳状态,一般在100~200循环次数之间达到其最大容量

 

对于液态锂离子电池,却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到最终电池报废为止,其容量的表现就是用一次少一次。我在对锂离子电池做循环性能的时候也从来没有看到过有容量回升的迹象。

 

★锂离子电池没有最佳状态。

 

值得一提的是,锂离子电池更容易受环境温度的变化而表现不同的性能,在25~40度的环境温度会表现其最好性能,而低温或高温状态,他的性能就大打折扣了。要使你的锂离子电池充分展现它的容量,一定要细心的注意使用环境,防止高低温现象,比如手机放在汽车的前台上,中午的太阳直射很容易就可以使其超过60度,北方的用户的电池待机时间,同等网络情况下,就没有南方的用户长了。

 

5.真的是充电电流越大,充电越快吗?

 

“论手机电池的充电时间”一文中已经讲了这个问题,对于恒流充电的镍基电池,可以这么说,而对应锂离子电池,这个是不完全正确的。

 

★★对于锂离子电池的充电,在一定电流范围内(1.5C~0.5C),提高恒流恒压充电方式的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时间。

 

6.直充标的输出电流就等于充电电流吗?

 

这就要讨论手机的充电方式了,对于充电管理在手机里面的,设定同样一个直充(实际应称为电源适配器)的输出如:5.3V600mA

 

A.充电管理是开关方式(高频脉宽调整PWM方式),这个充电方式,手机并没有完全利用直充的输出能力,直充工作在恒压段,输出5.3V,此时真正的充电电流由手机的充电管理进行调整,而且肯定要小于600mA,一般在300~400mA.这个时候,大家看到的直充的输出电流就不是手机的充电电流。比如motorola的许多直充其输出为5.0V1A,真正对电池充电的也就用到了500mA足矣,因为手机的电池容量也不过580mAh.

 

★这时直充上标的输出电流就不等于实际充电电流

 

B.充电管理为脉冲方式的,这个充电方式,手机完全利用了直充的限流电流,就是用了600mA在电池上,这个时候,直充的输出电流就是充电电流了。

 

当然以上的都是指在锂离子电池的恒流阶段或镍氢电池的充电而言。

 

如果手机没有充电管理,把充电的管理移到了直充上,比如许多的CDMA手机都是如此,这个就没什么好说的,它的输出写的很明白,比如输出:4.2V500mA,这个就是锂离子电池恒流恒压两个数据了

 

7.循环充放电一次就是少一次寿命吗?

 

循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池的到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次数的定义。实际的用户使用千变万化,因为条件不同的试验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿命的定义。

 

国标如是规定锂离子电池的循环寿命测试条件及要求:在25度室温条件下以恒流恒压方式1C的充电制度充电150分钟,以恒流1C的放电制度放电到2.75V截止为一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,循环次数必须大于300次。

 

解释:

 

A.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的

 

B.规定了循环寿命按照这个模式执行后必须超过300次以后容量仍然有60%以上

 

实际上,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比如以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试,这样这个电池就已经不是深充方式了,最后测试得到循环寿命次数可以提高近60%.那么如果把截止电压提高到3.9V进行测试,其循环次数应该可以增加数倍。

 

这个关于循环一次就少一次寿命的说法已经有许多友人进行了讨论,我只是补充说明一下而已,大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件,

 

●抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的,因为循环次数是检测电池寿命的手段,而不是目的!

 

▲误区:许多人喜欢把手机锂离子电池用到自动关机再充电。这个完全没有必要。

 

实际上,用户不可能按照国标测试模式对电池进行使用,没有一个手机会在2.75V才关机,而其放电模式也不是大电流恒流放电,而是GSM的脉冲放电和平时的小电流放电混合的方式。

 

有另外一种关于循环寿命的衡量方法,就是时间。有专家提出一般民用的锂离子电池的寿命是2~3年,结合实际的情况,比如以60%的容量为寿命的终止,加上锂离子电池的时效作用(参考第9点),用时间来表述循环寿命我认为更为合理。

 

铅蓄电池的充电机理就类似与锂离子电池,是限流限压方式,使用的方式就是浅充浅放,他的寿命表述就是时间,没有次数,比如10年。

 

★★★所以,对于锂离子电池,没有必要用到关机再充电,锂离子电池本来就适合用随时充电的方式进行使用,这也是他针对镍氢电池的最大优势之一,请大家善加利用这个特性。

 

8.电池容量越高越好吗?

 

不同型号(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,提供使用的时间越长。抛开体积和重量的因素,当然容量越高越好。

 

但是同样的电池型号,标称容量(比如600mAh)也相同,实际测的初始容量不同:比如一个为660mAh,另一个是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好吗。

 

实际情况可能是容量高的是因为电极材料中多了增加初始容量的东西,而减少了电极稳定用的东西,其结果就是循环使用几十次以后,容量高的电池迅速容量衰竭,而容量低的电池却依然坚挺。许多国内的电芯厂家往往以这个方式来获得高容量的电池。而用户使用半年以后待机时间却是差得一塌糊涂。

 

民用的那些AA镍氢电池(就是五号电池),一般是1400mAh,却也有标超高容量的(1600mAh),道理也是一样。

 

★提高容量的代价就是牺牲循环寿命,厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真正“提高”电池容量的。

 

用恒流放电的时间乘以放电电流就是电池容量了;

 

检验:如果恒流放电不能达到两个小时,那么标称电压就是不够的。电池就有假冒伪劣的可能性。

 

1.比较电池容量的大小。一般的镉镍电池为500mAh或600mAh,氢镍电池也不过800-900mAh;而锂离子手机电池的容量一般都在1300-1400mAh之间,所以锂电池充足电后使用的时间约是氢镍电池的1.5倍,是镉镍电池的3.0倍左右。如果发现您所购买的锂离子手机电池块工作时间并没有宣传的或说明书上规定的长,就有可能是假冒的。

 

2.看塑胶表面及塑胶材质。正品电池防磨面均匀,采用的是PC材质,无脆裂现象;假冒电池无防磨面或过于粗糙,采用的是再生材质,易脆裂。

 

3.所有正品的手机电池,外观上应该是整齐的,没有多馀的毛刺,外表面有一定的粗糙度且手感舒适;内表面则手感光滑,灯光下可看到细密的纵向划痕。电池电极与手机电池片宽度相同,电池电极下方相应位置标有[+]、[-]标记,电池充电电极的隔离材料与外壳材料相同,但并非一体。

 

4.对于原装电池,它的电池表面色泽纹理清晰、均匀、乾净、无明显划痕及损伤;电池标志应印有电池型号、种类、额定容量、标准电压、正负极标志、制造厂名。手感要光滑无阻塞,松紧适宜,与手配合良好,锁扣可靠;五金片无明显划痕及发黑、发绿现象。如果我们购买的手机电池与上面的现象不符合的,可以初步断定是假货。

 

5.目前,许多手机生产厂商也从自身的角度出发,通过努力提高工艺水准,来提高手机及其配件的造假难度,从而进一步遏制假货水货泛滥的现象。一般正规的手机产品及其配件要求在外表上必须做到一致性。因此我们如果把买回来的手机电池装上时,应该仔细对照一下机身与电池底壳?色,假如色泽光暗一致,就是原装电池。否则,电池本身较暗淡无光泽,就有可能是假电池。

 

6.观察充电的异常情况。一般,正品手机电池内部应有过流保护器,在外部短路等导]致电流过大的情况下,自动切断回路,以免烧毁或损坏手机;锂离子电池另具有过流保护线路,当使用不规范电器,交电电流过大时也会自动切断电源,导致充不进,在电池正常情况,可自动恢复到导通状态。如果,我们在充电的过程中,发现电池严重发热或者冒烟,甚至爆炸,说明电池肯定是假的。

 

7、仔细看防伪标志。比如贴纸下暗藏斜印的NOKIA字样,就是其中窍门。清晰无瑕是原厂产品;暗淡失色是冒牌产品。

 

如果细看,还可能发现制造者的名字。例如对于摩托罗拉电池,它的防伪标签是呈菱形,并且无论从任何角度看,都可以闪烁有立体效果,而Motorola,Original及印刷又清晰的话,便属正品。相反,一旦色泽暗淡,立体感不足,字样模糊,便有可能是假货。

 

8.测量电池块的充电电压。如果用镉镍、氢镍电池块假冒锂离子手机电池块,就必须由5个单体电池组成,单个电池的充电电压一般不超过1.55V,电池块的总电压不超过7.75V.当电池块的充电总电压低于8.0V时就有可能是镉镍、氢镍电池。

 

9.借助专用工具。面对市场上的手机电池的种类越来越多,而假冒的技术也是越来越高明,一些大公司也在不断地提高防伪技术,例如新款诺基亚的手机电池,它在标志上进行了特殊的处理,需要用一种特殊的棱镜来识别,而这种棱镜只有诺基亚公司才有。因此,随著防伪技术的提高,我们也就很难从外观上来识别真假了。

 

10.利用专用检测器。手机电池的品质,单从外观上难辨优劣。为此,市场上推出了一种手机电池检测仪,该电池检测仪能对电压在2.4V-6.0V之间,容量在1999mAH以内的锂、镍等各种电池的容量、品质进行检测判别,并具有启动、充电、放电等功能。全部过程由微处理器按电池特性进行控制,可实现数位显示被测电压、电流、容量等技术参数。

 

11.锂离子手机电池外部一般标有英文7.2Vlithiumionbattery(锂离子电池)或7.2Vlithiumsecondarybattery(锂二次电池),7.2Vlithiumionrechargeablebattery(锂离子充电电池)。所以在购买手机电池时一定要看清电池块外表的标志,防止因为没有看清电池类型而将镉镍、氢镍电池误认为锂离子手机电池。