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低温对于锂电池有什么影响?关于锂电池的日常养护介绍

来源:宝鄂实业    2019-08-13 21:43    点击量:
锂电池容量的单位一般为“mAh”(毫安时)或“Ah”(安时),在使用时又有额定容量和实际容量的区别。能量密度,指的是单位体积或单位重量的电池,能够存储和释放的电量,其单位有两种:Wh/kg,Wh/L,分别代表重量比能量和体积比能量。在应用的时候,能量密度这个指标比容量更具有指标意义。容量不够,做大一点即可,而能量密度的提高则需要技术的进步。
 
锂电池的发展在经历一个快速期后,近些年进入一个缓慢增长期。例如三星每年平均提高6.5%的能量密度,远远落后于半导体产业的摩尔定律:
 
 
锂离子电池能量密度很大,而手机的电池又是里面能量密度最大的类型Li-Cobalt:
 
 
锂电池的使用条件
 
 
如此高能量密度的锂电池,它的使用要非常小心。稍有不慎,轻则影响寿命,重则可能爆炸起火,例如三星的电池门。在所有的使用条件中,电压和温度是两个最重要的相关条件,如下图:
 
 
横轴是电压,纵轴是温度,可以看到在这个象限中,大片标明了各种可怕后果的红色不宜警告中,只有中间短短一小块安全区域。它才是锂电池的舒适区,脱离它都会造成风险:
 
高电压和低电压:
 
锂离子电池的电压,有开路电压和工作电压,这里不再细述。开路电压通常被定义为3.7V,但是全新的电池充饱后,能够达到4.2V;锂电池在达到3.4V后就可以说没电了,实际上3.0V才真正被称作完全没电。锂电池的放点曲线图:
 
 
高于4.2V和低于3.4V都会对锂电池寿命产生影响。高于4.2V被称为过充,会对电池寿命产生不可逆影响,严重的会造成thermal runaway(热失控),可能引起涨泡、漏液、起火爆炸等。
 
锂离子电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。日历寿命运算复杂和应用场景关联紧密,故一般使用循环寿命(Cycle Life),以次数为单位,表征电池可以循环充放电的次数。现在一般的电池循环寿命是数百次不等。国标300次。
 
低于2.0V被成为过放,会严重影响电池寿命。
 
高低温度:
 
高温和低温都会影响电池寿命,如图:
 
 
低温造成电池单元Cell电解液凝滞内阻降低,并可能在阴极形成锂凝结,不可逆的影响电池寿命。高温则可能引发爆炸等thermal runaway。十分危险。
 
低温造成的影响
 
 
低温会让充电困难和危险,故充电需要遵照JEITA:
 
 
同时低温下放电十分迅速:
 
 
锂电池的保护
 
 
所有的锂电池都带有自我保护电路。一个最简单的保护电路至少需要包含以下这些要素:
 
 
Protection IC: 带有双向充电和放电保护,在过充或者过放时断开电路,以策安全。
 
Fuse: 在紧急时刻熔断电流,是最后一道保险。
 
 
低温下使用锂电池,无论充电或者放电都性能不佳,而且有可能对寿命造成影响,还是应该避免。下面是一些锂电池使用中的大众说法,我们来一一鉴别一下:
 
1. 第一次使用要满充满放三次,已激活锂电池。错误,锂电池没有记忆效应,不需要激活。
 
2. 最好用完光再充电。错误,循环寿命并不是庸俗的充电次数,而是一次整体Cycle,即将电池电量用光然后再充满的过程,而不是插上充电器再拔掉就算1次。可以随用随充。如果用光再冲,放置过久还可能导致过放,影响电池寿命。
 
3. 不要一直充电,冲好了就拔下来。小部分正确,大部分错误。一般的手机在充电时并不是简单的恒定电压充电,而是为了延长电池寿命,有优化的充电算法,包括CC, CV和MC等等。在判断冲饱后并不会一直不停地冲,完全不用担心,可以一直插着电源用。部分山寨和低价设备由于缺少充电管理设备,建议充好即止。
 
4. 闲置手机要及时充电。正确。锂电池放置不用,电力也会悄悄流逝,在低于2.0V后会过放,严重影响电池寿命。最好定时充电。
 
原装原配,保护电路
充电时不匹配的电流和电压会对电路系统造成损害,缩短电池使用寿命,甚至带来安全隐患,原装的电池和充电器才是最佳CP。
 
 
 
适度充放电,避免损害
过度充放电会极大程度上损伤电池,所以不要等电量完全耗尽再充电,也不要过长时间充电(忌整夜充电),一般在充电器绿灯亮后再保持1-2小时即可。
 
注意充电环境,杜绝安全隐患
在潮湿的雨雪环境下充电,容易让电路短路;夏天在烈日暴晒下充电,极易发生自燃。为了保障安全,应选择在干燥、通风、阴凉的环境下充电。
 
 
避免频繁刹车,省电又减损
 
频繁刹车、加速会让电池长期处于大电流放电状态,所以骑行时最好保持匀速前进,让电池稳定工作。
 
 
 
择地存放,远离危险源
 
日常停车时,应整车存放于通风处,让锂电池避免潮湿环境和长时间暴晒,远离热源和易燃易爆物。
 
 
 
长期闲置时,适时充电
 
电动车长时间不用时,应避免让锂电池长期处于亏电状态,导致使用寿命大打折扣,可每隔两周左右充电一次,最好保持半电存放状态(40%~60%左右)。
 
 
 
及时清洁,消除隐患
日常不用车时,要注意锂电池的清洁问题,及时去除电瓶盖上的灰尘和污垢,保持干燥清洁,防止电池自放电;及时去除电池组充、放电口和充电器接触点上的铜锈,防止接触不良带来安全隐患。