锂离子电池的使用及激活方法:正确充电,延长电池寿命

2024-08-23 00:03:18发布    浏览89次    信息编号:83707

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锂离子电池的使用及激活方法:正确充电,延长电池寿命

锂离子电池的使用

这部分是本文的重点,我们将分三点进行讨论。

1. 如何给新电池充电

锂电池使用时要注意,使用一段时间后,电池会进入休眠状态,此时容量较正常低,使用时间也会缩短。不过锂电池很容易激活,只要正常充放电3-5次就可以了。

通过电源循环可以激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,几乎没有记忆效应。因此,在用户手机中新装的锂电池的激活过程中,不需要任何特殊的方法或设备。这不仅在理论上是正确的,从我自己的实践来看,最好的方法就是从一开始就使用标准的充电方式,这是一种“自然激活”的方法。

关于锂电池“激活”的问题,很多人说充电时间一定要超过12小时,而且要反复三次,才能激活电池。这种“前三次充电时间必须超过12小时”的说法,显然是延续了镍电池(如镍镉、镍氢)的说法。所以这种说法可以说从一开始就是一个误解。锂电池和镍电池的充放电特性有很大的不同,而且我可以很明确的告诉你,我查阅过的所有严肃正规的技术资料都在强调,过充过放对锂电池,特别是液态锂离子电池的伤害很大。所以最好按照标准时间和标准方法充电,尤其不能充电超过12小时。通常手机说明书上介绍的充电方式,就是适合那部手机的标准充电方式。

另外,锂电池手机或充电器在电池充满电后会自动停止充电,不存在像镍电池充电器那样持续10小时以上的所谓“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池已经充满电,再把它放在充电器上也是没用的。而且我们谁也不能保证电池的充放电保护电路特性永不改变、质量万无一失,所以你的电池会长期处于危险的边缘。这也是我们反对长时间充电的另一个原因。

另外,对于有些手机来说,如果充电一段时间后不拔掉充电器,系统不但不会停止充电,还会开始一个放电-充电循环。或许厂商这样做有自己的目的,但对电池和手机/充电器的寿命显然不利。同时,长时间充电需要的时间较长,往往需要在夜间进行。从我国电网的情况来看,很多地方夜间电压比较高,波动较大。前面也提到,锂电池非常娇气,对充放电波动的抵抗力远不及镍电池,这就带来了额外的风险。

另外,还有一个不能忽视的方面就是锂电池也不适合过放电,而过放电对于锂电池来说也是非常不好的。这就引出了下面的问题。

2. 正常使用时什么时候开始充电?

在我们论坛上经常会看到这样的说法,因为充放电次数是有限的,所以手机电池要尽量用完电再充电。但我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,上面列出了关于循环寿命的数据,如下:

循环寿命

(10%DOD):

>1000次

循环寿命

(100%DOD):

>200次

DOD是放电深度的缩写,从表中可以看出,充电次数和放电深度有关,10%DOD下的循环寿命比100%DOD下的循环寿命长很多。当然,如果换算成实际充电相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,对于完全充放电来说,后者还是比较好的,不过前面这位网友的说法需要修改一下:一般情况下,按照电池剩余电量用完的原则,应该有保留地给电池充电,但是如果你的电池预计第二天用不了一整天,那么就应该及时开始充电。当然,如果你愿意把充电器带到办公室,那就另当别论了。

当你需要充电来应对一个预计会导致通信繁忙的重要事件时,即使电池还剩余很多电量,你也可以提前充电,因为你实际上并没有损失“1”个充电循环寿命,也就是“0.x”次,而且通常这个x非常小。

电池剩余电量用完再充电的原则并不意味着要走极端。和长充电一样流行的一句话就是“尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机”。这种做法其实只在镍电池上实行,以避免记忆效应的发生。可惜,在锂电池上也同样流行。曾经有人在手机出现低电量警告后,没有充电,一直用到自动关机。结果,这个例子中的手机在随后的充电和开机过程中,都没有反应,不得不送客服检测。这其实就是电池因过度放电导致电压过低,不符合正常的充电和开机条件。

3、锂电池手机的正确处理方法

综上所述,我对锂电池手机充电和放电最重要的提示是:

1、按标准时间和程序充电,即使前三次也要按要求充电;

2、当手机电量不足时,应尽快开始充电;

3、锂电池的激活没有特别的方法,在手机正常使用过程中会自然激活,如果硬要用现在流行的“前三次12小时长充电激活”的方法,其实是行不通的。

所以一切追求12小时超长充电、把锂电池手机用到自动关机的做法都是错误的,如果你之前也按照错误的说法做过,请及时改正,或许还不算晚。

当然,如果手机和充电器有良好的保护和控制电路,锂电池的保护还是有保障的。因此,了解充电规律是关键,有些情况下可以做出一些让步。比如你发现晚上睡觉前必须给手机充电,你也可以在睡觉前开始充电。问题的关键是,你要知道什么是正确的做法,不要刻意按照错误的指示去做。

为了方便阅读,下面列出了副标题:

1. 了解记忆效应

2.电池需要激活吗?

3.前三次需要充电12小时吗?

4、充电电池是否存在最佳状态?

5、充电电流越大充电越快吗?

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1. 了解记忆效应

电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可以恢复的性能。记忆效应是指电池在特定的工作循环下,经过较长时间后,自动保持这种特定倾向。这最早是在镍镉电池中定义的。镍镉软包电池没有记忆效应,但烧结电池有。目前的镍氢(俗称镍氢)电池不受此记忆效应定义的影响。

由于现代镍镉电池技术的提高,上述记忆效应已大大减弱,而另一种现象取代了这一定义,那就是镍基电池的“晶格”。通常镍镉电池受这两种效应的综合作用影响,而镍氢电池只受“晶格”记忆效应影响,影响比镍镉电池小。

在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和操作流程,操作不当会适得其反。

对于镍镉电池来说,正常的保养就是定期深度放电:平均每个月(或30次循环)使用一次深度放电(放电到1.0V/cell,外国人这么叫)。在正常使用中,可以通过使用轻便电池或尽量关机来缓解记忆效应的形成,但事实并非如此,因为仪器(如手机)不会在1.0V/cell关机。必须使用专门的设备或电路来完成这项任务。幸运的是,许多镍氢电池充电器都具有此功能。

对于长期不使用的镍镉电池,记忆效应会不断积累,容量无法恢复。此时就需要进行更深的放电(外国人叫“深度放电”)。这是一个用很小的电流长时间将电池放电到每格0.4V的过程,需要专业的设备。

对于镍氢电池,每三个月左右进行一次此过程可以有效缓解记忆效应。由于镍氢电池的循环寿命远低于镍镉电池,因此很少使用此方法。

▲建议一:每次充电前将电池放电是没有必要且有害的,因为这会不必要地缩短电池的寿命。

▲建议2:不建议用电阻连接电池正负极进行放电,电流无法控制,容易过放至0V,甚至造成串联电池组的电池极性接反。

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2.电池需要激活吗?

答案是电池需要激活,但这不是用户必须做的事情。我曾参观过一家锂离子电池生产工厂,锂离子电池在出厂前要经过以下流程:

锂离子电池外壳灌入电解液、密封、然后化成,就是恒压充电,然后放电,如此反复几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,直到容量达到要求的程度,这就是活化过程。容量划分就是对电池的容量进行测试,选择不同性能(容量)的电池进行分类,划分电池等级,进行容量匹配。这样生产出来的锂离子电池到用户手中的时候,就已经是活化好的了。我们大家常用的镍镉电池、镍氢电池,也是出厂前化成活化好的。有些电池的活化过程需要电池处于打开状态,活化后再密封,这个过程只有电池单体生产厂家才能完成。

这里就有一个问题,就是电池从出厂到用户手中需要很长的时间,从一个月到半年不等,这段时间因为电池电极材料会钝化,所以厂家建议首次使用电池要进行3~5次完全充放电,以消除电极材料的钝化,达到最大容量。

在2001年颁布的镍氢、镍镉、锂离子电池三项国家标准中,都明确规定了初始容量测试,电池可以进行五次深度充放电,当其中一次满足要求时,就可以停止测试,这就很好的解释了我提到的现象。

★这时才可以称为“二次激活”,用户第一次使用时应尝试对“新”电池进行几次深度充电和放电循环。

●但根据我的测试(针对锂离子电池),储存期为1至3个月的锂离子电池,

经过深度充电和深度放电循环后,电池的容量几乎不存在。(我在讨论论坛上有关于电池激活的测试报告)

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3.前三次需要充电12小时吗?

这个问题和上面提到的电池激活问题息息相关。我们假设电池出厂时电极已经钝化,用户需要进行三次深充深放循环才能激活电池。其实这个问题就转化成了深充是否意味着充电12小时的问题。我的另一篇文章《浅谈手机电池的充电时间》已经回答了这个问题。

★★★答案是无需充电12小时。

早期的手机镍氢电池需要补充电、涓流充电,所以可能要5个小时左右才能达到最完美的充满状态,但并不需要12个小时。而锂离子电池的恒流恒压充电特性决定了它的深度充电时间并不需要12个小时。

有人会问锂电池,锂电池在恒压阶段电流是逐渐减小的,那么电流无穷小是不是真正的深度充电呢?我曾经画过恒压阶段电流减小随时间变化的曲线,并对其进行了多次曲线拟合,发现这条曲线用1/x函数可以接近于零电流。在实际测试中,由于锂电池本身的自放电现象,这个零电流是永远无法达到的。

以电池为例,若截止电流设定为0.01C(即6mA),其1C充电时间不会超过150分钟,若截止电流设定为0.001C(即0.6mA),其充电时间可能为10小时,这因仪器精度原因无法准确得出,但0.01C到0.001C得到的容量只有1.7mAh,用7小时以上的使用时间换取不到0.3%的容量,是毫无意义的。

另外还有其他的充电方式,比如脉冲充电,可以让锂离子电池达到4.2V的极限电压,它根本没有最小电流判断阶段,一般150分钟就可以充到100%,很多手机都是采用脉冲充电的。

有些人用充电器在显示充满电后才确认手机充满电,这种测试方法并不严谨。

首先,充电器上的绿灯并不是检测是否充满电的依据。

★★检测锂离子电池是否充满电的唯一最终方法是测试锂离子电池未充电(未放电)时的电压。

所谓恒压阶段电流减小的真正目的是逐步减小充电电流在电池内阻上产生的附加电压,当电流小到0.01C,比如6mA时,这个电流乘以电池内阻(一般在200毫欧以内)只有1mV,可以认为此时的电压是无电流状态下的电池电压。

其次,手机的基准电压不一定等于充电器的基准电压,当手机认为电池充满电时,充电器却不认为充满电,继续充电。

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4、充电电池是否存在最佳状态?

有种说法是,充电电池如果使用得当,在一定的循环范围内会达到最佳状态,也就是容量最大。这个要看情况而定。密封镍氢电池和镍镉电池如果使用得当(比如定期保养,防止记忆效应的产生和积累),一般在100~200次循环时就会达到最大容量。比如出厂容量为的镍氢电池,经过120次循环后,容量就可能达到。我几乎可以在所有日本镍氢电池厂家的技术规格中,在描述镍基电池循环特性的图表中看到这样的描述。

★镍基电池有一个最佳状态,一般在100至200次循环之间达到最大容量

对于液态锂离子电池来说,循环容量不存在这样的驼峰现象。锂离子电池从出厂到报废,容量随着每次使用而下降。我在对锂离子电池进行循环性能测试时,从未见过容量恢复的迹象。

★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到环境温度变化的影响,表现出不同的性能。在环境温度25至40度时,它会表现出最佳性能,而在低温或高温条件下,其性能会大打折扣。要让你的锂离子电池充分发挥其容量,必须仔细注意使用环境,防止出现高低温现象。例如,如果将手机放在汽车前桌上,中午阳光的直射很容易使其超过60度。在同样的网络条件下,北方用户的电池待机时间没有南方用户的电池待机时间长。

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5、充电电流越大充电越快吗?

对于以恒定电流充电的镍基电池来说确实如此,但对于锂离子电池来说并不完全正确。

★★对于锂离子电池的充电,在一定的电流范围内(1.5C~0.5C),增加恒流恒压充电方法的恒定电流值并不会缩短锂离子电池充满电的时间。

安装了 .03,升级到 .04,转移了地址簿

以下是电池的保养:

我们知道电池是手机的动力之源,也就是手机的电源,没有电池的供电,手机就只是一块废铁而已。一块高容量高性能的电池,不仅可以让手机拥有超长的续航时间,还可以保护手机电路,让手机长时间高效工作,否则很有可能对手机造成意想不到的损害。对于我们玩家来说,电池的性能在出厂的时候就已经确定了,它电量的大小,性能的好坏都是由电池本身决定的,我们无法人为的去改变这一点,但是这并不代表我们拿到电池之后就无能为力了。手机采用的是锂离子充电电池,当内部储存的电量用完之后,就需要充电来补充电量,千万不要小看充电环节,好的充电器,正确的充电方法,可以让电池长时间待机,延长电池的使用寿命。更进一步来说,它还能保护手机。关于如何充电,经常有玩家在论坛询问。经过一段时间的实际使用和参考,我总结了以下几点:

1.

一般锂电池在出厂前都会进行激活和预充电,所以电池是有剩余电量的。如果新买的手机电池是锂离子的,那么前3到5次充电称为调整期,要充电14小时以上,确保锂离子的活性被充分激活。锂离子电池没有记忆效应,但是惰性强,要充分激活才能确保以后使用时发挥最佳性能。关于首次充电,我也咨询过三星的技术人员,他们给我的答案是三星的原装电池在出厂前已经充分激活,没必要用长时间充电的方式来激活锂离子的活性。首次充电只要将电池中的剩余电量用完,然后再充满即可。我觉得三星技术人员的说法应该很有说服力。

2、有些全自动智能快速充电器的指示灯变化时,其实只是表示电池充满90%,充电器会自动转为慢速充电,将电池充满。不要立刻切断充电器电源,最好给电池一些时间再充电,充满后再使用,否则会缩短使用时间。

3、锂电池在充电前是不需要放电的,也不能放电。目前生产的锂电池充电器都没有放电功能。如果充电速度可以调节的话,建议大家尽量慢充,减少快充方式;无论慢充还是快充,时间都不要超过24小时。否则电池很可能因为长时间通电产生巨大的电子流而烧坏电芯。

4、很多用户在充电时,手机一直处于开机状态。充电过程中,电池会因使用手机而放出电量,又会因电池充电而给手机供电,这样容易造成电压紊乱,导致手机电路板发热。如果有来电,会产生瞬间回流电流,导致手机内部零件损坏。

5、电池的寿命取决于反复充放电的次数。锂电池可连续充放电约500次,此后电池性能将大大减弱。尽量避免在充电前将电池中的剩余电量完全放完。否则,随着充电次数的增加,电池性能会逐渐减弱,电池待机时间将难以避免减少。

6. 请勿将电池暴露在高温或极冷的环境中。例如,在三伏天,请勿将手机放在阳光下或空调房间内,以免风直接吹过。充电时,电流会回流,电池略微发热是正常现象。

7、手机电池如果太久没用,最好到手机维修部申请对电池进行激活处理。也可以用直流稳压器将电压调整到5~6V,电流调整到500~600mA,将电池反接。注意一碰就松开,反复操作最多三次。经过这样的处理后,在“调整期”用原装充电器充电即可。

8、充电时间越长越好,没有保护电路的电池,充满电后应停止充电,否则会发热或过热影响性能。电池理论充电时间计算方法为:电池电量除以充电器输出电流,例如以电池电量为为例,充电器输出电流为500MA

那么充电时间就等于/500MA=1.6小时。当然这只是理论上的完全充电时间计算。当充电器显示充电完成时,最好再给电池半小时左右的充电时间。锂离子电池一定要使用专用的充电器,否则可能达不到饱和,影响其性能。

提醒:请联系我时一定说明是从奢侈品修复培训上看到的!